晋陕蒙接壤区大型煤炭基地地下水保护利用与生态修复

目 录

前言

第1 章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外相关研究与实践现状 4

1.3 大型煤炭基地地下水与地表生态保护 11

第2 章 晋陕蒙接壤区煤炭基地生态环境条件 14

2.1 晋陕蒙接壤区煤炭基地生产条件 14

2.2 神东矿区生态环境条件 25

2.3 神东矿区煤炭现代开采对地下水和地表生态的主要影响 28

2.4 矿区生态环境建设现状 29

第3 章 晋陕蒙接壤区煤矿区生态环境(植被) 演变 31

3.1 晋陕蒙接壤区所处流域植被覆盖时空演变规律 31

3.2 神东矿区植被监测及其演变规律 37

3.3 矿井开采区与非开采区植被对比分析 43

3.4 开采工作面地表生态扰动分析 51

第4 章 神东矿区地下水资源及承载力 59

4.1 神东矿区核心区“三水” 主要参数及水化学研究 59

4.2 神东矿区水资源及煤炭现代开采影响分析 68

4.3 神东矿区煤炭开发的水资源承载力研究 73

4.4 煤炭现代开采区域地下水影响模拟研究 83

第5 章 大型煤炭基地水资源优化利用与调控方法 93

5.1 矿井水及资源化方法研究 93

5.2 矿井水资源化利用途径优化分析 96

5.3 水资源优化配置多目标规划利用与调控研究 108

第6 章 煤炭现代开采对地下水和地表生态的影响 126

6.1 煤炭现代开采覆岩和地表层结构及含水性变化 126

6.2 黄土沟壑区煤炭现代开采沉陷区裂隙发育规律研究 139

6.3 风积沙区煤炭现代开采对土壤环境的影响研究 161

第7 章 煤炭现代开采对植被及植物的影响 169

7.1 研究与测定方法 169

7.2 开采对地表天然植物群落组成及盖度的影响 174

7.3 开采对植物群落结构及多样性的影响 178

7.4 开采对植物有性繁殖特性的影响 191

第8 章 煤炭现代开采沉陷损伤控制技术 207

8.1 煤炭现代开采沉陷规律模拟研究方法 207

8.2 典型生态立地和煤层赋存条件下的开采沉陷规律 221

8.3 煤炭现代开采沉陷减损工艺优化 245

第9 章 黄土沟壑区煤炭现代开采沉陷区生态修复关键技术 261

9.1 开采地裂缝差异化治理技术 261

9.2 煤炭现代开采沉陷区土壤保水与改良技术 272

9.3 煤炭现代开采沉陷区适生植物筛选与种植技术 290

9.4 开采沉陷区农田耕作技术 301

第10 章 风积沙区煤炭现代开采沉陷区植物生长促进技术 308

10.1 研究与分析方法 308

10.2 开采对土壤性质及微生物多样性的影响规律 312

10.3 接种丛枝菌根对典型植物生长及环境的影响 330

10.4 接种外生菌根剂对典型植物生长的促进作用 343

10.5 基于微生物的植物生长促进和修复方法 347

第11 章 黄土沟壑区煤炭现代开采与生态和谐共生技术示范 351

11.1 生态重建示范区概况 351

11.2 生态修复工程总体布局与设计 356

11.3 生态修复示范工程实施 373

11.4 示范区生态修复效果评价 378

第12 章 风积沙区煤炭现代开采环境引导型生态修复技术示范 386

12.1 示范区基本情况 386

12.2 生态修复工程方案设计 390

12.3 生态修复工程实施 397

12.4 生态修复效果评价 398

主要参考文献 406 2100433B

本书面向我国西部生态脆弱区煤炭资源可持续开发， 在总结以往研究与实践成果基础上， 以大型煤炭基地的地下水和地表生态为系统， 采用先进的综合探测技术与试验方法， 研究了煤炭现代开采地下水和地表生态系统响应及保护关键技术， 揭示了煤炭开采“三类地下水” (地表土壤水第四系孔隙水基岩裂隙水) 的运移规律， 分析了地表水地下水和矿井水的转化关系， 建立了水资源优化利用调控模型， 提出了地表生态损伤控制裂缝分类治理"sup--normal" data-sup="1" data-ctrmap=":1,"> [1]

本书可作为矿业学科"sup--normal" data-sup="1" data-ctrmap=":1,"> [1]

晋陕蒙接壤地区位于鄂尔多斯高原和陕北、晋西北黄土高原过渡的三角地带，包括山西省忻州市的河曲县、保德县、偏关县，吕梁地区的兴县；陕西省榆林市的神木县、府谷县、榆阳区、横山县；内蒙古自治区呼和浩特市的托克托县，鄂尔多斯市的达拉特旗、准格尔旗、东胜区、伊金霍洛旗，共三省（区）、五市（地）、十三个县（旗、区）。总面积5.44万km²,人口328万人。

该区自然地貌复杂，气候恶劣，生态环境脆弱，水土流失严重。多年平均输沙量4.9亿吨，侵蚀模数0.9万t/km².a，而局部地区高达3—4万t/km².a，是黄河多沙粗沙的主要产区，是国家级水土流失防治重点治理区。

接壤区富含8类48种矿产资源，尤以煤、石油、天然气等得天独厚，分布有神府、东胜、准格尔、河东四大煤田，煤田面积达3.3万km²,已探明储量近3千亿吨。自八十年代以来，煤炭开发大规模展开，已建成年产百万吨以上大型煤矿19个，年产原煤超过亿万吨;与之相配套的铁路、公路陆续兴建，建成铁路近1000km，拓宽改造新建高等级公路越1000km，蒙达、大唐、万家寨等大型电力项目已经建成，总装机容量达1000万KW。据不完全统计，接壤区共有大中小生产建设项目3000多个，数量和规模都呈现不断增加的趋势。随着开发建设项目的大规模展开，新增水土流失以几何级数递增。据观测分析统计，1986—1993年，该地区以煤炭开采为主的生产建设，弃土弃渣量达1.2亿t，河流泥沙含量增加了226.9%。据开发建设比较集中的乌兰木伦河监测，河流输沙模数比开发前增加了30%，1988~1994年间有6年出现含沙量高达1170~1630kg/m³的高含沙洪水。接壤区开发建设项目数量多且分布相对集中，生态环境又十分脆弱，被确定为国家级水土流失防治重点监督区，预防监督管理任重而道远。

1988年国务院颁布了《开发建设晋陕蒙接壤地区水土保持规定》（以下简称《晋陕蒙规定》）全国唯一的水土保持地区性法规，并率先在该区开展水土保持监督执法工作。为了贯彻《开发建设晋陕蒙接壤地区水土保持规定》，1989年由国家计委（今国家发改委）、水利部、三省（区）计委和水土保持部门组成“晋陕蒙接壤地区水土保持工作协调小组”，协调接壤地区在开发建设中贯彻执行《晋陕蒙规定》的有关问题，1994年，根据接壤地区资源开发与环境保护发展形势的需要，将“协调小组”升格为“晋陕蒙接壤地区资源开发与环境保护领导小组”，成员单位包括国家计委、水利部、煤炭部、国家环保局、财政部、国家科委、林业部、农业部、地矿部、国家土地局、中科院和三省（区）人民政府，其中国家计委为组长单位。“协调小组”共召开协调座谈会五次，领导小组召开全体会议两次，为促进晋陕蒙接壤地区水土保持预防监督执法、资源开发与环境保护协调发展作出了很大的贡献。

然而自1996年以来，“领导小组”活动较少，接壤区资源开发与环境保护中出现了新的问题，面对新时期出现的新问题，需要高层次地协调接壤区资源开发与环境保护各方面的关系，重新启动“领导小组”工作就显得非常重要。

（一）太原会议及“协调小组”成立的历史背景

晋陕蒙接壤地区生态环境人为恶化的发展趋势受到党和国家领导及社会各界的高度关注。1988年，经国务院批准，国家计委、水利部联合颁布了《开发建设晋陕蒙接壤地区水土保持规定》，为了贯彻落实《晋陕蒙规定》，1989年“晋陕蒙接壤地区水土保持工作协调小组”在太原成立，并举行了第一次协调小组会议。会议着重讨论了《晋陕蒙规定》的实施办法建议稿，以及协调小组的职责，并要求各地“1、加强领导，建立监督检查体系；2、各部门密切配合贯彻《晋陕蒙规定》，实行《水土保持方案报告》审批制度；3、加强‘两费’征收和管理；4、进一步摸清开发建设基本情况，修订完善资源开发与水土保持规划。”

（二）东胜会议

为了检查贯彻执行《晋陕蒙规定》的情况，“协调小组”于1990年五月召开了第二次（扩大）会议。参加会议的有“协调小组”成员和三地（盟）计委、水利水保部门，十县（旗）市政府以及神府、东胜、准格尔煤炭工业公司的负责人，交通部、地矿部、黄委会也派员参加了会议。会议对一次会议以来的工作，从广泛宣传《晋陕蒙规定》、实施制度建设、监督体系建设、开发项目普查、违法案件查处等方面给予充分的肯定。同时对河道、沟道随意弃土弃渣、侵占甚至堵塞河道、造成重大水土流失灾害等问题提出了批评。为了进一步贯彻《晋陕蒙规定》，会议对下一步工作作出安排：

一是加强宣传，进一步提高领导干部对水土保持工作重要性的认识；

二是加强领导，建议调整充实各级领导机构，增加地矿、煤炭、建设、交通、银行、土地、公安、司法、工商等部门参加；

三是继续健全水土保持监督机构，加强预防监督执法；

四是对《晋陕蒙规定》颁布前遗弃的废土废渣提出治理方案；

五是抓紧矿区河道清障，做好防洪工作。

（三）榆林会议

1991年5月，为了总结水土保持监督执法经验，研究部署下一步工作，“协调小组”在榆林召开了晋陕蒙接壤地区水土保持工作协调小组第三次（扩大）会议。会议对1990年工作的基本评价是：

1、继续广泛深入地开展了宣传工作；

2、完善了监督机构和管理办法，充实培训了监督队伍；

3、积极查处违法案件，全面开展了执法工作；

4、编制了《晋陕蒙接壤地区水土保持规划》、《开发建设晋陕蒙接壤地区水土保持技术规定》和《开发建设晋陕蒙接壤地区新的水土流失监测规划》。

同时指出，工作中暴露出来急需解决的问题也很多：个别地方和个人对预防监督执法缺乏认识，机构没有健全，存在袒护违法，抵触执法现象；乱弃现象没有得到有效制止，乌河清障工作未彻底解决等。会议要求，要以宣传贯彻即将颁布的《水土保持法》为中心，结合落实《晋陕蒙规定》，完善法规，强化职能，重点突破，积极推进，把监督执法工作提高到一个新水平。

会议提出的1991年的任务是：

1、宣传贯彻《水土保持法》是监督工作的中心；

2、完善《水土保持法》配套法规建设；

3、积极推进执法试点经验的全面推开。

会议对困扰监督工作的几个具体问题给予了明确，并根据开发建设与环境保护发展形势对“协调小组”今后的工作提出改进意见，建议将“协调小组”升格为“领导小组”，由有关部委领导、三省（区）领导共同组建晋陕蒙接壤地区水土保持监督领导小组，并成立晋陕蒙接壤地区水土保持监督局，作为“领导小组”的具体办事机构。

（四）神木会议

为了进一步贯彻《晋陕蒙规定》、《水土保持法》等水土保持法规，解决该地区河道清障问题，防止人为水土流失，确保安全渡汛，1992年7月在神木县召开了协调小组第四次会议，参加会议的有协调小组成员、神木县县长、伊金霍洛旗旗长，三省（区）、三地（盟）、十县（旗）水利水保部门、华能精煤东胜公司、华能精煤神府公司负责人，国家防总和黄委会派员参加。会议期间，现场考察了神府东胜矿区的大柳塔、活鸡兔沟、后补连河段弃土弃渣及河道阻水工程情况，协调小组办公室汇报了清障工作进展情况，协调小组负责人与陕西省榆林地区专员、神木县县长、内蒙古伊克昭盟盟长、伊旗旗长、华能精煤公司负责人签定了五个单位的《清障目标责任书》。

（五）北京座谈会

为了搞好晋陕蒙接壤地区水土保持工作，1993年7月由国家计委、水利部主持，在北京召开了“晋陕蒙接壤地区防治水土流失座谈会”。水利部水土保持司郭廷辅司长代表“协调小组”汇报了晋陕蒙接壤地区监督执法工作工作情况，国家计委副主任陈耀邦作了重要讲话，并以国家计委、水利部办公厅文件“计办国地[1993]624号《关于印发国家计委副主任陈耀邦在晋陕蒙接壤地区防治水土流失座谈会上的讲话的通知》”要求三省区计委、水利厅，财政部、煤炭部、铁道部、电力部、地矿部 、国家环保局、国家土地管理局办公厅，华能精煤公司认真贯彻执行。

（六）榆林现场会

遵照国务院领导同志的指示，1993年12月国务院环境保护委员会在陕西省榆林市召开晋陕蒙接地区能源开发环保检查现场会，研究在能源开发过程中依法保护生态环境的措施。国务委员、国务院环境保护委员会主任宋健主持会议并作了重要讲话，国务院副秘书长徐志坚，山西、陕西、内蒙古省（区）人民政府，国务院有关部门、总后勤部及有关地区、单位的负责同志参加了会议。会议期间，与会代表察看了神府—东胜煤田采挖现场。陕西省人民政府副省长范肖梅、内蒙古自治区人民政府副主席周维德、山西省人民政府副省长纪馨芳和华能精煤公司总经理石鑫，分别就这一地区能源开发中的有关情况作了汇报。会议认为，晋陕蒙接壤地区能源开发过程中的乱采滥挖和随意堆弃废土废渣，造成生态环境破坏的问题，必须引起三省（区）人民政府和有关部门的高度重视。开发建设必须依法做好水土保持和生态环境保护工作，坚持开发与保护并重的方针，协调解决好这一地区的水土保持和生态环境问题。会议建议加强协调小组的综合协调职能，将协调小组升格为由国家计委牵头，国务院有关部门和三省（区）人民政府的领导组成的领导小组，并吸收有关方面的科学家参加。会议要求强化监督管理，整顿采煤秩序；采取有力措施，清除河道障碍；探索建立生态环境补偿机制，多渠道解决生态环境恢复治理资金；制订晋陕蒙接壤地区资源开发与环境保护综合规划；开展典型示范和科学研究。

（七）北京第一次领导小组会议

为了具体贯彻落实国务院国阅[1994]25号文件的精神，促进晋陕蒙接壤地区资源开发与环境保护的协调发展，1994年3月由国家计委副主任陈耀邦在北京主持召开了晋陕蒙接壤地区资源开发与环境保护领导小组会议。会议听取了山西、陕西、内蒙古三省区和华能精煤公司、黄委会黄河上中游管理局等部门关于榆林现场会以来，在整顿采煤秩序和清除河道障碍等主要工作进展情况的汇报，讨论研究了领导小组下一步的主要工作。会议认为，去年年底宋健同志在榆林主持召开现场会议以来，三省（区）、水利部、华能精煤公司等单位都作了许多工作，下一步要严格按国务院国阅[1994]25号文件的要求，进一步加强了领导。完善具体措施，狠抓落实，取得实效。

（八）北京第二次领导小组会议

为了交流、检查去年以来落实国务院国阅[1994]25号文件的情况，国家计委牵头于1995年3月在北京召开了晋陕蒙接壤地区资源开发与环境保护领导小组第二次全体会议。会议通报了领导小组成立主要工作的进展情况，研究了下一步的主要工作，讨论了晋陕蒙接壤地区资源开发与环境保护综合规划。会议认为的成绩明显，主要包括：

1、执法检查收到了良好效果；

2、按期完成了乌河河道清障任务；

3、整顿采煤秩序初见成效；

4、改造土法炼焦工作有进展；

5、编制完成了《晋陕蒙接壤地区资源开发与环境保护综合规划》（征求意见稿）；

6、开展重大问题的研讨工作。

会议就下一步主要工作提出以下意见：

①、继续加强监督执法检查工作；

②、加快改造土法炼焦；

③、具体探索建立生态环境补偿机制，建议请财政部牵头研究一个方案；

④、加强生态环境保护和恢复典型示范和科学研究；

⑤、加强组织协调，落实综合规划。会议强调，三省区各级政府和有关部门要把实施综合规划作为本地区、本行业经济可持续发展的重点，纳入中长期和年度计划。

提出的目标与建议

（一）强化资源开发与环境保护领导小组职能。

晋陕蒙接壤区地理位置和资源开发与生态环境的特殊性，决定了其需要“领导小组”这样高级别的组织负责管理和协调开发建设过程中水土保持的重大问题，需要专门的预防监督结构负责“领导小组”的日常工作，负责跨省（区）项目生态环境建设的统一管理。建议“领导小组”应实行轮流主持、定期召开协调会议，讨论开发建设过程中水土保持的重大问题，组织高级别的联合执法检查；强化晋陕蒙监督局和“领导小组”办公室的作用，赋予具体的法律授权，强化具体职责，加强接壤区预防监督管理，促进水土保持生态环境预防保护和监督管理工作的深入发展。

（二）加强预防监督管理，建设国家级水土保持生态环境预防保护和监督管理示范区。

晋陕蒙接壤区是国家级水土流失防治重点监督区，预防监督管理应当向建设国家级生产建设项目水土保持生态环境工程示范区方向发展。通过加强“领导小组”及其办公室协调管理工作，建设高标准、大规模的生产建设项目水土保持生态环境工程示范区，进一步推动接壤区水土保持生态环境建设，对全区、乃至全国开发建设中的水土流失防治起到典型示范作用。在“领导小组办公室”和晋陕蒙监督局的统一协调下，地方监督部门的指导下，以生产建设单位为主体，以神东矿区、准格尔煤田等重大生产建设项目生态环境建设区为核心，向周边地区辐射，在3—5年内建成3—4个100km以上的生产建设项目水土保持生态工程建设示范区。

（三）加强开发建设项目水土保持市场管理。提高水土保持方案编制的质量，促进水土保持方案的实施，推动生态环境监测开展。

水土保持方案的编制，开发建设项目水土保持生态工程的施工和监理，水土保持生态环境监测，开发建设项目水土保持生态工程竣工验收的评估等工作都在实行市场化管理，尽快健全和完善相应的管理制度和技术规范，规范市场行为，规范技术行为，加强资质考核和监督检查，推动各项工作的发展。