煤矿塌陷区深水域漂浮系统设计与应用

吴培艺,丁文清,许媛媛,张云彬

（安徽农业大学 林学与园林学院,安徽 合肥 230036）

0 引言

煤炭资源在中国的能源结构中占据十分重要的地位。[1]采煤作业后留下的采空区，长时间不回填将造成地面塌陷。目前全国塌陷区域已超过80万公顷[2]，其中塌陷积水区域约占70%[3]。煤矿塌陷区水域的水循环系统通常相对封闭[4]，与外界流通少，其水源、水质、水温等均利于鱼类的繁殖、生长和越冬，[5]因此常用于发展渔业养殖。对于塌陷区浅水域，通常采用以围网为主的养殖模式，[6]对于塌陷深水区，部分学者[7，8]认为网箱养殖是最合适的治理模式。但是随着养殖范围的逐渐扩大，其带来的水体富营养化程度日益加重，破坏了塌陷区水体生态系统的自净能力与稳定性。[9，10]因此对该区水质的保护和治理以及养殖模式的优化十分有必要。目前，国内外广泛运用的是人工湿地和生态浮床两种生态修复技术。[11]人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，通过植物、动物、微生物、基质填料等共同作用，净化出水水质。[12，13]但对于塌陷区深水域，游憩是非稳沉区域，固定的人工湿地会随着地表的沉陷而逐渐被破坏。此外，塌陷区域由于地形地质的特殊性，可利用的土地面积不断减少，人工湿地占地面积庞大，所以并不适合在此地运行。生态浮床又称生态浮岛，将植物种植于浮床载体中，通过植物根系对污染物的吸收，以及根系周围富集的生物膜和细胞外酶对水体中污染物质的降解，来达到净化水质的目的，[14，15]但其存在鱼类啃噬植物根系、产生二次污染、结构较不稳定等缺点。……