煤矿废弃地的再生

杨震宇 李笑寒

摘要：美国文顿达尔镇曾经是资源富饶的煤矿矿山的关停及持续的煤矿酸性废水污染问题对小镇造成了严重的生态及社会打击。为重振这一废弃地，建设了文顿达尔公园。景观设计注重采用生态修复措施，用生态学的方法来处理煤矿酸性废水及废弃土地，尊重场地的历史与文化，并积极引导公众的参与，取得了良好的生态及社会效益。这一实践对我国的煤矿资源枯竭地区生态修复与土地利用具有积极的借鉴意义。

关键词：景观设计 废弃地 煤矿 酸性废水 再生

项目背景：

文顿达尔镇（vintondale）位于美国宾西法尼亚州西南部，这里曾经是风景如画的西部小镇，并因富饶的煤矿资源而知名。煤矿开采业从1899年开始，矿区鼎盛时期有6条矿道，600名工人，年开采量达到43万吨。二十世纪80年代，煤炭资源被开采殆尽，矿山停产。尾矿中的煤炭属高硫品种，含有硫、铁等离子，经地下水长期浸泡发生复杂化学反应，形成高酸性煤矿排泄废水（Acid-Mine Drainage，AMD）。这种废水主要特征为橙黄色，不断向周边地表渗出，水中含有氧化铁、铝、锰等重金属成分，毒性很强。土壤的pH值遭到酸性破坏，植物无法正常生长，废水最终流入溪流中，导致水体生境严重恶化，鱼类大量死亡。煤矿的关停与自然资源的破坏使该地区遭受了严重打击。

1994年，为了重振这片污染严重的煤矿废弃地，地方政府引入地产商、景观设计师、环境保护专家、艺术家、公益组织志愿者等社会力量，共同对这一煤炭废弃地进行再利用。通过信托基金、政府拨款及民间集资等多种渠道，历时20年，于2015年初步完成了场地的生态修复与社会振兴。整体项目被称为“AMD&ART;（文顿达尔煤矿废水处理艺术公园）”，形成了一处占地1公顷的综合性公园（如图1）。

一、景观生态修复措施

（一）煤矿酸性废水（AMD）的生态治理

在煤矿酸性废水的处理上，设计团队从现场实际条件出发，创造性地将物理过滤与生物生态治理方式有机结合，形成独特的生态修复方法。在公园的景观设计中，更把这—方法作为靓点进行景观展示，形成可视化的风景。整个系统被称为煤矿酸性废水处理系统（Acid MineDrainage Treatment System），由6座联通的楔形水池组成。废水在系统中的流动完全依靠场地的自然高差。1号水池为酸池（Acid pool），是废水收集池。附近废弃矿井内的酸性废水经过地下管道被缓慢地引导入这个水池进行集中和沉淀。池塘旁边设计有解说牌，用于科学普及酸性废水的产生原因、主要成分、危害等。2至4号水池是连续的三组湿地池塘，通过种植菖蒲（Acorus calamus Linn）、芦苇（Phragmitesaustralis）、旱伞草（Cyperus alternifolius）、千屈菜（Lythrum salicaria）等湿地植物来减缓水的流速，吸附水中的铝、锰等重金属元素，同时通过水中的微生物分解硫元素，减少水的酸性，湿地池塘完全采用生物技术来处理废水。5号池是一个垂直沉淀池，也被称为连续中和系统池（SAPS）（如图2）。废液流入池塘后经过天然泥炭层的初级净化，滤清杂质，部分重金属同时被吸附。下一步经过一层天然石灰石过滤层，废水与石灰发生中和反应，降低酸性。石灰石因泥炭层的保护，避免了杂质与重金属的污染附着，提高了中和池的效率并延长了使用周期。在石灰石层底部布设导流管道，将中和后的水引入下一个处理池。（需要指出的是，中和系统池中的泥炭和石灰石需要定期置换，以保证净化和中和的功能。这些“耗材”都是易于取得的天然材料，成本低廉，置换的施工流程也简易便捷。因此是可持续的设计）。6号池塘为沉淀池，废水首先经曝氧装置增加含氧量，后在池塘中沉淀，经过6个水池的连续净化，水的pH值已经从原始废液的3中和为6.5，接近天然水的指标。酸性废液的颜色也从导入池塘时的橘红色转换成清澈的淡绿色，给人留下直观而深刻的印象。

在6座酸性废水处理池周边，景观设计师精心挑选了13种地方乡土乔木，如红枫、元宝枫、槭树、栎树等，这个花园以其中种植的石蕊命名。在秋季，这些乡土彩叶植物呈现出不同色彩，叶片颜色与其所在池塘中废水的净化进度相一致：从深红、橘黄、浅黄色过渡到深绿、浅绿色。从景观立面上看，这些乡土植物就如同一条鲜活的pH试纸带，见证了酸性废水从严重污染到完成治理的全过程，形成了鲜明睿智的植物景观。

（二）废墟区域的景观修复

该区域是原矿山的洗煤厂和办公区，矿山于1980年关停，工业建筑被拆除，只留下部分建筑残骸。对于荒废多年的废墟，设计方案提出了景观生态修复与历史遗迹保存并重的设计策略：一部分典型性的建筑遗存（如残破的红砖墙体、大块的混凝土地基等），這些遗迹连同它们周边自然生长出的乡土植物被原貌保留下来，如同一组组鲜活的“记忆碎片”，见证了昔日这片土地上煤炭产业的兴衰荣辱。另—方面，设计方案也着眼于场地的未来发展，在废墟之上设计营建了占地2.8公顷的湿地。建设湿地的目的主要是为了将经过废水处理系统净化后的无害废水进行进一步的生态净化，同时对废墟区域的生境进行生态修复。湿地范围内遗留的建筑垃圾得到清除，由于场地土壤贫瘠，设计团队使用生态土壤堆肥法，将有机生物废料与原有土壤混合，如：塘泥、废旧纸张、秸秆、蘑菇培养基质、动物粪便等，经过有机改良后的土壤重新获得肥力。为了营造良好的生态环境，超过—万种乡土湿地植物被种植在湿地区域，为多种本地生物提供了栖息地。吸引了多种昆虫和鸟类以及獾、狐狸、鹿等小型野生动物在此栖息。为了保护当地稀有的一种蝙蝠，设计团队在湿地当中还专门设计并安装了吸引它们的人工巢穴（如图3）。

经过湿地净化后的水最终从公园西南侧的小溪流出汇入河流，溪床采用粗犷的大块毛石铺置，这一设计使得流水冲刷毛石发出潺潺的响声，引起游人的注意。在溪流出水口处，设计了一块巨大而平滑的黑色石板，游^可以伫立在石板之上，观赏经过系统处理再生的清水重返大自然的怀抱。石板成为了象征意义上的“纯净”（Purify）的景观地标。

二、对历史与文化的尊重

设计团队在营造新的景观公园的同时，尝试探索场地历史保存与未来发展的平衡点。设计者充分尊重场地的历史记忆，希望后人能够了解到顿达尔煤矿的辉煌历史以及一代代矿工们辛勤劳作的奉献精神。通过缅怀历史，正视历史，来提醒人们改善矿区生态环境、实现可持续发展的责任。

场地中有一口关闭多年的6号矿井，出于安全考虑井口被一堵混凝土墙封死。团队中的艺术家根据煤矿老照片进行再创作，描繪了一组正在井口交接班的矿工们的影像。这些影像采用浅浮雕的方式雕刻在黑色花岗岩上，覆盖了原来6号井口简陋、粗暴的水泥墙面。煤矿工人的主题浮雕创造了一个永恒的历史瞬间，使这些矿井中忙碌的历史身影变得鲜活起来，以此表达对几代煤矿工人的敬意。新的井口浮雕成为了公园中的亮点，吸引了曾经在此工作的老矿工们在此聚会留念（如图4）。

在煤矿办公区的废墟上，即改造后的生态湿地区域，安放了一块巨大的花岗岩地面浮雕。煤矿全盛时期的文顿达尔镇地图被雕刻在浮雕中心，地图四周则雕刻了重要的编年历史事件、历史照片等辅助性历史信息。通过阅读浮雕，参观者可以对文顿达尔的煤矿历史有一个宏观而全面的了解。

三、公众参与

公园在设计建设之初就体现出了鲜明的公众参与特性。社区的居民代表组成了一个小组，与建设方与设计师共同协商公园的各项工作计划，并定期开展社区与建设方的交流活动。社区居民还募集了少量的捐款，为公园的建设添砖加瓦。公园建成后，矿区遗留的一座小型教堂被改造成为社区交流中心，居民们与公园管理方在这里不定期讨论公园的日常运营及各类活动的组织协调工作。一些居民还以雇工或志愿者的身份参与到公园的日常维护工作当中。公园与周边的学校建立联系，成为类似于“生态教育基地”的校外实践点，每年有大量的青年人来公园参观，并完成有关生态与环保的课程课题，使可持续理念在年轻一代中传递扩展。公众的参与—方面使公园的设计和建设更加具有针对性和可行性，另—方面也使得公园的后期维护更加持久、更具保障性。公众参与具有互利互惠的特性，公众为项目提供建议、提出要求、进行监督，同时受益于项目带来的生态环境改善、社区知名度提升、旅游经济的发展，社区居民增加了就业机会及经济收益来源；项目则在居民的大力支持下顺利实施、并稳步实现盈利，从而从生态环境方面、社会文化方面及经济收入方面综合实现废弃地的再生（如图5）。

结语

文顿达尔镇的案例，从_个侧面反映了矿业资源枯竭和矿业污染对所在地造成的严峻打击。煤矿酸性排泄废水（AMD）污染问题并非偶发的个案，在西方国家，如德国、美国、加拿大、英国、法国等国的矿区均有灾害记载。我国的矿山，如长江以南的福建永宁、龙岩，广东梅田，浙江长广湖北黄石，江苏川埠，湖南资兴，以及长江以北的陕西铜川，河北峰峰，宁夏石嘴山，内蒙古乌达，山西古交、阳泉，山东淄博、枣庄等矿区，均有酸性废水污染的问题。

通过文顿达尔公园景观设计的实践，用生态学的方法对酸性废水进行净化，并将治理的过程与景观展示相结合，形成艺术化的水处理系统；尊重场地的历史与文化，注重人文关怀；积极引导公众的参与。文顿达尔公园因其成功地使煤矿废弃地重获新生而赢得美国环境保护署凤凰奖（Phoenix Award）。今天的中国正面临着煤矿资源快速消耗与煤矿废弃地加速涌现的历史发展阶段，同时以“双修”为代表的生态文明建设正方兴未艾。他山之石可以攻玉，文顿达尔公园的经验，为我国煤矿资源枯竭地区的生态环境修复及社会经济复兴提供了一个可借鉴的思路。