尚书河，耿 勇，陈立峰，李玥璿

(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)

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年年底，已累计生产原煤10亿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 hm2），其中积水面积为11.77万亩（0.79万hm2）。目前采煤塌陷地每年以3万亩（0.2万hm2）的速度增加，据预测，到2020年总塌陷面积为 73 万亩（4.87 万 hm2），其中常年积水面积将达到29万亩（1.93万hm2）。

南四湖是南四湖流域3.17万km2的主要排水承泄区，湖周边37 m等高线(废黄河高程)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 km2。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，破坏了原有的灌排体系，导致河流断流、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综合治理结合，是迫切需要研究的重要课题。

一、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证明，矿区内缺乏恢复耕地的填充物，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”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/m3，汛期平均含沙量为28.31 kg/m3，非汛期平均含沙量为9.38 kg/m3。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/m3，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m3，充填面积为4 429.96亩（295.33 hm2）。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、充填区泥浆回流处理、黄河水资源分配制度等因素，成本较高。

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是灌排结合，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(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，解决涝水入湖问题，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，解决涝水排入干流问题。

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5 m，可取土1～3 m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m3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m3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 hm2）。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)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。

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