张 提
(大同市水土保持科学研究所)
大同市是我国北方重镇,煤炭资源丰富,有着上千年的煤炭开采历史,号称北方的“煤海”。十里河、口泉河横穿大同市区和矿区,并涉及新荣区、南郊区和左云县,是大同市的“母亲河”。流域总面积1 542.84 km2,其中,采煤沉陷区面积达715.64 km2,占总面积46.4%。采煤沉陷区内的主要煤矿为同煤集团和地煤集团等数十家国有企业。
十里河、口泉河流域位于黄土高原东北部边缘、毛乌素沙漠的延伸地域,地貌类型以黄土丘陵缓坡风沙区和黄土丘陵沟壑区为主体。气候类型为大陆性季风气候,春季受蒙古高原大气环流影响,冷空气活动频繁,风大沙多,干旱少雨;夏季受太平洋副热带暖湿气流控制,雨热同步,降水集中,且多暴雨和雷阵雨;秋季北方冷空气加强,凉爽而早霜,降水显著减少;冬季受西伯利亚冷空气影响,西北风盛行,严寒少雪。据大同气象站观测资料:年均气温6.5℃,极端最高气温38.4℃,极端最低气温-29℃;年均降水量389 mm,80%集中在7-9月,多属短历时、高强度暴雨;年均蒸发量2 057.4 mm,相当于年降水量的5.28倍;年日照时数2 670.6 h,日照百分率60%;无霜期120d左右;年均冻土深度1.5m,最大冻土深度1.86m;年均风速2.9 m/s,瞬时最大风速29 m/s,年大于8级以上的大风日数60 d,主要集中于3-5月,大于5 m/s起沙风速的频率25%。从农业发展来看,属农牧交错区;从水土流失角度来看,属水蚀风蚀交错区,春季风蚀强烈,夏季水蚀严重。“一年一场风,从春刮到冬,有风三尺土,下雨流黄汤”的民谣,是对其自然与水土流失状况的真实显照。
大同市的煤炭开采历史悠久,煤炭生产属当地主导工业产业。由于对地下多层煤的持续开采,形成了大面积的地下采空区,加之地层结构不稳定等原因,地表的不均匀沉陷一直困扰着当地居民的生产生活,影响着生态环境的有效改善。
据调查,目前在十里河、口泉河流域已形成了一个面积达715.64 km2且集中连片的采煤沉陷区,其中,十里河流域采煤沉陷区面积523.44 km2,占73.1%;口泉河流域采煤沉陷区面积192.24 km2,占26.9%。据2015年地质灾害核查资料,采煤沉陷区内地面塌陷(包括裂缝)等地质灾害隐患点共155处,其中新荣区22处,左云县77处,南郊区(含矿区)56处。
这些灾害隐患点,均已出现大面积的地表裂缝、地面沉降坑和地面沉降区,给当地造成难以弥补的危害。由于地下采煤形成地表沉陷,破坏了水文下垫面,导致地表水下渗加快难以利用,部分水井疏干废弃,部分水井污染水质严重恶化,河道断流时间增多,加剧了水土流失。同时,造成建筑物和路面出现塌陷、裂缝,严重影响办公、居住和交通安全。部分耕地由于塌陷和裂缝,有的无法耕作而荒芜,有的无法实现机械化作业。区域地表植被退化枯萎,生长不良,生态环境恶化。
从2016年始,大同市人民政府组织有关部门,进行了深入的调查研究,开展了一系列的水土保持生态环境建设举措。
2016年,大同市组织编制完成了《十里河、口泉河流域生态修复规划》。根据规划,应采取的主要技术措施:一是根据地形、地貌和地层岩性的不同,对流域内的地面塌陷坑、塌陷裂缝,采用碎石和黏土进行填筑;二是在其沉陷区周边,根据流域分界线修筑排水渠,将外来水排入沉陷区外,增加沟道径流,减少降雨对塌陷地面的冲刷和入渗,改变下垫面水分循环状态,恢复土地的原有功能;三是在实施上述措施的基础上,规划土地利用方向:对基本农田大力推行保土耕作法,发展旱作农业、集约农业和特色农业;对于大面积荒山荒坡,因水利导地布局水土保持生态治理工程,宜草种草,宜林植树;同时,选择坡度、坡向有利的开阔地形,开发光伏太阳能电站,发展林光互补产业。
20世纪80年代以来,在原有国营煤矿扩建、改建的基础上,地方中小煤矿发展迅猛。地方煤矿由于规划不到位、资金投入有限、基础设施简陋等原因,大面积开采浅层煤,形成的地下采空区极易沉陷、裂缝,加之治理措施不力,导致十里河、口泉河部分河道漏水严重,河水灌入采空区,造成地下水患。治理方法是根据不同地质情况,对塌陷、裂缝、洼地用碎石、黏土进行填筑并推土整平,并在水平和垂直方向采取防渗措施;同时进行河道整治,恢复河道功能。
由于采煤形成了大面积的采空沉陷区,部分居民已无法居住生活,有计划地进行生态移民搬迁,势在必行。生态移民后,减轻了原有土地的压力,改善了居民生产和生活质量,有利于生态自然恢复和生态专项治理。据不完全统计,目前已搬迁安置移民113个村共7.6万人。
2000年以来,国家先后启动实施了首都水资源治理保护项目和京津风沙源治理项目,十里河、口泉河的大部分区域规划在项目区内,生态环境经过十多年的综合治理,取得了显著成效。目前,采煤沉陷区的生态治理面积达到500 km2,其中营造乔木和灌木林280 km2,封禁和生态自然修复面积220 km2,形成了一个以公路、铁路、河流为主线,以小流域为单元的综合防护体系。随着国家生态治理重点项目的延续和新项目的上马,十里河、口泉河流域采煤沉陷区的生态治理将继续发展,生态环境有望得到有效改善与恢复。
自2015年7月30日《山西省实施<中华人民共和国水土保持法>办法》颁布实施以来,大同市人民政府已组织制定了《大同市水土保持管理条例》地方法规,相信不久将由市人大常委会讨论通过,颁布施行。随着地方水土保持法规的配套完善,将会强化对十里河、口泉河流域采煤沉陷区的重点保护、严格监管与生态恢复治理。
在十里河、口泉河流域建设生态湿地公园,是采煤沉陷区生态恢复治理的一个重大举措。大同市已启动对口泉河流域的甘河支流进行山、水、田、林、湖、草全方位系统治理规划,目标是建设生态湿地公园,供居民娱乐休闲与锻炼身体。目前,该项目可行性研究报告已得到批复,下阶段将进行初步设计与实施。此项目的实施,是对采煤沉陷区治理模式的积极探索,将为大规模治理采煤沉陷区起到较好的典型引路和示范作用。