辽宁近海废弃露天矿与海洋经济创新

1、辽宁近海废弃露天矿与海洋经济创新    摘要：用矛盾分析法，研究辽宁海洋经济和传统矿区可持续发展的瓶颈制约，认为二者在资源、技术领域存在较强互补。提出引调渤海水入辽宁近海废弃露天矿，通过内陆湖吸附和沉淀的“自净化”治理辽东湾；大规模海水淡化为矿区提供水资源。由露天矿与海水形成的亚静态内陆海湖，为海洋高科技提供优越试验环境。内陆海洋是海岸带陆向延伸的特殊功能区，对推动海陆一体化具有重要意义。关键词:露天矿；海洋经济；海水淡化；海陆一体化；辽宁近海21世纪科学技术突出海洋，海洋高科技领先是未来强国标志。海洋经济进入以高新技术为支撑，以经济发展、社会进步、改善

2、生态环境为整体内容的海陆一体的系统发展阶段1。辽宁拥有岸线2 290公里，占全国的1/8。拥有管辖海域面积15.02万平方公里，处于“新东部”经济区划的最北端。2009年7月，国家原则上批准辽宁沿海规划，辽宁经济改革上升为新时期国家战略。辽宁经济发展有利条件是：临港优势明显，东北老工业基地工业基础丰厚，具备承接国际产业转移、发展先进装备制造业条件。不利因素是：陆地资源萎缩、生态环境不佳、渤海污染已尽极限；海洋传统产业比重大、新兴产业发展缓慢、整体自主创新能力不强。突破资源环境约束，寻求海陆一体联动发展，推动海洋经济创新，对辽宁意义重大。一、辽宁海洋经济发展现状与瓶颈1.辽宁海洋经济呈粗放发展。

3、“海上辽宁”战略实施以来，海洋经济持续增长，2008年全省生产总值13 461.6亿元，主要海洋产业总产值2 051.4亿元，占全省GDP的15.2%，海洋经济在区域经济中的地位不断提高。与其他沿海省份相比，辽宁海洋产业结构比较落后。海洋渔业、船舶工业等传统产业占比重大，呈粗放式发展。海洋化工、海洋生物医药、海水综合利用等新兴产业起点高、发展速度快，正成为辽宁海洋经济新的增长点。2.渤海污染严重。渤海是中国唯一半封闭型内海，动水势力薄弱；辽河、凌河流量减少。城市垃圾、工业废水、海洋过度开发，使得渤海无机氮、无机磷、石油等三种污染物严重超标。20世纪末环渤海污染面积达56%。2001年国务院规划

4、投资555亿治理渤海，计划实施项目427个，然而污染继续扩大，2009年环渤海污染面积上升为60%，辽东湾是严重污染区超过60%，专家呼吁未来渤海将成为“死海”。3.海洋新兴、未来产业受技术经济制约。海水直接利用，海水淡化是海洋经济新兴产业的重点领域。渤海含盐率低，适合做淡化海水源。辽宁规划到2015年海水淡化达到1.5亿立方米/年，海水直接利用达到107亿立方米/年。海水淡化方式含多级闪蒸、反渗透膜法等，由于淡化过程对石化能源高度依赖，成为大规模生产的障碍。海冰淡化成本低于能源法，中国是世界上首个进行海冰淡化研究的国家。环渤海地区可开采的海冰约100亿立方米，涉及采集、运输、储存等环节，受自

5、然条件与经济技术制约，大规模海冰淡化未进入产业化。海洋能（流浪能、盐度差能、温差能、潮差能）、海上风能、海水农业等未来产业，处于研发阶段。海上气候、环境与海洋资源特殊性，使未来产业投资大、风险高。二、辽宁传统矿区生态治理与经济转型1.传统矿区生态环境破坏严重。辽宁自然资源丰富，矿山开采业占陆域比例大，受煤矿、铁矿资源枯竭困扰，地区经济发展缓慢。矿山开采对城市的地形、地貌、植被和大气环境破坏严重，地质环境诱发的各类问题日渐突出。建国初期，由于没有土地复垦及利用规划，阜新、抚顺等传统矿区产生大面积沉陷区、排土场、矸石山，面临生态治理与经济转型的双重任务。借鉴国外经验，中国完成矿区土地复垦标准的编制

6、。生态恢复技术主要以土壤改良、人工绿化、沉陷区蓄水重建等作为复垦目标，同时发展养殖、旅游等多种产业，使生态用水成为大的用水部门。而传统矿区多是水资源缺乏地区，中国北方持续干旱，通过大气降水、地表径流补充地下的作用效果甚微。矿区整体生态系统尤其是地区水环境，很难在环境自净和自然演替作用恢复原来的平衡2。2009年阜新水资源公报显示，阜新水资源总量比常年减少了44.8%，地下水资源比多年平均值减少了31.6%。煤炭企业破产后阜新成为资源枯竭型地区，面临水资源枯竭形势更为严峻。2.资源枯竭地区经济转型。2001年阜新被列入资源枯竭型城市经济转型试点市，建立了以农业产业化为基础，二、三产业有机融合的产

7、业布局。2006年转向风电、煤制天然气，以工业突破替代农业强市。阜新利用蒙东丰富的褐煤资源发展新型煤化工，煤与水资源均来自境外，存在不容回避的资源瓶颈和环境污染隐患。        生态经济是资源型城市转型的理论基础，经济转型应结合地区实际背景，立足于尊重自然和恢复自然生态。同是煤炭资源枯竭，德国鲁尔地理位置优越，水资源丰富。20世纪70年代以来，随着煤炭、钢铁等传统工业衰退，鲁尔区从调整产业结构入手，成功完成经济转型。阜新长期高度依赖自然资源，使其在煤炭衰退后不能摆脱困境。由于生态环境的恶化，城市吸引力降低，集聚

8、资本、人才要素的能力弱。辽宁传统矿区的发展优势是什么？改变煤炭单一结构，优势资源再造是资源枯竭型城市发展接续替代产业的关键。三、辽宁海陆一体化模式选择1.辽东湾与传统矿区资源互补性分析。辽东湾与传统矿区在资源、技术领域存在较强互补。渤海污染严重，水体交换差，转向内陆处理是措施之一。海洋开发大背景下，传统矿区以近海有利条件，具向海洋要资源的区位优势。许多沉陷地、废弃采矿场亟待改造，生态治理需水量大，海水经淡化处理可提供长期、稳定支撑。2.辽东湾海岸带陆向延伸特殊功能区内陆海洋。海岸带是陆地、海洋、大气交接处，是物质、能量交换密集区域和环境生态脆弱地带，是研究地球系统可持续发展的切入点3。辽东湾污

9、染严重，即便是达标排放，水体质量改善微弱。对污染提供泄放渠道，治疏结合，是治本措施，“疏”即由海岸带转向大陆内部处理。抚顺西露天煤矿、阜新海州露天煤矿经过半个多世纪的开采，留下深达数百米，出露面积数十平方公里的坑体。两大采矿场距离海岸100200公里，海拔在200米以下，引渤海水入矿坑使其成为人工海湖，意义重大：（1）有效治理辽东湾；（2）大规模海水淡化为矿区生态恢复与沙漠治理提供水资源；（3）内陆湖无风浪、无潮汐，降低海洋高科技科学研究投资成本。2009年国务院治理渤海失败，原因是政通多门，检测数据不真实，尤其是不采取“自净化”得力措施。环境水利学的“自净化”学说条件有两个，一是流动水面与大

10、气交接面相互混掺提高复氧环境，利于水生物生长和有机污染物降解；二是水的静态（亚静态）吸附和沉淀，后者自净化作用强4。吸附和沉淀的治理效率决定水体三要素，即：深度、流速（静态或亚静态）、面积，露天矿坑条件优越。根据国际地圈生物圈（IGBP）计划，考虑海岸带海域及相邻陆域（一般不大于l0km）的自然资源条件和地理区位，中国将海洋功能区划分为开发利用区、整治利用区、海洋保护区、特殊功能区和保留区五大类。由废弃露天矿与海水形成的内陆海洋环境，可用于治理海洋污染，同时发展海洋经济，是海岸带陆向延伸的特殊功能区域。韩立民、卢宁（2007）认为，沿海地区的发展和海洋经济的壮大是海陆一体化的初级阶段，在高级阶

11、段，通过市场作用，要素和产品在沿海与内陆之间流动，逐步实现经济技术的梯度转移。渤海污染严重，制约辽宁海陆一体化进程。内陆海洋模式基于海洋污染治理，是海洋经济由沿海向内陆扩散、由低级向高级演进的中间阶段或试验阶段，将促进海洋科学创新。考虑环境风险、生态影响，内陆海洋应满足以下基本条件：扬程低，能利用潮汐能、海上风能等可再生能源作为提水动力；距海岸近，有盛水坑体；具有海水回流地形，防止土地盐碱化（见图1）。海州露天矿距辽东湾100Km，海拔123m；抚顺西露天距辽东湾200Km，海拔60m；本溪南芬露天铁矿海拔300m，上述地理特点对引海水各具条件。应用测量、3S技术，综合考虑地理、生态、气候因素

12、，科学优化选择引水、回水路线（见图2）。3.经济效益和社会效益。（1）净化辽东湾。引西辽东湾海水入露天矿坑，吸附和沉淀污染物。海水回流，是用经过复氧的净化海水治理东辽东湾。西拉东推，有效治理渤海。（2）提供水资源，恢复传统矿区生态。能源法海水淡化，与矿区发电厂、煤化工等企业结合，走综合利用之路是降低海水淡化成本的有效途径。建设一定规模的盐厂，同时发展海洋化工，提取钠金属和氯气，还可生产石膏、芒硝、氯化钾、硫酸镁和溴等，提高资源利用效率。露天矿采矿场灌入海水，冬季适合发展大规模机械化海冰淡化。与在辽东湾进行海冰淡化比较，内陆海湖无风浪，优势明显。辽宁地区0以下天气为120天，依日厚20cm计算，

13、采矿场出露面积20平方公里，一年可以生产淡水5亿立方米。阜新与抚顺可成为海水淡化生产基地。海冰淡化水可以广泛应用于工业、农业等众多领域。渤海海冰融水pH值在6.896.73之间，适合灌溉，可用于改造传统矿区废弃土地为宜农、宜林的良田。阜新彰武地处内蒙科尔沁沙漠边缘，辽北沙尘暴影响朝鲜、韩国、日本，以冬季埋冰、春季种植树木和植物，可用于治理沙漠，大幅度推进绿地。（3）推动海洋新兴产业、未来产业的研发。在实体海洋进行科学研究，存在气候、环境多因素障碍，投资大、风险高。亚静态“内陆海洋”不受海浪、潮汐、台风等恶劣气候影响，适宜海洋某些领域科学研究与试验。潮汐能、海上风能等可再生能源可以作为提海水动力

14、，为海洋能源的利用提供新的视角。内陆湖可实现世界最大规模海水源热泵，满足城市冬季供暖，甚至可实现对整个城市集中空调。目前国内外海水源热泵以及制冷规模受限制的主要原因是，前端水源距海岸远和要求一定海水深度，导致一次性投资及运行费用高。内陆海湖将带动传统矿区旅游业进入国际行列，打造世界级工业遗产旅游品牌，促进地区文化进步。        4.海水污染防范是可行性关键。露天矿经历半个多世纪开采，穿透了潜水层、承压水层多层地下水。如果直接充入海水，污染地下淡水不可避免。借鉴中国滨海地区防止海水入侵措施，实施实体帷幕、水利帷

15、幕组合，可有效防止污染地下淡水资源。将历史从露天矿排出的土石回填，同时修整露天矿四周陡坡扩大出口面积，提升湖底高度。回填时底部夯实加固，底部和斜坡施工多层胶泥土层，由坑底覆盖于潜水层之上。目的是防止污染地下水；减少矿坑单位面积蓄水量，降低调水成本。灌水前，预置污染处理设备。四、战略意义1.对中国多矿区改造具有十分重要的现实意义。中国除煤矿外，还有铁矿、油叶岩矿等，北方露天煤矿至少24个。在资源枯竭地区发展“蓝色经济”，为传统矿区提供更丰富、更持久的自然资源，推动资源型城市经济转型。2.创新海洋经济。内陆海洋与实体海洋相比较，等面积效益会有数十倍甚至百倍的悬殊差异。发展沿海内陆海洋经济，具有稳定

16、、持久、效益规模性。中国地域广大，海岸线漫长，将辽宁经验向中国1.8万海岸线延伸和推广，会给国家带来经济飓风。3.海洋农业前瞻性国家战略。地球生物资源80%在海洋，在不破坏生态环境的前提下，海洋产品可满足300亿人生存。海水农业是第三次农业革命，但需要超过数十年的时间。沿着内陆海洋农业模式向实体海洋所延伸，可使海洋农业的科学思想在不到十年时间内在中国初见成效。4.开拓多领域科技创新。可为国家多领域提供具有自主知识产权的研发动力。诸如海洋污染“自净化”；机械化大规模冰析法海水淡化；热泵技术用于城市供暖和其他能源；内陆海洋农业；海冰治理沙漠等。5.开辟特色的装备制造业自主创新路径。总结矿区涉海水利

17、工程的系统经验和数据，以规范性和标准化集成和发展国内外装备制造业成果，提高辽宁装备制造业国际地位。五、小结治理辽东湾立足于大容量引水，利用辽宁近海废弃露天矿吸附和沉淀污染物，选择有利地理条件，使净化海水回流海洋。传统矿区生态恢复与沙漠治理，立足于大规模海水淡化，海水污染是可行性的关键。科技创新是资源环境约束下地球系统可持续发展的重要驱动力，自然科学多领域交叉与融合是实现科技创新的保证。积极地开发海洋资源，统筹海洋和内陆的协调发展。建立海洋科学技术创新体系，加快海洋高新技术的产业化，使中国在该领域走在世界前列。参考文献：1 郑贵斌.海洋经济集成战略M.北京:人民出版社，2008:5.2 全国矿区

18、植被保护与生态恢复情况调研报告EB/OL.3 杨萌凯.地球系统科学现行研究的最佳切入点试论海岸带研究框架的创立J.地理科学进展，1998，(1).4 王蜀南.环境水利学M.北京:中国水利水电出版社，1996.Liaoning Offshore Area Abolished Open Mining Pits and Marine Economy InnovationCONG Li（Fuxin Statistical Bureau，Fuxin 123000，China）Abstract：This paper studies the “bottleneck” of sustainable development between marine economy and traditional mining areas in Liaoning through contradiction analysis.We find that the two fields are mutually complementary with respect to resources and technologies.We propose to divert water from Bohai Sea to the abandoned surfac