礦業(yè)開發(fā)與水資源矛盾分析論文

時間:2022-09-13 03:02:00

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礦業(yè)開發(fā)與水資源矛盾分析論文

摘要:該文分析西北的礦產(chǎn)資源優(yōu)勢和水資源劣勢,以及西北礦產(chǎn)資源開發(fā)與水資源保護之間的尖銳矛盾。并從區(qū)域地理、環(huán)境容量和可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā),提出了西北礦業(yè)開發(fā)與水資源保護的對策,指出了西北礦業(yè)開發(fā)與水資源保護中亟待攻關的若干關鍵問題。

關鍵詞:礦業(yè)開發(fā)水資源對策

1西北礦產(chǎn)資源優(yōu)勢

截止1997年底,我國已發(fā)現(xiàn)的171種礦產(chǎn)中有90%以上分布在西北五省(區(qū)),其中,陜西已發(fā)現(xiàn)137種,甘肅145種,新疆138種。西北五省(區(qū))人均潛在礦產(chǎn)資源價值達38.7萬元,是全國平均值的5倍,其中,青海、寧夏、新疆、陜西和甘肅分別位居全國第1、第4、第5、第6和第13位。

西北五省(區(qū))能源礦產(chǎn)儲量豐富。在已探明儲量中,煤、陸上石油和陸上天然氣分別占全國的29.9%、22.7%和58.5%。其中已探明的煤炭儲量占全國的30.5%,預測儲量占全國的51.8%。尤其以陜西和新疆兩省區(qū)資源豐富,它們集中了全國煤炭資源中保有儲量的25.5%,還有22.2%的石油儲量集中在鄂爾多斯、準噶爾、吐哈、塔里木和柴達木五大盆地,近43.3%的天然氣儲量集中在顎爾多斯和塔里木兩大盆地內(nèi)。陜西榆神府礦區(qū)已探明煤炭儲量1339億t,而且是號稱“三高一低”的“環(huán)保煤”。

有色金屬和貴金屬也是西北五省(區(qū))的優(yōu)勢礦產(chǎn)資源。其中,銅儲量占全國探明儲量的13.4%、鉛占18.3%、鋅占14.8%、鎳占76.7%、鉑族金屬占58.1%、金礦儲量占14.2%、銀礦占10.9%,僅甘肅就集中了全國61.8%的鎳和57.0%的鉑族金屬儲量。黑色金屬中鉻鐵礦保有儲量的27.8%集中在新疆、甘肅和青海3省區(qū),其中新疆占15.9%。西北五省(區(qū))還是全國化工原料的重要產(chǎn)地。全國97.1%的鉀鹽、80.9%的鈉鹽均分布在該區(qū)。另外,硫鐵礦占1.8%、磷礦占9%、水泥石灰?guī)r占16.0%。

此外,西北地區(qū)比較有前景的成礦區(qū)(帶)尚有:鄂爾多斯能源富集區(qū)、陜甘川接壤地帶有色金屬礦產(chǎn)資源富集區(qū)、柴達木礦產(chǎn)資源富集區(qū)、塔里木油氣富集區(qū)和阿爾泰有色金屬富集區(qū)等。若能加大西北地區(qū)的地質(zhì)勘查力度,西北地區(qū)還具有發(fā)現(xiàn)新礦種、尋找與評價大型、超大型礦產(chǎn)地的良好前景。但迄今為止,西北五省(區(qū))礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用程度仍然很低,已占用資源量僅占西北地區(qū)探明儲量的14.6%,約相當于西北總資源量的1.7%。因此,西北地區(qū)具有進行礦業(yè)大開發(fā)的資源優(yōu)勢和遠景保障。

2西北水資源劣勢

西北五省(區(qū))約占全國面積的1/3,水資源占有量卻不足全國的8%(約2254億m3)。干旱缺水是西北地區(qū)的主要自然災害,也是西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱的主要原因,典型表現(xiàn)有三:1)沙漠眾多且繼續(xù)擴展。西北分布有我國最大的沙漠——塔克拉瑪干沙漠,以及古爾班通古特沙漠、騰格里沙漠、巴單吉林沙漠和毛烏素沙漠。沙漠總面積約250萬km2,占我國沙地總面積的96%。目前,沙漠化面積還在以每年2460km2速度繼續(xù)擴展。若這一速度得不到遏制,預計400年后,整個西北地區(qū)將全部變成茫茫大漠。2)湖泊萎縮,冰川退縮。近幾年的衛(wèi)星遙感調(diào)查表明,西北地區(qū)是我國水資源破壞的重災區(qū):青藏高原大量的湖泊萎縮已使30%以上的湖泊干化成鹽湖;新疆全區(qū)湖泊面積比50年代縮小了近5000km2;儲有大量淡水資源的冰川1979—1988年縮小了1.1%;祁連山冰川1956—1976年平均退縮速度為16.8m/a;我國最大的內(nèi)陸河——達里木河已成為永久性斷流河。由此造成,我們的母親河——黃河每年入海斷流天數(shù)已達330d,接近成為內(nèi)陸河。3)水資源的時空分布不平衡。西北地區(qū)水資源的空間分布極不平衡,如新疆西北部50%國土面積的水資源量占全疆水資源總量的93%,而其東南部分50%國土面積的水資源量僅為7%;在時間分布上,需水量大的春季降水只占全年降水的20%。3尖銳的礦業(yè)開發(fā)與水資源矛盾

通過西北大開發(fā),改善西北脆弱的生態(tài)環(huán)境,建設西北山川秀美工程,這不僅是西北人民,也是中華民族整體的共同家園理想。西北地區(qū)豐富的礦產(chǎn)資源決定了礦業(yè)對西北地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展獨特的重要性。從某種意義上來說,礦業(yè)應該是西北地區(qū)分布最為廣泛、最具優(yōu)勢的工業(yè)項目,是西北經(jīng)濟騰飛的最主要資源。然而,從目前科學技術(shù)水平與宏觀調(diào)控機制來看,礦業(yè)開發(fā)與礦區(qū)生態(tài)環(huán)境改善是相悖的。

首先,礦業(yè)開發(fā)會對礦區(qū)及流域水資源造成嚴重損耗。礦區(qū)的水資源主要以地表水(河流、池塘、水庫)和地下水(孔隙水、裂隙水和巖溶水)為主。采礦對水資源的損耗在于兩個階段:其一為開采之前,為保證安全采礦,需要預先進行礦井排水,包括對地表水體和地下含水層(重力作用下地下水可在其中運動的儲水巖層)、巖溶水等進行人工疏干;其二為開采過程中,采動沉陷影響及采動裂隙帶會對上覆含水層產(chǎn)生自然疏干。因此,礦業(yè)開發(fā)需要損耗大量的水資源,據(jù)統(tǒng)計,全國平均采煤耗水比為10m3水/噸煤。事實上,一方面西北地區(qū)嚴重短缺的水資源本身難以保證礦業(yè)大開發(fā)的大規(guī)模用水需求(如準格爾、神府、東勝、河保偏興及榆林礦區(qū)均嚴重缺水);另一方面某些地區(qū)的十分珍貴的含水層(如毛烏素沙漠前沿的陜北榆、神、府地區(qū)煤系地層上覆第四系的薩拉烏蘇組含水層)又會因地下開采而遭受嚴重損耗和污染,兩者矛盾十分尖銳。例如:神府東勝礦區(qū)范圍內(nèi)雖有4個長期的水源地,開采量為6.9萬m3/d,但實際上該礦區(qū)水資源缺口近8萬m3/d;準格爾礦區(qū)已查明的地下水資源量為12.2萬m3/d,若按10m3水/噸煤計,日產(chǎn)原煤能力為1.22萬t,相當于年產(chǎn)原煤445萬t,離設計能力2000t/年相差甚遠。可以預見,西北礦業(yè)開發(fā)勢比與西北農(nóng)業(yè)發(fā)展和其它工業(yè)項目開發(fā)爭水,若整體規(guī)劃不妥,極有可能造成西北大開發(fā)過程中顧此失彼。

其次,礦業(yè)開發(fā)會加快土地荒漠化趨勢。理論上講,水環(huán)境是處在不斷運動交替過程中,可以從大氣降水、地表徑流等得到平衡和補給。但違背客觀規(guī)律的超強度疏降和破壞,尤其是由于礦山露天開挖和井工開采沉陷,會引起含水層水位下降、地表喀斯特塌陷和井泉干涸,進而改變地表土壤的灌溉性、持水性和水土平衡,致使表土疏松、裸巖面積擴大,加劇礦區(qū)水土流失,使土地荒漠化趨勢加快。近年的衛(wèi)星遙感資料查明,受礦業(yè)開發(fā)影響,地處陜北毛烏素沙漠前緣的榆神府礦區(qū)的沙生植物已大面積枯死、植被覆蓋率減少、起沙風速顯著降低、土地風蝕率增加、土地荒漠化趨勢加快。目前,該地區(qū)的沙化土地正以每年0.5%的速度遞進向東南擴展。尤其令人焦慮的是:該礦區(qū)煤系上部分布有第四系上更新統(tǒng)薩拉烏蘇組含水層,水量豐富,礦化度小于0.5g/L,是陜北沙漠草灘地前緣地區(qū)居民生活和工業(yè)優(yōu)質(zhì)用水水源,也是礦區(qū)唯一的含水層;但由于煤層頂板基巖一般較薄,隨著礦區(qū)大規(guī)模開發(fā),采動裂隙帶將直接影響和波及到該含水層,造成水源地的直接破壞,并導致原來接受該含水層補給的井泉、河流和水庫干涸,區(qū)域生態(tài)環(huán)境將面臨嚴重危險。

此外,礦業(yè)開發(fā)還會對礦區(qū)及流域水資源造成嚴重污染。礦區(qū)水污染主要來自礦山外排的酸性礦井水、洗(選)礦水、炸藥廠廢水、焦化廠廢水和礦區(qū)生活污水。由于礦井污水處理費用很高,所以大部分礦井污水未加處理就直接被就近排掉。進而導致地表水體嚴重污染,使原本清澈的河水變得污濁并富含有毒有害元素。如陜北榆林地區(qū)的11條河流有9條受到不同程度的污染,神木、府谷等6縣的飲用水源的水質(zhì)已嚴重超標準。

值得特別注意的是,西北地區(qū)地處我國各主要河流的上游和發(fā)源地,是中華傳統(tǒng)與自然地理中的“上風上水”地區(qū)。因此西北地區(qū)水污染的源頭效應還將貽害下游,給下游的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來嚴重危害,對此必須高度重視。西北礦產(chǎn)資源大開發(fā),絕不能以犧牲生態(tài)環(huán)境和破壞水資源為代價,必須施行宏觀調(diào)控、嚴格管制,決不能出現(xiàn)濫采、濫挖現(xiàn)象。否則,不僅將造成西北礦產(chǎn)資源的極大破壞,而且將給西北乃至中國東部地區(qū)的生態(tài)環(huán)境(主要是土地環(huán)境和水環(huán)境)造成無法彌補的破壞和深遠影響。

4對策與建議

社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展是西北的現(xiàn)實需要和必由之路。自然資源密集型的礦業(yè)已經(jīng)而且必將繼續(xù)成為西北的支柱產(chǎn)業(yè);而西北的水資源條件又必須限制高耗水、高污染礦業(yè)的發(fā)展。一方面,若因水資源制約,西北礦業(yè)得不到充分發(fā)展,就不能充分發(fā)揮西北的礦產(chǎn)資源優(yōu)勢,西北地區(qū)經(jīng)濟大發(fā)展必將受阻;另一方面,西北作為中國的上風上水地區(qū),其環(huán)境質(zhì)量不僅直接關系到“再造一個山川秀美的西北地區(qū)”宏偉計劃的實現(xiàn),而且也將間接影響到東、中部地區(qū)的生態(tài)質(zhì)量和中華民族的長遠發(fā)展。因此,礦產(chǎn)資源開發(fā)與水資源保護是西北大開發(fā)中亟待解決的首要課題。

水資源作為西北地區(qū)維持生態(tài)平衡、保持環(huán)境容量乃至改善生態(tài)環(huán)境的重要因素,在礦業(yè)開發(fā)過程中必須妥善保護、合理利用,實現(xiàn)礦產(chǎn)資源與水資源的“協(xié)同進化”。筆者認為,可以在西北大開發(fā)過程中,圍繞礦產(chǎn)資源大開發(fā)與水資源保護采取以下對策:

(1)要將礦井水視同礦產(chǎn)資源,從政策上要求實現(xiàn)礦井水的資源化,提高礦井水的綜合利用率,而不能僅僅作為礦井水害、水災、污染水加以防治和任意排放。

(2)要大力推進礦區(qū)水污染的治理,對一些不重視環(huán)境、嚴重污染流域水的礦山堅決予以關閉,對一些大型缺水礦區(qū),應在政策上予以引導、支持其對礦井水污染的治理和有效利用。

(3)嚴重缺水、生態(tài)環(huán)境脆弱的礦區(qū)要堅持以保水為主、采礦為輔的原則安排采掘計劃,如鄂爾多斯盆地北部煤礦開采時就要不惜留設保水煤柱,在不破壞關鍵水資源的前提下進行礦山資源的適度開發(fā)。

(4)要加強礦山開采沉陷控制新理論、新技術(shù)和“綠色采礦”工藝的研究力度,以新型采礦理論、技術(shù)和工藝來開發(fā)西北的礦產(chǎn)資源,同時又保護好西北地區(qū)有限的水資源。

為此建議:國家在“十五”和“十一五”期間,財政撥專款、立專項,組織有關大專院校、科研院所和礦業(yè)部門聯(lián)合,圍繞以下內(nèi)容進行科技攻關:1)西北五省(區(qū))環(huán)境容量和礦區(qū)生態(tài)環(huán)境指數(shù)綜合評價;2)采礦對礦區(qū)地表水與地下水的影響及其聯(lián)合調(diào)度;3)礦井水處理、彌散控制及其資源化利用;4)保水采煤技術(shù)研究及其工業(yè)性試驗;5)采礦與生態(tài)的互惠研究和生態(tài)礦山設計;6)選擇若干代表性的礦區(qū)實施“綠色礦區(qū)”示范工程,探索中國特色的“綠色礦區(qū)”模式。

5結(jié)語

綜上分析,認為:1)西北大開發(fā)應理解為西北經(jīng)濟大開發(fā)加西北環(huán)境大改良;2)西北大開發(fā)應以不超出西北水資源承載能力和西北環(huán)境容量為前提;3)要以"綠色礦區(qū)"模式發(fā)展西北采礦工業(yè),合理、適度地發(fā)揮西北地區(qū)的礦產(chǎn)資源優(yōu)勢,使西北地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)建設進入良性循環(huán);4)西北的礦業(yè)開發(fā)切不可自由泛濫,國家要施行宏觀控制,從流域著眼,統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局,有序進行,方能“盡物之性,贊天地之化育”,使西北乃至整個中國逐漸走向可持續(xù)發(fā)展之路。

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