史勝軍，晉 華，周林康

（1.太原理工大學(xué)水利學(xué)院，山西 太原 030024；2.太原碧藍(lán)水利工程設(shè)計(jì)有限公司，山西 太原 030024）

1 前言

晉祠作為我國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位和山西省著名的風(fēng)景名勝旅游區(qū)，晉祠以其清澈透明的“難老泉”泉水襯托著它的美好風(fēng)光。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，由于泉域內(nèi)巖溶地下水的大量開(kāi)采和西山煤田的大規(guī)模開(kāi)發(fā)，致使泉域巖溶水資源采補(bǔ)嚴(yán)重失衡，地下水位持續(xù)下降，造成泉域斷流、部分區(qū)域出現(xiàn)地面塌陷等一系列環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。針對(duì)日趨惡化的泉域水環(huán)境，近年來(lái)省政府及有關(guān)部門(mén)采取了多種有效的治理和保護(hù)措施，實(shí)施了煤礦兼并重組、關(guān)井壓采、關(guān)遷高耗水企業(yè)等措施，特別是汾河清水復(fù)流工程的實(shí)施，極大地改善了晉祠泉域地下水環(huán)境，使斷流10年的清徐縣平泉村“不老泉”復(fù)流。然而，泉域內(nèi)水煤資源共存的條件決定了煤炭開(kāi)采對(duì)水資源的破壞是不可避免的，因此，探尋采煤保水措施成為目前泉域內(nèi)煤炭資源開(kāi)發(fā)和水資源保護(hù)亟需解決的問(wèn)題。

2 泉域概況

晉祠泉域是太原市第二巖溶大泉，分布于太原西山一帶，泉域總面積2030 km2，其中煤田分布面積約1393 km2，占泉域總面積的69%。行政區(qū)范圍主要包括太原市的萬(wàn)柏林區(qū)、晉源區(qū)、清徐縣、古交市、婁煩縣等縣（區(qū)），煤炭是以上各縣（區(qū)）的支柱產(chǎn)業(yè)。截至2011年，泉域內(nèi)礦井?dāng)?shù)由2006年底的275座整合兼并為53座，30萬(wàn)t/a以下的小煤礦全部淘汰，整合后礦區(qū)分布面積占煤田面積的52%。泉域巖溶水作為太原市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活的重要供水水源，對(duì)太原市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有舉足輕重的作用。進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著太原市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，煤炭產(chǎn)能不斷增加，煤礦礦坑排水和巖溶水開(kāi)采量持續(xù)增加，導(dǎo)致晉祠泉流量持續(xù)衰減，到1994年4月20日晉祠泉完全斷流，泉水?dāng)嗔鞑粌H加劇了泉域生態(tài)環(huán)境的惡化，而且使當(dāng)?shù)厮Y源供需矛盾日益突出。因此，在煤炭開(kāi)采過(guò)程中將防治水與水資源保護(hù)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)采煤保水，是晉祠泉域?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。

3 采煤保水措施

3.1 依法限采禁采，保護(hù)泉域水資源

山西省裸露及隱伏巖溶區(qū)總面積達(dá)11.3萬(wàn)km2，占山西省國(guó)土面積的72%，是我國(guó)北方最大的巖溶區(qū)。全省19個(gè)巖溶大泉面積6.4萬(wàn)km2，占全省面積的41%。為有效減小采煤對(duì)泉域水資源的影響，自20世紀(jì)80年代起山西省、太原市制定了《山西省地下水資源管理暫行辦法》《山西省水資源管理?xiàng)l例》《山西省泉域水資源保護(hù)條例》《太原市晉祠泉域水資源保護(hù)條例》等地方法規(guī)，并劃定了泉域重點(diǎn)保護(hù)區(qū)和水源地保護(hù)區(qū)。因此，依據(jù)省市相應(yīng)的法律法規(guī)，結(jié)合晉祠泉域地質(zhì)水文地質(zhì)條件，首先應(yīng)禁止開(kāi)采位于重點(diǎn)保護(hù)區(qū)的煤層；其次對(duì)不屬于重點(diǎn)保護(hù)區(qū)的井田應(yīng)提倡分層或矸石充填開(kāi)采方式，以最大限度地減少對(duì)當(dāng)?shù)貛r溶水的影響；再次要求泉域內(nèi)所有礦井禁止降壓疏干排放巖溶水，并對(duì)帶壓高、排水量大的礦井實(shí)施閉礦措施。

3.2 完善泉域礦井水資源論證和水環(huán)境影響評(píng)價(jià)

水和煤共存于地下巖層中，一方面采煤、煤炭洗選需要用水，另一方面采煤導(dǎo)致的地裂縫、地面沉降對(duì)水資源的影響和破壞是直接的、嚴(yán)重的。為保持泉域內(nèi)煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，盡量降低采煤對(duì)水資源的破壞程度，應(yīng)對(duì)泉域內(nèi)新建和改擴(kuò)建煤礦項(xiàng)目以及已建礦井進(jìn)行項(xiàng)目的水資源論證和水環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作。在水環(huán)境評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)特別關(guān)注采煤對(duì)農(nóng)村飲用水工程破壞的評(píng)價(jià)，有影響的要求礦方提出解決預(yù)案，以保證農(nóng)村居民安全飲用水不受影響。

3.3 建立煤礦開(kāi)采對(duì)水資源影響的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

采煤勢(shì)必影響、破壞水資源，但如何將采煤造成的影響和破壞程度降到最低，實(shí)現(xiàn)采煤保水目標(biāo)，是以水資源可持續(xù)利用支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵所在。為達(dá)到這一目標(biāo)，最基礎(chǔ)的工作就是對(duì)正在生產(chǎn)的、準(zhǔn)備改擴(kuò)建和新建的煤礦進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以全面了解煤炭生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)水資源的影響和破壞程度。監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括煤礦的開(kāi)采量、開(kāi)采深度、采空區(qū)面積、用水量、回用水量、排水量、排水水質(zhì)等，并定期編制煤礦對(duì)水資源破壞和影響的監(jiān)測(cè)分析報(bào)告。通過(guò)對(duì)煤礦排水量、水質(zhì)、采空區(qū)、開(kāi)采深度和開(kāi)采量的分析，掌握煤礦排水量的變化規(guī)律，以及排水量與煤炭開(kāi)采量、開(kāi)采深度、開(kāi)采層位的關(guān)系；確定煤礦開(kāi)采對(duì)水環(huán)境的影響及造成的危害程度；分析煤礦排水量的回用狀況及存在問(wèn)題；預(yù)測(cè)煤礦開(kāi)采對(duì)水資源的影響趨勢(shì)，提出煤礦開(kāi)采對(duì)水資源影響的防治對(duì)策與措施。

3.4 實(shí)施礦區(qū)生態(tài)環(huán)境治理工程

礦區(qū)生態(tài)環(huán)境治理工程建設(shè)是礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。在礦區(qū)生態(tài)建設(shè)中需要解決煤礦開(kāi)采中防治水與水資源保護(hù)的有機(jī)結(jié)合，煤矸石、礦渣等固體廢棄物堆積對(duì)水環(huán)境的污染問(wèn)題，礦區(qū)的生態(tài)恢復(fù)等問(wèn)題。因此在晉祠泉域內(nèi)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境治理，一是應(yīng)實(shí)現(xiàn)礦坑水的回收利用，提高水資源綜合利用率。二是應(yīng)對(duì)工礦區(qū)煤矸石、礦渣進(jìn)行資源化利用和無(wú)害化處理，減少污染。三是應(yīng)建立各種類(lèi)型的礦區(qū)生態(tài)建設(shè)基地，在泉域內(nèi)形成各種級(jí)別、類(lèi)型的“植被水庫(kù)”，彌補(bǔ)采煤對(duì)地下水的破壞，逐步形成與煤炭開(kāi)采同步的生態(tài)恢復(fù)建設(shè)機(jī)制。

4 結(jié)語(yǔ)

水煤資源共存于同一地質(zhì)體中，采煤排水，不可避免。以法律法規(guī)為依據(jù)，以水資源論證和水環(huán)境影響評(píng)價(jià)為抓手，以監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)和礦區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合治理為實(shí)施措施，可保障晉祠泉域在發(fā)揮煤炭資源優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，彌補(bǔ)采煤對(duì)地下水的破壞，實(shí)現(xiàn)采煤保水和晉祠泉回復(fù)出流，實(shí)現(xiàn)泉域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的良性發(fā)展。