矿业型工业废弃地的水体重构探析

摘要：本文以矿业型工业废弃地中的水体重构为研究对象，介入可持续发展理论，讨论矿业废弃地中水体存在的问题与水体重构的必要性及特殊性。分别从废水处理、雨水收集及净化技术等方面探析水体重构的途径；从次生湿地维护、城市开放空间及自然生态博物馆等方面探析模式水体重构的模式。为后工业时代的资源枯竭型城市实现“低碳环保、可持续性”的节约友好发展做出了积极的贡献。

关键词：矿业型工业废弃地；水体重构；途径；模式

资源匮乏是当今世界面临的主要问题之一，我国的178座资源枯竭型城市中有95座对矿产能源的依赖程度极大，占全国城市总数的14%。当全球产业结构调整之后，这些计划经济时期遗留下来的产物面临衰退甚至死亡并折射出一系列严重的城市问题，其中水污染源严重影响着周围居民生活质量等问题。基于此，矿业型工业废弃地中的水体重构价值就更加值得我们关注。

一、背景解读

（一）现存问题

矿业废弃地中的水资源包括由地表塌陷产生的地表渗水，矿区内人为活动产生的生活污水，由天而降的雨水及采矿时产生的废液等等内容。

采矿活动使地下水被疏干，矿区地下水位急剧下降，人们的饮用水源减少或干涸；而矿井排放到地面的水，由于塌陷形成很多沼泽，夏日蒸发而污染空气，与周围城市空气迅速融合；有的地表水顺采矿塌陷区裂缝下渗，污染地下水体，影响居民淡水的引用，从而造成恶性循环。它们给矿区、周围区域乃至整个城市的生态环境带来长期的不良影响。

（二）特殊性及必要性

矿业废弃地是一种具有特殊性质的地形地貌，这种特殊的场地形态能为水体重构提供必要的横向与竖向空间体态。作为人类生活及工业生产中必不可少的匮乏能源之一，水体重构是矿业废弃地改造的基础与必备条件，也是提高城市环境质量的最佳方法。通过对废弃地内水资源的重塑与修复，可重新构建已被破坏过的生态系统，使之与城市系统之间达到平衡与循环。

（三）理论支持

可持续发展理论是一种从环境与资源角度提出的关于人类长期发展的战略模式，指既满足当代人的需要，又不损害后代人满足需要的能力的发展。那么，在矿业废弃地中应要节约利用资源、减少对自然地的污染和破坏，使水与其周围物质环境处于一个共同、协调、高效、多维的发展状态之中，从而维护自然界的平衡。

二、矿业废弃地水体重构的途径

1．废水处理

矿业废弃地中的废水主要包括煤矿疏干水、工业废水、煤矸石和粉煤灰淋溶污染、垃圾填埋场渗滤液。其中，由于矿业活动开采剧烈，露天采场的中心区域极易塌陷及洼水，我们应将其治理，形成一个水景中心，与雨水、周边水系统成为一个循环体系；对于地表渗水区域，一般都会利用人类活动后的现状，建造成次生湿地系统、湖水公园、沼泽等与水有关的方式，并在其系统中种植不同的生物物种以供保持生态系统的平衡。

徐州九里湖由煤矿地下开采而形成了采煤深陷区，经过修复、治理后演变成为次生湿地和鱼塘的最佳案例。九里湖中有一部分沉降差值在3m以上范围的水区，若不进行治理，现存的地表污染物将会转移至水体中，对水域造成污染。因此该区域确定为地表生态环境整治区，宜经过土壤污染治理后植草。

位于当前水域和未来沉降水域（地表生态环境整治区）的，是维护九里湖水域生态环境的重要屏障。区内可以大量栽植适宜于在水岸边生长的乡土植被，以林木为主，并控制人工景观的建设量，避免或减少人类活动对该区域生态环境所造成的干扰。对于不适于建设区将来虽会出现地面沉降，但沉降值在0.5米以内，因此可适当进行公园绿地和景观建设，作为湿地公园的公众休闲活动区。

2．雨水收集

雨水收集是废弃地中水体重构的另一项重要内容。一方面，雨水可以与治理后的废水一起成为矿区内的湿地景观；另一个方面，它可以淡化或冲刷矿区内的污染物质。在雨水收集方面，可利用地面原有的生态景观（如：河道、池塘、小面积的湿地）对雨水进行收集，并保留河岸的自然化；还可以进行人为设计并对雨水进行净化与收集处理。

英国伊甸园工程是全世界最大的生态植物园，他把外部场景转移到室内空间，采用透光度达90%的ETEF新型膜材料让室内的植物可以充分的享受阳光。由于ETEF表面非常光滑，当雨水打落到屋顶的时候会随着屋顶滑落到底部，所以格雷姆肖及其团队在建筑的最低点设置一人工湖，目的是可以存储随时降落的雨水来节省资源，再经过压力把水送到伊甸园中来灌溉植物、形成人工雨和人工瀑布（图2），以来维持植物的生长、营建园中的生态，展现室内中的室外景色，最后雨水将渗透到地下，用来清洁。

3．净化技术

水资源的净化技术主要有人造湿地构建技术与植物根际过滤技术两种。人造湿地构建是把原有废弃地、工业用地等转换为湿地公园，植物根际过滤是通过植物的根部来循环处理废弃地中水质中的污染物，两者必须要结合使用才能达到最大的效果。

由彼得•拉茨主笔的唐山南湖公园中水体的净化技术是人造湿地构建的典范。首先要在污染特别严重的区域上种植芦苇、凤眼莲、泽泻等水生植物，其次在适当的去除那些堆积于湖底容易诱发蓝藻的淤泥，最后采取一系列的护岸措施即可。

而对于塌陷区的水体，主要以矸石淋溶水、矿井排放水、生活污水、垃圾渗滤水相混溶为特点，水质结构复杂。根据修复工作中可能遇到的情况，将水体修复技术分为重金属去除技术，有机污染物及氮、磷等营养物去除技术，酸碱污染物去除技术等几个方面来分别进行。

三、矿业废弃地水体重构的模式探究

（一）次生湿地维护

由于矿区沉陷区中的地表塌陷严重，造成两种常见的现象促使矿区沉陷区的形成，另一方面可以说是改变了原生态的自然环境，使其单一的“陆生生态系统”演化成为“水―陆复合型”的次生湿地生态系统。也是由于这两种现象使水体、基质和生物群落构成了次生湿地生态系统中的三大要素。次生湿地系统为我国东部平原地区矿业活动过后的常见现象，如：徐州九里湖区域及唐山南湖湿地公园。

（二）城市开放空间

城市开放空间是指城市公共外部空间，包括一些自然风景、广场、道路、公共绿地和休憩的开敞空间形式，它是一种具有民主性质的城市室外活动场所。矿业废弃地特殊的地形地貌及硕大的坑底特点，加之水造景等因素，可以成为一片游憩玩耍的城市区内，如日本淡路梦舞台与英国伊甸园工程都是该方面的代表。

（三）自然生态博物馆

功能置换是城市空间改造中的一项重要措施，自然生态博物馆是露天博物馆中的一种类型，水体重构是自然生态博物馆中重要的组成元素。如由金矿改造成的澳大利亚Sovernhill主题公园即将其经污染的水体重构后作为一个造景元素，意在引起人们对炼金与淘沙的回忆与该金矿在澳大利亚时的工业历史发展中所起到的重要作用。

四、结语

矿业废弃地是重工业城市中重要的城市地块、而水是城市区域的灵气之所在，在城市化发展飞速的今天，请不要忘记：废物再利用，建立节约、友好型社会的责任与义务。所以，矿业废弃地中的水体重构不仅仅是环境的再生与保护，更是城市生态系统循环体系与构建城市景观中一项重要的内容。

参考文献

[1]刘抚英．中国矿业城市工业废弃地协同再生对策研究[D]．博士学位论文，北京：清华大学，2007．

[2]孙丽．工业废弃地的景观整治方法研究[D]．硕士学位论文，北京：北京林业大学，2007．

[3]卢济威，郑正．城市设计及其发展[J].建筑学报，1997(4)．