工程建设与管理 ２０１３．１４中国水利 南四湖滨湖流域 采煤塌陷与洼地综 。口。 口 理研究 尚书河’，耿 勇 ，陈立峰’，李珥培 （１．山东省淮河流域水利管理局规划设计院，２５０１００，济南；２．山东省济宁市洙赵新河管理处，２７２０００，济宁） 关键词：南四湖；滨湖；采煤塌陷；综合治理 中图分类号：ＴＶ２１２．５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１０００—１１２３（２０１３）１４—０００７—０２ 南四湖流域煤炭资源丰富．是全 国十三大煤炭基地之一。至２００９年 综合治理结合，是迫切需要研究的重 要课题 一物．即便是已经预置填充治理过的区 域，因下组煤的开采还面临着再次塌 陷和重复治理的问题。“泥浆吹填法” 年底，已累计生产原煤１Ｏ亿ｔ以上， 实际年生产能力超过１亿ｔ。随着煤 炭资源的开采，南四湖周边地区形成 大面积成片塌陷地．截至２００９年年 底，流域采煤塌陷地总面积为３５．１５ 万亩（２．３４万ｈｍ ），其中积水面积为 １１．７７万亩（０．７９万ｈｍ２）。目前采煤塌 、采煤塌陷治理已有模 式及效果分析 根据滨湖地区采煤塌陷治理实 践，对于常年积水的重度塌陷区，一 般有三种方法进行治理：一是“生态 治理法”．即采取围湖造岸、植树种 规模较大的是济宁市采煤塌陷地引 黄冲填复垦项目，工程范围主要涉及 济宁市梁山县、汶上县、嘉祥县，近期 引水输沙至汶上县阳城煤矿建设总 长５０．８４ ｋｍ．至嘉祥县梁宝寺煤矿建 设总长５９．７５ ｋｍ．工程引水天数为 ２６０天，采用绞吸式挖泥船经管道混 合式接力输入沉沙淤积区域。管道直 径３５０～６５０ ｍｍ，管道设计引水流量 １．８２～２．３６ ｍ３／ｓ，根据高村站１９５１－－ ２００９年实测泥沙资料进行分析计算， 含沙量多年平均１９．７３ ｋｇ／ｍ ，汛期平 陷地每年以３万亩（０．２万ｈｍ ）的速度 增加，据预测，到２０２０年总塌陷面积 为７３万亩（４．８７万ｈｍ ），其中常年积 水面积将达到２９万亩（１．９３万ｈｍ ）。 南四湖是南四湖流域３．１７万ｋｍ 的主要排水承泄区。湖周边３７ ＩＴＩ等 草，形成相对独立的小湖泊，实行种 植、养殖、加工、旅游综合开发相结合 的立体治理模式。二是“预置填充 法”，此法的前提是有足量的煤矸石 等填充物．在塌陷地表破坏发生之前 或已发生但未稳定之前．预测塌陷深 高线（废黄河高程１以下地区常年承受 湖、河侧渗影响，汛期受湖、河水位顶 托，严重影响区内涝水自排，严重的 地方积水０．１～０．２ ｍ．形成滨湖洼地． 面积２ ３０３ ｋｍ 。滨湖洼地内地势平 坦、人口密集，是山东省的粮食高产 区。随着煤炭资源的大规模开采，大 面积良田塌陷绝产．大量村庄被迫搬 迁，越来越多的农民将失去赖以生存 的土地。同时，因塌陷区地貌的改变． 度，提前剥离表土，用煤矸石等填充 物充填抬高。然后表面覆土，使其塌 陷之后与周围地貌基本持平，用于种 植、养殖或非农业建设。三是“泥浆吹 填法”，即对于沿黄河、沿湖地带的塌 陷区域，利用泥浆泵抽调河湖底泥。 充填至塌陷区域，尽可能恢复塌陷地 的生态功能。 在三种治理方式中．“生态治理 法”治理区域的绝大多数因塌陷土地 均含沙量为２８．３１ ｋｇ／ｍ。．非汛期平均 含沙量为９．３８ ｋｇ／ｍ 。根据黄河水沙特 点，结合引水输沙条件及工程条件， 挖泥船及组合式泥浆泵．使黄河水含 沙量达到３００～４５０ ｋｇ／ｍ ，实现引黄淤 填采煤塌陷地的目的。按充填厚度 ２．２ ｍ计算．年设计输送沙量６４８．９６ 万ｎｌ ，充填面积为４４２９．９６亩（２９５．３３ ｈｍ ）。引黄冲填复垦项目使济北矿区 采煤塌陷地每年减少近１／４，但考虑 到输沙距离长、充填区泥浆回流处 破坏了原有的灌排体系．导致河流断 无法恢复原状而形成水面。“预置填 充法”治理区域则根据十多年的实践 流、堤防坍塌，进一步恶化了洼地内 涝水自排条件。采煤塌陷治理与洼地 理、黄河水资源分配制度等因素，成 本较高。 证明．矿区内缺乏恢复耕地的填充 收稿日期：２０１３—０５—２０ 作者简介：尚书河。高级工程师。 基金项目：山东省重大水利科研项目（ＳＤＳＬＫＹ２０１２０３）南四湖生态湿地型蓄滞洪区建设与保护技术。 ７● 工程建设与管理 ＣＨＩＮＡ ＷＡＴＥＲ ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ ２０１ ３．１ ４ 二、洼地综合治理模式思路 从水利角度讲，滨湖洼地综合治 理模式无非足灌排结合，入湖河道既 承担灌溉引水任务，又承担汛期除涝 任务。灌溉需要考虑的主要有地表水 水源和引水路线两个问题。滨湖洼地 的水源主要是南四湖及大型平原河 道上节制闸所拦蓄的水源，引水路线 主要考虑引水断面底高程和宽度。对 不满足要求的引水路线进行疏挖，以 满足引水流量要求；对于灌溉泵站． 根据其控制灌溉面积和存在问题分 别采取相应的治理措施。 滨湖洼地排涝问题，先湖东后湖 西，从北至南对滨湖水系进行排涝分 区，共划分一级排涝分区７５个，二级 排涝分区１０５个．三级排涝分区５８６ 个ｆ泵站排涝分区）。对各分区的除涝 能力进行系统复核，对不满足标准的 河道及干沟进行疏挖．有防洪任务的 河段结合疏挖进行复堤，解决涝水人 湖问题，对５８６座除涝泵站根据其控 制除涝面积和存在的问题分别采取 相应的治理措施．解决涝水排人干流 问题 三、采煤塌陷治理与洼地 综合治理结合的可行性分析 １．采煤塌陷治理与洼地内中 小河流水系调整结合 采煤塌陷治理与洼地综合治理 相结合的前提是以现状年的灌排体 系为基础，结合矿区分布及近期、中 期、远期塌陷深度预测，在科学论证 的基础上，重点考虑中远期的地貌改 变，对塌陷区范围内中小河流水系进 行必要的优化调整，在满足灌排要求 的前提下，尽量减小采煤塌陷对骨干 河道、堤防的影响。 ２．采煤塌陷治理与河道式水 库建设结合 采煤塌陷生态治理法采取围湖 造岸、植树种草．形成相对独立的小 湖泊。如果塌陷区位于骨干河道两侧 ■８ 或旁边，可以将塌陷区纳入河道，在 塌陷区外围修建堤防．在下游修建节 制闸，建设河道式水库。邹城以西的 白马河两岸北宿煤矿、南屯煤矿、鲍 店煤矿、东滩煤矿形成的连片塌陷区 就是此类典型。此结合模式的优点有 三：一是可以挖深河道取土治理周边 塌陷区，河道式水库一般水深不小于 ５ｍ，可取土１～３ｍ回填周边塌陷区。 二是有效缓解河道式水库控制范围 内洼地的灌溉水源紧张问题。三是增 加了河道调蓄能力．汛期根据洪水预 报综合调度，提高河道的防洪能力。 ３．采煤塌陷治理与饮水安全 水库建设结合 近年，随着国家对饮水安全的重 视，济宁、菏泽两市正兴建一批平原 水库，济宁市典型的为金乡县高河水 库，工程位于金乡县城东北部７．５ ｋｍ 处，水库北临高河镇驻地，南至高速 路连接线，西临高河社区，东至东沟 河，库区开挖弃土７００万ｍ 左右．水 库距金桥煤矿４ ｋｍ，距鹿洼煤矿１２ ｋｍ，按２．５ ｍ的平均弃土高度，可治理 采煤塌陷地４ ２００亩（２８０ ｈｍ２）。菏泽 市典型的为郓城城南水库，工程位于 郓城县南外环处．库区开挖弃土８００ 万ｍ 左右，水库距郭屯、彭庄、郓城 煤矿均１０ ｋｍ以内。距嘉祥县梁宝寺 煤矿２０ ｋｍ，按２．５ ｍ的平均弃土高 度，可治理采煤塌陷地４ ８００亩（３２０ ｈｍ ）。以上实例既解决了采煤塌陷所 缺少的土料问题，又解决了水库弃土 临时占地的问题。 ４．采煤塌陷治理与提高洼地 内河道灌排标准结合 根据洼地内河道现状进行过流能 力分析计算，现状除涝流量仅为设计 除涝流量（５年一遇１的１９％～７５％．河 道淤积严重，需进行治理。河道引水能 力除湖西的洙水河、蔡河下游、西支河 以及湖东的几条短引河引水能力较好 外，其他河道引水能力均较差。湖西的 新河二号煤矿、王楼煤矿、鹿洼煤矿， 湖东的二号井、三号井、二级坝附近 的煤矿．均在洼地治理范围内，可提 高排涝河道、干沟的除涝标准至１０ 年一遇。扩宽子槽以利排水，挖深河 底以利引水。弃土用于采煤塌陷地治 理，实现采煤塌陷治理与提高洼地内 河道灌排标准相结合。 四、结 语 南四湖地区是全国重要的煤炭基 地之一，为经济发展提供了重要能源支 撑，但南四湖流域采煤塌陷面积之广、 塌陷之深全国罕见．且塌陷地分布之处 原本人口稠密、土地肥沃，排灌设施配 套齐全，多属于高产稳产的吨粮田，因 采煤塌陷造成的危害巨大。采煤塌陷地 治理与洼地综合治理相结合．通过调整 中小河流水系、建设河道式水库、疏挖 河道提高灌排标准等措施治理塌陷地， 同时提高洼地整体灌排标准，这既符合 国家的土地政策和水利政策，又维护了 塌陷区社会的稳定，有利于促进塌陷区 社会经济的可持续发展。 ■ 参考文献： 『１１王岩．济宁市采煤塌陷地的治理研 究『Ｄ１．山东大学，２０１０． ｆ２１秦胜，等．兖州矿区采煤塌陷地现 状分析ｌＪ］．中国矿业．２０１１（１）． ［３１韩明正．采煤塌陷区土地整理模式 研究【Ｄ】．中国农业大学，２００４． 『４１朱绍昌．济宁市采煤塌陷地治理规 划『Ｍ１．济南：山东省地图出版社，２００５． 『５］山东省淮河流域水利管理局规划设 计院．山东省淮河流域重点平原洼地南 四湖片治理可行性研究报告旺 ．２０１２． 【６］济宁市国土资源局．济宁市矿产资 源总体规划『Ｒ］．２０１０． ｆ７１王元军．南四湖水域环境现状及生 态管理对策ＩＪ］．中国水利．２００９（５）． 『８１岳鹏翼．晋城潘庄区块煤层气开采 对地下水环境影响的分析Ⅱ１．中国水 利，２０１０（３）． 『９１杨锁林．山西省煤炭开采区地下水 资源管理保护对策研究ＩＪ］．中国水利． ２０１０（９）． 责任编辑李建章