矿业论文刊发分析西北矿业开发与水资源的矛盾

　　摘要：该文分析西北的矿产资源优势和水资源劣势，以及西北矿产资源开发与水资源保护之间的尖锐矛盾。并从区域地理、环境容量和可持续发展的角度出发，提出了西北矿业开发与水资源保护的对策，指出了西北矿业开发与水资源保护中亟待攻关的若干关键问题。文章发表在《矿床地质》上，是矿业论文刊发范文。

　　关键词：矿业开发 水资源 对策

　　1 西北矿产资源优势

　　截止1997年底，我国已发现的171种矿产中有90%以上分布在西北五省(区)，其中，陕西已发现137种，甘肃145种，新疆138种。西北五省(区)人均潜在矿产资源价值达38.7万元，是全国平均值的5倍，其中，青海、宁夏、新疆、陕西和甘肃分别位居全国第1、第4、第5、第6和第13位。

　　西北五省(区)能源矿产储量丰富。在已探明储量中，煤、陆上石油和陆上天然气分别占全国的29.9%、22.7%和58.5%。其中已探明的煤炭储量占全国的30.5%, 预测储量占全国的51.8%。尤其以陕西和新疆两省区资源丰富，它们集中了全国煤炭资源中保有储量的25.5%，还有22.2%的石油储量集中在鄂尔多斯、准噶尔、吐哈、塔里木和柴达木五大盆地，近43.3%的天然气储量集中在颚尔多斯和塔里木两大盆地内。陕西榆神府矿区已探明煤炭储量1 339亿t, 而且是号称“三高一低”的“环保煤”。

　　有色金属和贵金属也是西北五省(区)的优势矿产资源。其中，铜储量占全国探明储量的13.4%、铅占18.3%、锌占14.8%、镍占76.7%、铂族金属占58.1%、金矿储量占14.2%、银矿占10.9%，仅甘肃就集中了全国61.8%的镍和57.0%的铂族金属储量。黑色金属中铬铁矿保有储量的27.8%集中在新疆、甘肃和青海3省区，其中新疆占15.9%。西北五省(区)还是全国化工原料的重要产地。全国97.1%的钾盐、80.9%的钠盐均分布在该区。另外，硫铁矿占1.8%、磷矿占9%、水泥石灰岩占16.0%。

　　此外，西北地区比较有前景的成矿区(带)尚有:鄂尔多斯能源富集区、陕甘川接壤地带有色金属矿产资源富集区、柴达木矿产资源富集区、塔里木油气富集区和阿尔泰有色金属富集区等。若能加大西北地区的地质勘查力度，西北地区还具有发现新矿种、寻找与评价大型、超大型矿产地的良好前景。但迄今为止，西北五省(区)矿产资源的开发利用程度仍然很低，已占用资源量仅占西北地区探明储量的14.6%，约相当于西北总资源量的1.7%。因此，西北地区具有进行矿业大开发的资源优势和远景保障。

　　2 西北水资源劣势

　　西北五省(区)约占全国面积的1/3，水资源占有量却不足全国的8%(约2 254亿m3)。干旱缺水是西北地区的主要自然灾害，也是西北地区生态环境脆弱的主要原因，典型表现有三： 1)沙漠众多且继续扩展。西北分布有我国最大的沙漠——塔克拉玛干沙漠，以及古尔班通古特沙漠、腾格里沙漠、巴单吉林沙漠和毛乌素沙漠。沙漠总面积约250万km2,占我国沙地总面积的96%。目前，沙漠化面积还在以每年2 460 km2速度继续扩展。若这一速度得不到遏制，预计400年后，整个西北地区将全部变成茫茫大漠。 2)湖泊萎缩，冰川退缩。近几年的卫星遥感调查表明，西北地区是我国水资源破坏的重灾区：青藏高原大量的湖泊萎缩已使30%以上的湖泊干化成盐湖;新疆全区湖泊面积比50年代缩小了近 5 000km2;储有大量淡水资源的冰川1979—1988年缩小了1.1%;祁连山冰川1956—1976年平均退缩速度为16.8 m/a;我国最大的内陆河——达里木河已成为永久性断流河。由此造成，我们的母亲河——黄河每年入海断流天数已达330 d，接近成为内陆河。3)水资源的时空分布不平衡。西北地区水资源的空间分布极不平衡，如新疆西北部50%国土面积的水资源量占全疆水资源总量的93%，而其东南部分50%国土面积的水资源量仅为7%;在时间分布上，需水量大的春季降水只占全年降水的20%。

　　3 尖锐的矿业开发与水资源矛盾

　　通过西北大开发，改善西北脆弱的生态环境，建设西北山川秀美工程，这不仅是西北人民，也是中华民族整体的共同家园理想。西北地区丰富的矿产资源决定了矿业对西北地区社会经济发展独特的重要性。从某种意义上来说，矿业应该是西北地区分布最为广泛、最具优势的工业项目，是西北经济腾飞的最主要资源。然而，从目前科学技术水平与宏观调控机制来看，矿业开发与矿区生态环境改善是相悖的。

　　首先，矿业开发会对矿区及流域水资源造成严重损耗。矿区的水资源主要以地表水(河流、池塘、水库)和地下水(孔隙水、裂隙水和岩溶水)为主。采矿对水资源的损耗在于两个阶段：其一为开采之前，为保证安全采矿，需要预先进行矿井排水，包括对地表水体和地下含水层(重力作用下地下水可在其中运动的储水岩层)、岩溶水等进行人工疏干;其二为开采过程中，采动沉陷影响及采动裂隙带会对上覆含水层产生自然疏干。因此，矿业开发需要损耗大量的水资源，据统计，全国平均采煤耗水比为10 m3水/吨煤。事实上，一方面西北地区严重短缺的水资源本身难以保证矿业大开发的大规模用水需求(如准格尔、神府、东胜、河保偏兴及榆林矿区均严重缺水);另一方面某些地区的十分珍贵的含水层(如毛乌素沙漠前沿的陕北榆、神、府地区煤系地层上覆第四系的萨拉乌苏组含水层)又会因地下开采而遭受严重损耗和污染，两者矛盾十分尖锐。例如:神府东胜矿区范围内虽有4个长期的水源地，开采量为6.9万m3/d，但实际上该矿区水资源缺口近8万m3/d;准格尔矿区已查明的地下水资源量为12.2万m3/d,若按10 m3水/吨煤计,日产原煤能力为1.22万t,相当于年产原煤445万t,离设计能力2 000 t/年相差甚远。可以预见，西北矿业开发势比与西北农业发展和其它工业项目开发争水，若整体规划不妥，极有可能造成西北大开发过程中顾此失彼。

　　其次，矿业开发会加快土地荒漠化趋势。理论上讲，水环境是处在不断运动交替过程中，可以从大气降水、地表径流等得到平衡和补给。但违背客观规律的超强度疏降和破坏，尤其是由于矿山露天开挖和井工开采沉陷，会引起含水层水位下降、地表喀斯特塌陷和井泉干涸，进而改变地表土壤的灌溉性、持水性和水土平衡，致使表土疏松、裸岩面积扩大，加剧矿区水土流失，使土地荒漠化趋势加快。近年的卫星遥感资料查明，受矿业开发影响，地处陕北毛乌素沙漠前缘的榆神府矿区的沙生植物已大面积枯死、植被覆盖率减少、起沙风速显著降低、土地风蚀率增加、土地荒漠化趋势加快。目前，该地区的沙化土地正以每年0.5%的速度递进向东南扩展。尤其令人焦虑的是：该矿区煤系上部分布有第四系上更新统萨拉乌苏组含水层，水量丰富，矿化度小于0.5g/L，是陕北沙漠草滩地前缘地区居民生活和工业优质用水水源，也是矿区唯一的含水层;但由于煤层顶板基岩一般较薄，随着矿区大规模开发，采动裂隙带将直接影响和波及到该含水层，造成水源地的直接破坏，并导致原来接受该含水层补给的井泉、河流和水库干涸，区域生态环境将面临严重危险。

　　此外，矿业开发还会对矿区及流域水资源造成严重污染。矿区水污染主要来自矿山外排的酸性矿井水、洗(选)矿水、炸药厂废水、焦化厂废水和矿区生活污水。由于矿井污水处理费用很高，所以大部分矿井污水未加处理就直接被就近排掉。进而导致地表水体严重污染，使原本清澈的河水变得污浊并富含有毒有害元素。如陕北榆林地区的11条河流有9条受到不同程度的污染，神木、府谷等6县的饮用水源的水质已严重超标准。

　　值得特别注意的是，西北地区地处我国各主要河流的上游和发源地，是中华传统与自然地理中的“上风上水”地区。因此西北地区水污染的源头效应还将贻害下游，给下游的工农业生产和人民生活带来严重危害，对此必须高度重视。西北矿产资源大开发，绝不能以牺牲生态环境和破坏水资源为代价，必须施行宏观调控、严格管制，决不能出现滥采、滥挖现象。否则，不仅将造成西北矿产资源的极大破坏，而且将给西北乃至中国东部地区的生态环境(主要是土地环境和水环境)造成无法弥补的破坏和深远影响。

　　4 对策与建议

　　社会经济协调发展是西北的现实需要和必由之路。自然资源密集型的矿业已经而且必将继续成为西北的支柱产业;而西北的水资源条件又必须限制高耗水、高污染矿业的发展。一方面，若因水资源制约，西北矿业得不到充分发展，就不能充分发挥西北的矿产资源优势，西北地区经济大发展必将受阻;另一方面，西北作为中国的上风上水地区，其环境质量不仅直接关系到“再造一个山川秀美的西北地区”宏伟计划的实现，而且也将间接影响到东、中部地区的生态质量和中华民族的长远发展。因此，矿产资源开发与水资源保护是西北大开发中亟待解决的首要课题。

　　水资源作为西北地区维持生态平衡、保持环境容量乃至改善生态环境的重要因素，在矿业开发过程中必须妥善保护、合理利用，实现矿产资源与水资源的“协同进化”。笔者认为，可以在西北大开发过程中，围绕矿产资源大开发与水资源保护采取以下对策：

　　(1)要将矿井水视同矿产资源，从政策上要求实现矿井水的资源化，提高矿井水的综合利用率，而不能仅仅作为矿井水害、水灾、污染水加以防治和任意排放。

　　(2)要大力推进矿区水污染的治理，对一些不重视环境、严重污染流域水的矿山坚决予以关闭，对一些大型缺水矿区，应在政策上予以引导、支持其对矿井水污染的治理和有效利用。

　　(3)严重缺水、生态环境脆弱的矿区要坚持以保水为主、采矿为辅的原则安排采掘计划，如鄂尔多斯盆地北部煤矿开采时就要不惜留设保水煤柱，在不破坏关键水资源的前提下进行矿山资源的适度开发。

　　(4)要加强矿山开采沉陷控制新理论、新技术和“绿色采矿”工艺的研究力度，以新型采矿理论、技术和工艺来开发西北的矿产资源，同时又保护好西北地区有限的水资源。

　　为此建议：国家在“十五”和“十一五”期间，财政拨专款、立专项，组织有关大专院校、科研院所和矿业部门联合，围绕以下内容进行科技攻关：1) 西北五省(区)环境容量和矿区生态环境指数综合评价;2) 采矿对矿区地表水与地下水的影响及其联合调度;3) 矿井水处理、弥散控制及其资源化利用;4)保水采煤技术研究及其工业性试验;5)采矿与生态的互惠研究和生态矿山设计;6)选择若干代表性的矿区实施“绿色矿区”示范工程, 探索中国特色的“绿色矿区”模式。

　　5 结语

　　综上分析，认为：1)西北大开发应理解为西北经济大开发加西北环境大改良;2)西北大开发应以不超出西北水资源承载能力和西北环境容量为前提;3)要以"绿色矿区"模式发展西北采矿工业，合理、适度地发挥西北地区的矿产资源优势，使西北地区的经济发展与生态建设进入良性循环;4)西北的矿业开发切不可自由泛滥，国家要施行宏观控制，从流域着眼，统筹规划、合理布局，有序进行，方能“尽物之性，赞天地之化育”，使西北乃至整个中国逐渐走向可持续发展之路。

　　矿业论文刊发须知：《矿床地质》为专业学术性刊物，刊载矿床地质基础理论、矿床地质特征及有关的岩石学、矿物学、区域地质学、成矿学、地球化学和同位素地质学等方面的研究成果、新技术新方法、问题讨论、消息报道等。读者对象为从事矿床地质勘察、矿山开发等工作的生产、科研人员和高校相关专业的师生。

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