潘庄灌区引黄泥沙利用的新途径

苏秀峰，王宝林，叶真真

（1.德州市潘庄灌区管理局，山东 德州 251200；2.德州市丁东水库管理处，山东 德州 253100）

潘庄灌区利用引黄泥沙对邱集煤矿采煤塌陷地进行淤改复垦，将经济再生产过程和自然再生产过程有机结合起来，实现了社会效益、经济效益和生态效益的和谐统一，成为国内首个利用黄河淤沙治理采煤塌陷区的实践项目。项目的实施起到了渠道清淤减害与塌陷区治灾的双重作用。

1 潘庄灌区引黄引沙概况

潘庄灌区位于德州市西部，是山东省最大引黄灌区。1972年6月建成，承担齐河、禹城、平原、德城、武城、夏津、陵县、宁津8县（市、区）工农业供水任务。设计引水能力120 m3/s，总干渠全长91.3 km，其中输沙渠长12 km。因渠首引水闸底板高程低于黄河河底高程，引水时容易引进黄河底沙，而且大粒径泥沙的比重大。截至2011年底，灌区累计引水339.67亿m3，引沙2.66亿m3，年均引水9.40亿m3，引沙739.84万m3。

多年来，潘庄灌区处理泥沙的措施主要是开挖沉沙池沉沙，沉沙池由一级发展为三级，累计开挖27条，处理泥沙358.8万m3，占引进泥沙总量的48.5%。但近年来，灌区开辟沉沙池越来越困难，其主要原因是：1）随着国家一系列惠农政策的出台实施，农民种粮的积极性越来越高，对土地的重视程度空前高涨，当地群众对开辟沉沙池不支持，迁占难度不断加大；2）适宜开辟沉沙池的盐碱地和涝洼地距离总干渠越来越远，有的需跨越河道或村庄，开辟沉沙池的成本不断增高。

2 邱集煤矿采煤塌陷地概况

邱集煤矿位于德州市齐河县境内，2003年12月投产，井田面积36.13 km2，生产能力75万t/a。因煤层埋藏较浅，随着矿区开采范围的逐步扩大，截止2011年底，已形成200 hm2左右的采煤塌陷地，并且以每年2 hm2左右的速度递增。大面积的土地塌陷对矿区农民的生产、生活、城市建设及生态环境产生极大的影响。主要表现是：1）农田灌溉系统遭到破坏，旱难浇、涝难排，特别是地表深陷水面积逐年增加，越来越多的土地因失水失肥或内涝严重减产甚至绝产；2）生态失衡、环境恶化，植被不断减少，土壤盐碱化，地基稳定性降低，地表建筑损坏，影响了地下水的涵养、质量和均衡；3）耕地面积持续缩减，人地矛盾日趋突出，农民群众因失去赖以生存的耕地，粮食不能自给，剩余劳动力逐年增加，给社会带来诸多不安定因素，给当地政府造成巨大压力；4）因煤矿每年都要拿出一定的款项补偿失地农民，不仅增加了管理成本，也增加了经营支出，影响了企业的正常发展。

为恢复原地貌的环境承载力，邱集煤矿2011年9月通过公开招投标，选定山东省地矿工程勘察院对塌陷区土地进行复垦治理，一期工程53.3 hm2，合同金额1 100万元。借助地缘优势，着眼经济社会发展大局，潘庄灌区和山东省地矿工程勘察院商定在潘庄引黄总干渠输沙渠内取土，利用引黄泥沙对塌陷地进行覆盖、淤填、整改，以恢复和涵养塌陷地生态。

3 项目实施技术和管理措施

为保证项目顺利实施，确保灌区工程安全和引黄调水顺利进行，在技术和管理方面采取了以下措施。

1）规范取沙设备及工艺。采用挖泥船和泥浆泵采集干渠泥沙，采用直径35 cm的钢管进行输沙，输送到第一个接力泵，经2台200 kW的渣浆泵二级接力后输送至邱集煤矿塌陷区，再用推土机把充填土方达到设计高度的分格推平。引黄间歇期或其它不便用挖泥船时用4～5套泥浆泵采沙，单机功率50 kW。

2）严控施工范围和标准。一是在输沙渠施工作业，开挖区底部不能超过设计渠底以下3 m（高程25.70 m），距离两岸大堤内坡脚保留15 m滩地，距离桥、涵、闸等重要引水建筑物不少于30 m。二是取土施工要符合潘庄灌区总干渠清淤施工要求，确保两岸堤防边坡稳定，河道顺滑。三是在取土条件不适宜继续采沙时，需等待下一轮引水淤沙形成新的嫩滩时再取沙，不能破坏老滩地。

3）严格采沙工期与计划。工期6个月。管道输水含沙量保持在400～500 kg/m3左右，每天取沙3 000 m3左右。在灌区干渠引水期间一个采沙段一次性持续取土10万m3左右，引水间歇期，可用4套泥浆泵采沙，一个采沙段内取沙15万m3左右。

4）健全应急预案和措施。一是以确保总干渠工程安全为前提，保证引黄供水的顺利运行，服从灌区调度管理。二是抓住引水间隔时期及时施工。在干渠边坡稳定的情况下，取土深度2～3 m，确保引黄干渠边坡的稳定性。三是如出现渠道塌坡现象，采取加大取土边坡 1∶3～1∶5 的原则，同时减少采沙深度，确保渠道安全。四是当引水含沙量较小不能进行循环采沙施工时，停工约25 d左右，以恢复渠道沙量。五是吸泥船取沙位置置于渠道中间，适当向两边延伸，随时调整取沙位置，确保引水安全。

5）收取安全保证金和水沙补偿费。项目开工前，山东省地矿工程勘察院向潘庄灌区交纳工程安全保证金。项目结束后，潘庄灌区按标准收取水沙补偿费，据实际完成土方数量结算，在工程安全保证金中抵减。

4 项目效益与启示

利用引黄泥沙淤改复垦煤矿塌陷地，实现了灌区可持续发展、矿企经济效益、当地群众利益和生态资源环境的一举多赢。

4.1 灌区实现了兴利除害

潘庄灌区每年源源不断地引进大量黄河泥沙，借助复垦煤矿塌陷地项目，潘庄灌区将淤沙废物利用，变废为宝，化害为利，既起到河渠清淤治灾作用，又将泥沙灾害变成了治理塌陷灾害的理想沙源和宝贵资源。同时，灌区变投入为产出，取得了一定的经济效益，实现了泥沙处理方式的历史性变革。

4.2 煤矿实现了安全稳定发展

一方面煤矿每年可节省出塌陷地补偿款和耕地占用税用于安全生产及矿井标准化建设，一次投资，长期受益，减轻了企业的经济负担。二是避免了村民以积水为由拒绝耕种、撂荒，提高耕种的积极性和主动性，和谐了矿地关系，融洽了外部环境，营造了利于企业可持续发展的良好氛围。三是往日长满杂草的“荒水滩”，成为企地共赢的“聚宝盆”，达到了村民与煤矿的“双赢”。

4.3 三农实现了增产增收增效

项目建成后，塌陷地复垦为有灌溉保障的高产、稳产田，农业生产条件得到极大改善，抗御旱涝灾害的能力明显增强，土地生产力和产出率得到有效提高，使有限的土地发挥了最大效益，增加粮食产量860 t，增加产值1 624万元，人均增加纯收入420元，吸收安置剩余劳动力460人，农民收入逐年提高，群众生活不断改善，项目区农村经济的发展后劲不断增强。

4.4 生态环境得到极大改善

通过塌陷地的复垦开发，实现了水、土、空间动植物群落等生态系统内部能量的良好转化和物质的良性循环利用，植被得到恢复，水质得到改良，配套设施得到完善，彻底改变了原来地表凹凸不平、水系严重扰乱的脏、乱、差落后面貌，使项目区的空气和水域得到净化，形成了绿树成荫、精心耕种、科学养殖的崭新局面，保障了群众居住环境，生态效益十分明显。

4.5 社会效益非常显著

项目的实施，使昔日高低不平的沉陷地变成了平原，昔日低产坡地、沼泽地或芦苇丛生的湖泊变成了肥沃农田，焕发了勃勃生机，改善了人民生存生活环境，缓解了人地供求矛盾，解决了一部分少地农民和剩余劳动力就业问题,繁荣了当地经济，提高了人民群众的生活质量，对缓解就业矛盾，密切党群关系，维护社会和谐稳定有着重大的现实意义和长远的战略意义。同时，项目的实施对本区域和周边环境的治理起到了良好循环作用，有利于塌陷地产业和地方经济的长远发展，开创了一条高效、节能、费省效宏的塌陷地治理新模式，适用性和实践性强，具有良好的推广价值。