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【摘 要】我国高潜水位采煤普遍会出现沉陷的问题，沉陷后的特殊地势和大量积水将会使周边居民的生命财产安全受到威胁。沉陷区的生态环境可通过建设平原水库进行恢复，本文从经济和技术两方面对构建平原水库的可行性进行评估，并探讨构建高潜水位平原水库的实践意义。
【关键词】高潜水位;采煤沉陷;平原水库;生态恢复
前言
煤炭是我国使用量最大的能源之一，目前国内的煤炭主要依靠打井，再横向长壁全部垮塌法进行开采。开采后的地表因此发生塌陷，严重影响开采区域的生态环境。然而生态环境的保护才是资源发展的前提，因此，恢复受损土地成了必然的选择[1]。高潜水位采煤区主要位于我国黄淮平原，当地虽属于水资源较为丰富的地区，但由于降雨量和蓄水量的空间分布不均，水土资源的分配并不协调。因此，本文提出的构建平原水库思想在修复生态的同时，可解决水土资源分配不均的矛盾。
1 高潜水位采煤沉陷地构建平原水库的必要性
根据大量事实证明，高潜水位采煤会导致地面沉陷，地面的沉陷会进一步导致积水，随着积水量的增加，给后期恢复造成了较大的困难。据调查，每年因为开采煤炭，导致淮北市每年沉陷土地达到600.78hm2，预计至2020年沉陷土地将达到15000.00hm2。由于高潜水位平原缺少用于填充沉陷区域的材料，即便边开采边恢复，仍然会存在较多的深积水区域，具体如图1所示。
针对高潜水位平原地区存在水资源分布不均的情况，上个世纪中期就有学者提出了平原水库建设的建议，但由于当时技术原因导致计划一度搁浅。随着水资源分布不均的矛盾日益明显以及技术的不断革新，平原水库的建造方案又重新提上日程。
2 平原水库建设中存在的问题及可行性分析
2.1 平原水库建设中存在的问题
平原水库目前的建设对水库建设的总体把控不到位，因此在建设中存在诸多问题。
1）占地问题。水库在建立时，不可避免的会涉及到占用耕地，建设不仅很难得到相应部门的批准，还容易激起严峻的人地矛盾。
2）资金问题。水库建设的资金消耗巨大，在没有地方政府的扶持下，资金筹措将会是很大的问题。资金投入大再加上资金回收周期较长，导致水库建设进程搁浅。
3）工程技术能力限制。制约平原水库发展的最大原因在于施工条件及施工技术不达标。通过挖填方式仅进行建设的水库通常水位较浅，水域占地面积大，蒸发量大，且水体容易富营养化。此外就是挖填水库的防漏措施不到位，导致水库水位不达标。再加上水库修建时技术不成熟，使后期堤坝的安全监测存在一定的难度。
2.2 平原水库的建设可行性
随着平原水库建设量的增加，问题也开始逐渐显现。由于前期缺乏科学性的总体规划，包括前期修建和后期维护等问题。
1）水库选址不当造成多次重建。高潜水位沉陷范围广的主要原因是挖矿途中重复采动导致地面下沉深度深;此外，厚冲积层也是多数区域下沉的主要原因[2]。当前平原水库的选址建设往往只考虑地面沉陷，而忽略了周围其他区域对水库建设的影响，例如水库周围的农田、村庄、植被等。导致水库修建成果不佳，堤坝易损，需要重新修建等问题。
2）村庄搬迁的综合污染问题。煤炭是经过几亿年的地壳变动形成的，其开采区域是不可控的。有些村庄经勘探后确认存在大量煤炭，政府或开发商会与居民签订协议，迫使居民离开居住地。这就导致居民搬迁后会留下大量的破损房屋建筑和生活垃圾，不仅会影响挖煤工作的进行，还会影响后期平原水库的建设。
3）水库建造中的经济损失巨大。据统计，每年将会有大量的村庄因为采煤作业的需求搬离原居住地，而大量的农田也会收到损坏。在此过程中，就涉及到村民的住房问题和农田赔付问题，这将是一笔巨大的经济损失。
4）水库蓄水量低和肥沃耕种土壤的沉陷问题。目前，平原水库的建设在技术和方法上有着严重的缺陷，平原水库在建设时会使表面肥沃的土壤沉入水底，造成了水库蓄水量降低和肥沃土壤流失问题。
3 利用采煤深陷地主动构建平原水库模式的实践
正常情况下，水库的蓄水主要来自于地表水、雨水、矿井排水以及河道引流水等。但随着煤矿的开采，平原水库逐渐变大，水库的蓄水量也逐渐变大，但水库的承载能力是有限的，因从，在水库建设的前期就应将水库规划成可防洪、抗旱的水利工程。本文提出的利用采煤深陷地主动構建平原水库的技术主要包括前期资料的收集和精准的矿区沉陷度测算、水库初期的选择和规划、水库后期的扩建和维护保障这三个步骤[3]。经过这三个步骤的精确预算和施工，将使平原水库成为最具价值的水利工程。具体流程如图2所示。
淮南采煤深陷区平原水库是成功的实践标杆。该平原水库属于淮河冲积平原、处于淮北平原南部，该平原水库所处区域地势平坦，煤矿产量丰富。经多年开采，采矿区下陷，已形成了天然的蓄水坑[4]。至2019年得到的数据显示，该水库的积水面积已经达到2000.00hm2。由于开采的工作并未停止，随着下陷区域的增大，预计到2030年，蓄水量将达到1.15亿m3。由于当地水系发达，降雨量大，因此在修建初期已做好了防汛和泄洪工作，保证了周围居民的安全。因此，淮南采煤深陷区平原水库已成为了最具价值的水利工程。
4 结束语
中国目前因矿区的塌陷造成的直接经济损失超过500亿人民币，大量的居民建筑和公共建筑遭到破坏，肥沃土壤陷入地底造成浪费，而深陷区形成的小水库将对周围民众的生命财产安全造成严重的影响[5]。因此，主动构建高潜水位平原水库的工作刻不容缓。经本研究表明，高潜水位平原水库将成为最具价值的水利工程。
参考文献：
[1]薄怀志.高潜水位平原区采煤沉陷防治技术研究进展[J].山东国土资源，2018，34（11）：61-68.
[2]肖武，任河，吕雪娇等.基于无人机遥感的高潜水位采煤沉陷湿地植被分类[J].农业机械学报，2019，50（02）：184-193.
[3]何倩，薛喜成.低深水位沉陷区与高潜水位沉陷区废弃地生态修复技术对比分析[J].西部探矿工程，2019，31（03）：169-170+173.
[4]程艳芳.高潜水位采煤塌陷地粉煤灰充填复垦可行性分析[J].煤矿开采，2018，23（06）：89-93.
[5]张少博;何新林;刘兵等.新疆山区水库参与调度后平原水库废弃可行性分析[J].长江科学院院报，2018，35（01）：27-32.
（作者单位：山西乡宁焦煤集团毛则渠煤炭有限公司）
【关键词】高潜水位;采煤沉陷;平原水库;生态恢复
前言
煤炭是我国使用量最大的能源之一，目前国内的煤炭主要依靠打井，再横向长壁全部垮塌法进行开采。开采后的地表因此发生塌陷，严重影响开采区域的生态环境。然而生态环境的保护才是资源发展的前提，因此，恢复受损土地成了必然的选择[1]。高潜水位采煤区主要位于我国黄淮平原，当地虽属于水资源较为丰富的地区，但由于降雨量和蓄水量的空间分布不均，水土资源的分配并不协调。因此，本文提出的构建平原水库思想在修复生态的同时，可解决水土资源分配不均的矛盾。
1 高潜水位采煤沉陷地构建平原水库的必要性
根据大量事实证明，高潜水位采煤会导致地面沉陷，地面的沉陷会进一步导致积水，随着积水量的增加，给后期恢复造成了较大的困难。据调查，每年因为开采煤炭，导致淮北市每年沉陷土地达到600.78hm2，预计至2020年沉陷土地将达到15000.00hm2。由于高潜水位平原缺少用于填充沉陷区域的材料，即便边开采边恢复，仍然会存在较多的深积水区域，具体如图1所示。
针对高潜水位平原地区存在水资源分布不均的情况，上个世纪中期就有学者提出了平原水库建设的建议，但由于当时技术原因导致计划一度搁浅。随着水资源分布不均的矛盾日益明显以及技术的不断革新，平原水库的建造方案又重新提上日程。
2 平原水库建设中存在的问题及可行性分析
2.1 平原水库建设中存在的问题
平原水库目前的建设对水库建设的总体把控不到位，因此在建设中存在诸多问题。
1）占地问题。水库在建立时，不可避免的会涉及到占用耕地，建设不仅很难得到相应部门的批准，还容易激起严峻的人地矛盾。
2）资金问题。水库建设的资金消耗巨大，在没有地方政府的扶持下，资金筹措将会是很大的问题。资金投入大再加上资金回收周期较长，导致水库建设进程搁浅。
3）工程技术能力限制。制约平原水库发展的最大原因在于施工条件及施工技术不达标。通过挖填方式仅进行建设的水库通常水位较浅，水域占地面积大，蒸发量大，且水体容易富营养化。此外就是挖填水库的防漏措施不到位，导致水库水位不达标。再加上水库修建时技术不成熟，使后期堤坝的安全监测存在一定的难度。
2.2 平原水库的建设可行性
随着平原水库建设量的增加，问题也开始逐渐显现。由于前期缺乏科学性的总体规划，包括前期修建和后期维护等问题。
1）水库选址不当造成多次重建。高潜水位沉陷范围广的主要原因是挖矿途中重复采动导致地面下沉深度深;此外，厚冲积层也是多数区域下沉的主要原因[2]。当前平原水库的选址建设往往只考虑地面沉陷，而忽略了周围其他区域对水库建设的影响，例如水库周围的农田、村庄、植被等。导致水库修建成果不佳，堤坝易损，需要重新修建等问题。
2）村庄搬迁的综合污染问题。煤炭是经过几亿年的地壳变动形成的，其开采区域是不可控的。有些村庄经勘探后确认存在大量煤炭，政府或开发商会与居民签订协议，迫使居民离开居住地。这就导致居民搬迁后会留下大量的破损房屋建筑和生活垃圾，不仅会影响挖煤工作的进行，还会影响后期平原水库的建设。
3）水库建造中的经济损失巨大。据统计，每年将会有大量的村庄因为采煤作业的需求搬离原居住地，而大量的农田也会收到损坏。在此过程中，就涉及到村民的住房问题和农田赔付问题，这将是一笔巨大的经济损失。
4）水库蓄水量低和肥沃耕种土壤的沉陷问题。目前，平原水库的建设在技术和方法上有着严重的缺陷，平原水库在建设时会使表面肥沃的土壤沉入水底，造成了水库蓄水量降低和肥沃土壤流失问题。
3 利用采煤深陷地主动构建平原水库模式的实践
正常情况下，水库的蓄水主要来自于地表水、雨水、矿井排水以及河道引流水等。但随着煤矿的开采，平原水库逐渐变大，水库的蓄水量也逐渐变大，但水库的承载能力是有限的，因从，在水库建设的前期就应将水库规划成可防洪、抗旱的水利工程。本文提出的利用采煤深陷地主动構建平原水库的技术主要包括前期资料的收集和精准的矿区沉陷度测算、水库初期的选择和规划、水库后期的扩建和维护保障这三个步骤[3]。经过这三个步骤的精确预算和施工，将使平原水库成为最具价值的水利工程。具体流程如图2所示。
淮南采煤深陷区平原水库是成功的实践标杆。该平原水库属于淮河冲积平原、处于淮北平原南部，该平原水库所处区域地势平坦，煤矿产量丰富。经多年开采，采矿区下陷，已形成了天然的蓄水坑[4]。至2019年得到的数据显示，该水库的积水面积已经达到2000.00hm2。由于开采的工作并未停止，随着下陷区域的增大，预计到2030年，蓄水量将达到1.15亿m3。由于当地水系发达，降雨量大，因此在修建初期已做好了防汛和泄洪工作，保证了周围居民的安全。因此，淮南采煤深陷区平原水库已成为了最具价值的水利工程。
4 结束语
中国目前因矿区的塌陷造成的直接经济损失超过500亿人民币，大量的居民建筑和公共建筑遭到破坏，肥沃土壤陷入地底造成浪费，而深陷区形成的小水库将对周围民众的生命财产安全造成严重的影响[5]。因此，主动构建高潜水位平原水库的工作刻不容缓。经本研究表明，高潜水位平原水库将成为最具价值的水利工程。
参考文献：
[1]薄怀志.高潜水位平原区采煤沉陷防治技术研究进展[J].山东国土资源，2018，34（11）：61-68.
[2]肖武，任河，吕雪娇等.基于无人机遥感的高潜水位采煤沉陷湿地植被分类[J].农业机械学报，2019，50（02）：184-193.
[3]何倩，薛喜成.低深水位沉陷区与高潜水位沉陷区废弃地生态修复技术对比分析[J].西部探矿工程，2019，31（03）：169-170+173.
[4]程艳芳.高潜水位采煤塌陷地粉煤灰充填复垦可行性分析[J].煤矿开采，2018，23（06）：89-93.
[5]张少博;何新林;刘兵等.新疆山区水库参与调度后平原水库废弃可行性分析[J].长江科学院院报，2018，35（01）：27-32.
（作者单位：山西乡宁焦煤集团毛则渠煤炭有限公司）