基于地理国情普查数据的沛县采煤塌陷地统筹规划探索

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  摘要:针对沛县多年煤矿开采损毁了土地,污染了环境,破坏了水系等缺乏统筹规划,导致矿地矛盾时有发生,成为制约矿区可持续发展和土地高效整治的突出问题。该文以沛县地理国情分析评价的相关理论为基础,构建针对沛县特色的分析评价指标体系,应用空间分析相关模型开展沛县采煤塌陷地的综合国情分析评价,彰显生态修复,服务综合整治目标,开展了采煤塌陷地统筹规划探索研究。研究成果充分发挥地理国情监测的应用效应,打破部门、区域之间的数据壁垒和信息孤岛,为沛县级国土资源职能转变和改革创新提供示范和参考借鉴。
  关键词:地理国情普查;采煤塌陷地;统计;规划
  引言
  沛县地理国情普查首次获取了全县全覆盖、无缝隙、高精度的地理国情普查成果,全面准确掌握了全县地表自然和人文地理信息现状。通过普查,建成了全县地理国情普查数据库,为多部门和单位提供了客观准确的基础数据。
  沛县是全国重要优质煤生产基地,多年来,煤炭工业的高速发展,为沛县经济社会的高速发展奠定了坚实的基础,但是随着煤炭采掘带来的采空区塌陷,造成土地的逐年减少,耕地质量逐年下降,严重影响人民群众的生产和生活,因此如何利用地理国情数据开展分析评价,对塌陷区进行统筹规划成为全县可持续发展的一个崭新的课题。为此,本文以国家关于地理国情分析评价的相关要求为基础,以采煤塌陷地综合整治和生态保护问题为导向,明确塌陷地预测与利用空间规划分析评价为专题开展相关研究。从而构建针对沛县特色的分析评价指标体系,应用空间分析相关模型开展沛县采煤塌陷地的综合国情分析评价,彰显生态修复,服务综合整治目标,充分发挥地理国情监测的应用效应,打破部门、区域之间的数据壁垒和信息孤岛,为沛县国土资源职能转变和改革创新提供示范和参考借鉴。
  1 分析评价思路
  1.1确定分析评价目标
  通过利用地理国情统计分析数据,结合现场调查数据,确定全面掌握沛县采煤塌陷地分布状况、塌陷程度,对未来至2030年开采沉陷分阶段预测,对塌陷区范围内的土地复垦整理、矿山地质环境治理恢复、村庄搬迁等进行专题分析研究,统筹土地复垦与土地利用,有效提高土地利用效率为分析评价目标。
  1.2分析评价指标
  针对沛县采煤塌陷地资源承载的细化内容包括三个层次:一是塌陷资源分布的客观评价;二是塌陷地预测及范围内水土资源集约利用分析评价;三是塌陷区范围内水土资源利用潜力评价。通过这三个方面的评价,基于全国地理国情评价,结合沛县的区域特色,提出本研究的评价指标。本文采用地理国情普查三级指标,其中一级指标12个,二级指标54个,三级指标112个。这些指标属于典型的可观测可测量的指标,并根据沛县实际将其归为地理国情分析评价中的基础性指标,即是地理国情分析评价的数据载体,是地理国情分析评价的基本对象。依据上述指标,对沛县开展了相应的统计分析与评价,评价技术路线如图1所示。
  图1 评价技术路线
  2 沛县塌陷地地理国情分析评价成果
  沛县位于江苏省西北端,徐州西北部,地理坐标为北纬34°28′~34°59′,东经116°41′-117°09′。是苏、鲁、豫、皖四省交界之地,东部与山东省微山县毗连,西北与山东省鱼台县接壤,西邻徐州市丰县,南接徐州市铜山区。全县南北长约60km,东西宽约30 km,总面積1576km?。
  基于沛县第一次地理国情普查成果数据,围绕该区域自然、人文要素分类统计内容,进行了沛县基本统计分析工作,得出该区域地理国情基本统计成果,主要包括地表覆盖的分类与面积,地理国情要素的空间位置、数量、长度、面积、占比、分布等内容。
  2.1地表覆盖总体情况
  沛县地表覆盖类型中耕地、林地、园地、草地、房屋建筑区、道路、构筑物等10种类型的面积及构成。
  2.2植被覆盖基本统计信息
  沛县植被覆盖包括耕地、林地、园地和草地等四种类型,总面积为 1161.12km?,占整个沛县总面积的 64.31%。其中,耕地面积最大,其它依次是林地、草地、园地。耕地面积为844.82km?,占整个沛县面积的46.79%,园地、林地、草地占比依次为 1.87%,9.76%,5.89%。从图中可以看出,龙固、杨屯、大屯三镇的植被覆盖度低,说明其受采煤塌陷地影像较大。
  3 基于地理国情统计的沛县塌陷地预测及统筹规划
  3.1采煤塌陷的国情现状
  沛县地势西南高东北低,为典型冲积平原,水系属淮河流域泗水水系的南四湖水系。沛县现辖4个街道和13个镇级单位,人口127万,资源富集,为华东地区最大煤炭工业基地的重要组成部分、全国重要的农产品生产及加工基地。研究区为沛北矿区采煤影响区域,包括沛县城区(汉源街道办事处、汉兴街道办事处、经济开发区和新城区)、龙固镇、杨屯镇、大屯镇、安国镇、鹿楼镇和朱寨镇等。
  以地理国情数据为基础,结合采矿信息,进行叠加,统计分析沛县辖区内塌陷地为7648.63hm?,其中:轻度塌陷(1.5m以内)5344.60hm?、中度塌陷(1.5~3.0m)1623.66、重度塌陷(3.0m以上)680.37hm?。
  3.2采煤塌陷预测
  依据开采沉陷原理和矿井开采计划,运用专业开采下沉预计软件,我们对研究区域的煤炭开采对地表的影响分各规划时段进行了预计(详细过程见专题研究),预测结果为:截止2030年,沛北矿区塌陷面积14980.66hm?,其中:轻度塌陷(1.5m以内)面积10482.52hm?、中度塌陷(1.5~3.0m)面积2988.55hm?、重度塌陷(3.0m以上)面积1509.60hm?;国家省界范围内,沛北矿区塌陷面积9796.12hm?,其中:轻度塌陷(1.5m以内)面积6683.47hm?、中度塌陷(1.5~3.0m)面积2033.18hm?、重度塌陷(3.0m以上)面积1079.46hm?。   3.3统筹规划内容
  以有效推进沛县矿地统筹工作,建设“社会——经济——自然”生态景观型生态系统、促进区域经济建设和实现社会持续发展为中心确定研究内容。
  1)分析三河尖煤矿、张双楼煤矿、龙固煤矿、龙东煤矿、姚桥煤矿、徐庄煤矿、孔庄煤矿和沛城煤矿2015年、2020年、2025年、2030年的开采沉陷预测信息。
  2)综合三河尖煤矿、张双楼煤矿、龙固煤矿、龙东煤矿、姚桥煤矿、徐庄煤矿、孔庄煤矿和沛城煤矿的开采沉陷预测结果,编绘杨屯镇、龙固镇、安国镇、大屯镇、朱寨镇、沛县城区以及矿井开采沉陷预测图。
  3)依据开采沉陷影响范围和土地破坏等级划分标准,统计杨屯镇、龙固镇、安国镇、大屯镇、朱寨镇、沛县城区以及矿井开采沉陷面积和村庄。
  4)结合三河尖煤矿、张双楼煤矿、龙固煤矿、龙东煤矿、姚桥煤矿、徐庄煤矿、孔庄煤矿和沛城煤矿预测结果和土地利用类型,统计开采沉陷影响的地类信息。
  3.4统筹规划思路
  通过土地复垦措施重建采煤塌陷区生态环境,对区域可持续发展、生态安全建设具有重要意义。根据矿区地表沉陷变化,因地制宜、就地取材、经济合理的开展治理塌陷区生态综合治理具有重要意义。
  (1)损毁的排灌工程及时修复,公路随塌随填,输电和通讯线路及时联系电力和通讯部门予以调整或迁移。
  (2)按开采时序及时搬迁压煤村庄,妥善解决失地农民生产和生活问题,加强生态修復。
  (3)按自然条件、损毁状态因地制宜地分类治理,抓好示范,逐步实施,恢复损毁土地的利用功能。
  3.5采煤塌陷对村庄、交通及水系的影响
  (1)采煤塌陷对村庄的影响
  根据实际调查和结合采煤塌陷预测,得到沛县采煤塌陷对村庄影响。其中搬迁村庄28个行政村(含4个已经开始搬迁、预计2017年和2018年搬迁完成),计划搬迁村庄10个行政村,规划搬迁村庄7个行政村的部分自然村。
  (2)采煤塌陷对交通及水系的影响
  沛北矿区2015年S253、S302及部分县道、运煤专用铁路等,大沙河、杨屯河、苏北堤河、姚楼河和张双楼大沟等主要道路和水系受塌陷影响。
  3.6采煤塌陷的统筹规划
  针对沛县塌陷地稳沉情况,采取指标分析,利用分析结果,对稳沉塌陷地利用分区规划。按照“因地适宜”原则对稳沉塌陷地统筹利用,结合土地塌陷前利用方式和优先复垦为耕地的需求,对稳沉塌陷地规划利用。
  采用土地复垦工程和生态技术,建立多层次、多结构、多功能集约经营管理的综合生态系统。土地复垦技术类型包括充填复垦和非充填复垦,其中充填复垦一般采用煤矸石、粉煤灰以及城市生活垃圾充填。利用固体废弃物充填塌陷区时,重点预防有害物质的二次污染。超前复垦,又称动态复垦,是井上动态沉降煤矸石充填预复垦和井下煤矸石充填减沉。非充填复垦包括土地平整技术、挖深垫浅技术和疏排法复垦技术等。根据土地塌陷类型、分布及自然条件,规划采用2类10种综合治理模式。
  1)现代农业建设模式
  沛县北部矿区是典型的煤粮复合区,塌陷地农业种植利用是主要和重要的方向。针对土地塌陷程度和土地利用现状地类,农业种植利用分为四类,即土地整治(I类)、土地整治(II类)、土地整治(III类)和土地整治(IV类)。
  土地整治(I类)为塌陷程度较轻,面积为1162.72hm?,土地利用地类主要为耕地、园地等农用地,由矿山企业按照高标准农田建设标准在3年内完成整治,整治资金由矿山企业支付,纳入企业生产成本。
  土地整治(II类)为塌陷程度中等,面积为204.36hm?,土地利用地类主要为耕地、园地等农用地,可以采取适当的复垦方式整治为耕地。建议采取按照采煤塌陷灾毁进行土地变更,再开展耕地占补平衡项目建设,预测可以新增耕地122.60hm?。
  土地整治(III类)为塌陷程度中等,面积为1480.23hm?,土地利用地类主要为坑塘水面、滩涂等,可以采取适当的复垦方式整治为耕地,即可以直接复垦为耕地,预测可以新增耕地888.12hm?。
  土地整治(IV类)为塌陷区域内村庄搬迁旧址,面积为347.69hm?,可以充分结合工矿废弃地复垦或建设用地城乡挂钩政策,土地整治为耕地置换建设用地指标。同时,由于部分村庄塌陷程度中等或重度,建议尽量将村庄旧址整治为耕地,预测可以拓展建设用地空间104.02hm?。
  综上所述,农业种植模式的复垦利用面积为3195.00hm?,预测新增耕地占补指标1010.72hm?和置换拓展建设用地空间104.02hm?。
  2)生态功能区建设模式
  在稳沉塌陷土地中有680.37hm?塌陷程度重,难易整治为原先的利用方式,可以建设湿地公园、平原水库和生态水产养殖,建设集生态湿地公园、水产养殖和功能水库为一体的生态功能区。
  根据采煤塌陷地积水水域成片分布、深度较大特点,可对采煤塌陷区水面、洼地、坡地综合改造,建成集现代农业观光园区、旅游度假区、休闲娱乐区等多功能于一体的休闲中心。将现代企业经营理念和管理机制引入采煤塌陷土地综合利用领域,促进农业充分发挥生态保育及休闲旅游的功能。例如对应龙固片区,规划了龙湖湿地生态建设模式。
  4结论
  本文以地理国情数据应用为导向,根据采煤塌陷区特点,制定了科学的分析评价体系。利用评价分析成果,以提高土地利用效果为目标,开展了现代农业建设模式和生态功能区建设模式两种规划。该规划能够局部缓和人地矛盾,增加就业机会,提高生产水平,大大改善区域生态环境,保证了社会安定团结,具有较好的社会效益、生态效益和经济效益。一方面可更好地规范塌陷地综合治理工作;另一方面,既可避免重复搬迁和重复建设的不合理现象,又可从全局和长远角度总体规划布局和治理,产生较好的规模效益和宏观效益,也是地理国情评价分析的重要应用价值体现。
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  作者简介:罗奇(1976-),男,高级工程师,本科学历,1999年毕业于中国矿业大学测量工程专业,现工作于江苏煤炭地质物测队,主要从事测绘地理信息技术设计、生产管理方面的工作。
  (作者单位:江苏煤炭地质物测队)
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