平顶山七矿现状分析及可持续景观设计研究

朱晗宇，邢 燕，王 可

(河南城建学院 建筑与城市规划学院，河南 平顶山 467000)

大规模煤炭资源的开采，带来可观效益的同时，导致了大量废弃地的产生，引发了一系列生态环境问题。国家中长期科学和技术发展规划纲要[1]和“十二五”规划均将矿区生态保护及恢复技术的开发作为工作重点，对废弃矿区进行生态环境修复的研究也成为热点，废弃地改造逐渐成为现代景观设计的热潮，可持续发展是一种长远的发展模式，既能满足人类的需求又能在尊重自然的前提下解决当前环境问题并且兼顾长远利益。废弃矿区空间营造在尊重地域特征的前提下，坚持可持续发展成为现代景观生态规划的必由之路[2-5]。

相关学者对矿区景观改造已有较多的研究，白中科，等(1999)[6]对平朔露天煤矿生态系统受损进行研究；王金满，等(2016)[7]对基于CT扫描的露天煤矿排土场重构土壤孔隙三维重建及定量表征进行研究；Brom J，et al.(2012)[8]对褐煤堆场植被覆盖、水分特性和地表温度的变化进行研究；刘乐，等(2016)[9]对淮南大通旧矿区景观恢复中的植物景观设计进行研究；廖启鹏(2018)[10]对基于“多元共生”的废弃矿区景观再生设计文化传承方法进行研究；程荣，等(2019)[11]对兖州矿区农村居民点景观格局变化进行分析。也有学者针对平顶山矿区对土壤污染及景观进行了相关研究，许红亮，等(2016)[12]对平顶山矿区一矿煤矸石中微量元素进行研究，得出煤矸石在表生地质条件下对环境具有较大的危害性；楚纯洁，等(2017)[13]对平顶山矿区丘陵坡地土壤重金属健康风险评价，认为平顶山矿区丘陵坡地土壤中重金属污染主要与矿区长期的煤炭开采活动所释放的有害重金属元素的坡面径流迁移、高空气流传输、地形阻滞以及沉降有关；徐冠君，等(2018)[14]对平顶山矿区周边农田土壤重金属污染特征进行研究，得出矿业活动对土壤污染影响明显，平顶山矿区周围农田土壤受到各种重金属不同程度的污染，其中，最严重的污染因子是Cd；陈昌东，等(2019)[15]对平顶山矿区矸石山周边土壤重金属污染及优势植物富集特征进行研究，通过测定河南省平顶山市某煤矿废弃地 8 种优势植物根际与非根际土壤及植物本身Cd、Cr、Cu、Mn和Pb含量，研究区土壤达到重度污染级别，研究表明：平顶山矿区矸石山周边土壤是受重金属 Cd-Cr-Pb-Cu 复合污染的土壤；苍耳、猪毛蒿、蒙古蒿和狗尾草具有较强的富集重金属的能力，可作为治理该地区环境污染的目标植物；楚纯洁，等(2011)[16]对平顶山市矿区开放空间景观生态规划与利用模式进行研究；朱晗宇，等(2018)[17]研究了国内外棕地景观设计对平顶山七矿的启示。本文在以往研究的基础上，对平顶山煤矿矿区现状进行调研，并对现阶段平顶山矿区存在的生态环境问题采取可持续发展的景观设计理念进行研究，提出对煤矿矿区景观改造的策略及方案，从而达到提升人们生活品质的目的。

1 七矿矿区现状

平顶山七矿，原名郝堂矿，隶属于平顶山市平煤集团。于1957年12月破土兴建，1959年8月简易投产，2016年2月七矿全面停止生产，同年6月关井闭坑完成。

1.1 河南平顶山矿区简介

被誉为“中原煤仓”的平顶山矿区，全面开发始于1955年，1955年9月至1958年底，先后有11对矿井开工兴建，1960年矿区已有8对矿井投产，原煤年产量达到562万多吨。

平顶山市位于河南省中南部，北纬33°08′～34°20′，东经112°14′～113°41′，见图1。总面积达7 882 km2，整个城市西部海拔较高，最高海拔2 153 m，最低海拔68.5 m。属暖温带半干旱季风气候区，四季分明，夏季多雨，春秋冬三季干旱少雨，年均降水量为695.12 mm，年均蒸发量1 888.53 mm，相对湿度67%。年平均气温14.9℃，主导风向为东北风，年平均风速1.6 m/s。

由于矿区的土地利用，耕地、林地、居民用地减少，荒草地、工矿交通用地、市区建设用地、水面用地在增加。经过半个世纪的开采，矿区地表出现严重变形和塌陷，形成蝶型洼地或槽型洼地，地面沉降厚度达300～500 m，出现了总面积达155.19 km2的采煤塌陷区，破坏耕地6 520 hm2，形成荒山地9 000 hm2；部分农田出现常年和季节性积水，失去种植功能，形成矸石山73座[16]，矸石量达2亿t，挤占耕地670 hm2。

图1 平顶山地理位置

1.2 七矿场地及周边人群

七矿原场地分为6个功能区，分别是工业广场、加工区、居住区、采煤区、洗煤区、矸石山区，见图2。功能区的作用不同，场地污染状况也不同，其中采煤区、洗煤区污染比较严重，矸石山区，工业广场区和加工区主要是废旧的厂房和工业设施。

活动人群主要是七矿周边的各小区以及村镇的固定居民，另外还有来自商业区、客运站、学校和医院的人群，由七矿塌陷区改造的白鹭洲湿地公园位于矿区附近，因此七矿周围活动人群中也包括大量的游客，人群分析图见图3。由此可见，七矿周边人群流动量较大。

图2 七矿功能分区图

图3 七矿周围人群分析图

1.3 七矿交通分析

平顶山七矿隶属新华区，其位置见图4，位于平顶山市区西部2 000 m处，地势北高南低且平缓，北靠平安大道，距离约0.7 km；南靠建设路，距离约 1.3 km；西靠西环路，距离约2 km；东临稻香路，距离约0.5 km，矿区专用铁路直达煤仓，场地周边交通现状分析见图5。

图4 七矿位置分析图

图5 场地周边交通现状分析图

七矿矿区内部的交通流线简单明了，可快捷的到达各个区域，七矿交通流线分析见图6。

图6 七矿交通流线分析图

1.4 七矿水资源

由七矿塌陷区域改造的白鹭洲国家湿地公园，人工湖面积23.33 hm2，湿地面积10.53 hm2，湿地公园内植物种类丰富，动物及微生物种类繁多，自身形成了一个小的生态系统。沿着稻香路的稻田沟也是七矿水源之一，稻田沟是平顶山湛河的第三条支流，河道总长436 m，七矿周边水源分析见图7。由此可见，七矿周边水资源丰富，有利于景观绿化。

图7 七矿周边水源分析图

图8 七矿绿化分布图

1.5 七矿植被及土壤现状

平顶山矿区目前土壤中包含Cd、Zn、Pb、Cu、Cr、Ni等6种金属，采矿过程中，煤和煤矸石中的重金属可以通过渗透、迁移等多种方式进入土壤。七矿矿区的土壤污染比较严重，部分土地已经丧失植物生长能力，部分植物表面覆盖了厚厚的煤渣。七矿场地绿化面积不足，且分布比较零散，见图8，在煤矿停止开采过后矸石山区域种植了一些地被植物，但仍不能解决场地的绿化问题，平顶山七矿矸石山航拍图见图9。

图9 平顶山七矿矸石山航拍图

图10 七矿建筑分布图

1.6 七矿建筑分布

七矿建筑分布图见图10，七矿场地存在三种类型的建筑，分别是小型建筑(行政楼、加工厂房等)、大型建筑(煤楼、煤仓、皮条运输带等)、保留住宅区建筑。七矿内的大型建筑都集中在采煤区，七矿采煤区航拍见图11。矿区内废弃设施如图12所示。废弃的工业厂房均为破旧的废弃厂房。

图11 七矿采煤区航拍图

图12 矿区内废弃设施

2 可持续发展景观设计

从七矿的现状分析可知，七矿位置交通便利，水资源丰富，流动人群大，矿区场地本身同时具备了平顶山煤城的原始地域文化，现由于煤矿生产，土地污染严重，地处塌陷区范围之内，土地利用受较大限制，拥有大量的废旧厂房、废弃设施。基于可持续设计理念，提出将七矿矿区改造为七矿煤矿遗址公园。

2.1 可持续景观设计概述

可持续景观设计强调一种时间和空间的可再生性，谋求人与人之间、人与其他生命体之间、人与未来之间的协同性，维护自然生态系统的平衡和稳定发展。不仅能够兼顾景观中视觉美感和情感特征，并且能够带来长远的、可持续的社会经济效益，矿区废弃地的改造应遵循可持续发展的生态设计理念。

废弃地改造过程中，以可持续发展设计理念作为设计原则，分别从生态保护、历史文化、美学、社会经济价值几方面对平顶山七矿景观再造的可持续设计进行探讨和可行性分析，能够给后期七矿的场地转型提供参考性建议。

2.2 生态修复

废弃地生态修复有利于土地恢复正常用地功能，原有被污染的土壤通过净化和处理重新恢复植物的生长能力，重现绿色。采用最小干预原则，减少对自然的掠夺，降低对场地的破坏程度。

废弃地改造问题的基础是要恢复土地健康的面貌，尊重场地的景观特征，采用最小干预原则，例如：金属部件、混凝土材料、破碎瓦砾等都能够二次加工变废为宝，节约资源，降低成本，同时能够让场地工业遗址得以保存，更好地与场地的历史氛围融为一体。同时采用物理、化学、生物等多学科专业技术来对受污染土地进行治理。例如：在污染的土壤中掺入腐殖质和草籽，采用生物学技术，利用生物降解来治理被污染的土壤，增加土壤肥力，使受污染的土壤得到良好的修复。

国内外有很多的成功案例，例如：西雅图煤气厂污染土壤景观设计；淮南大通旧矿区景观恢复[9]，国内外对矿区受损地景观重塑与再造技术都有一定的研究[5]。

2.3 历史文化

采用对场地原有部分建筑整体结构的保存和改造，缓解废弃地给平顶山发展带来的一系列矛盾，提高七矿周边居民的生活质量的同时，将七矿的文化融入城市建设中去，保留代表性的工业遗址，增加城市特色。这些历史文化传承信息，是工业生产由辉煌走向衰落的时代见证与历史标志，体现了场地内在的人文精神。

例如：西安大华·1935文化商业区是由1935年投入生产的长安纺织厂改建而成，原大华纱厂的织布车间改建为大华博物馆，反映出了工业的兴衰和时代的变迁，见图13。

图13 大华·1935博物馆内工业文化场景

成功的废弃地改造能够将景观和场所融为一个紧密的整体，体现场地的历史进程，保留工业遗址，体现景观的场所性及文化进程。将原有的代表性物质资源保留和使用，体现了历史延续和记忆，工业废弃地的存在让人们能够铭记工业文化的历史，使得场地的文脉得以延续。

2.4 美学价值

保留部分废弃工业设施，增添富有创意的设计元素，可以打破场地弥漫的工业气息，运用一定的表现手法与怀旧的气息作对比，表达历史沧桑感。人们对于美的概念也不再仅仅局限于好看的事物，景观也不再仅仅意味着风景美如画，一些破败的废旧工业厂房，生产设施，交错的管道、生锈的建筑构架，在艺术的催化下可以达到工业智慧的惊美效果，延续了城市的历史文化，成为不可磨灭的城市印象。

例如：西雅图煤气厂公园，设计师哈格有效地采用了铁锈肌理所呈现的历史印迹，珍贵且独特，具备着土地自身的一种工业魅力，选择性的保留设计使场地呈现出无与伦比的工业风景，映射着艺术领域的前卫思想，呈现了不同凡响的景观效果。图14为局部西雅图煤气厂废弃设施的再利用改造景观效果图。

图14 西雅图煤气厂废弃设施的改造

2.5 社会经济价值

七矿区域交通便利，有充沛的水资源可供景观绿化，有大量的人群流动。工业用地严重污染，处在塌陷区范围，以至于无法作为城市的其他用地使用，将废弃地通过合理规划改造成绿地，将被隔离的工业区与周边环境融合起来，七矿废弃矿区改造为煤矿遗址公园，在当今拥挤的城市生活氛围下，也一定程度上满足人们对室外活动和娱乐的需求。将废弃地处理成绿地，一定程度上能够起到修复土壤和净化土地的作用，让废弃地以新的面貌和角色来服务于社会。

合理的改造能够弥补工业衰退所带来的经济上的损失，可持续设计理念的合理运用，不仅能够节约资源，同时保留的场地人文精神也成为促进经济崛起的新鲜活力。工业遗址主题公园是一种废弃地的优秀改造形式，彰显其社会经济价值

例如：北京798，废旧设施的再利用见图15，许多废旧的厂房及设施开发成第三产业经济，电子工业老厂区改建成为创意文化社区，废旧设施资源能够再利用，也带来了可观的社会经济效益。

图15 北京798废旧设施的功能转换

3 平顶山七矿的总体规划构想

通过对七矿的整体空间布局、建筑排列形式、场地交通流线的分析研究，设想将未来的“七矿煤矿遗址公园”整体规划为“七区一中心”。其中，“七区”分别为遗址观光区、植物净化区、生态林地区、休闲娱乐区、餐饮生活区、亲水游憩区、历史博览区，“一心”为文化体验中心，公园功能分区构想见图16。由历史博览区进入园内，植物净化区、休闲娱乐区、文化体验中心、餐饮生活区分布在两侧，遗址观光区、生态林地区、亲水游憩区分布在场地中心靠后的位置，地势相对平缓，景点循序渐进引人入胜，自然景观与文化景观相辅相成。

图16 七矿煤矿遗址公园功能分区图

4 结论

对平顶山七矿的矿区景观现状、土地污染、水资源、周边环境、交通路线进行调研，通过分析可以得出：七矿矿区的土壤污染严重，绿化面积不足，且分布比较零散；七矿内场地的交通快捷，周围人流量较大，水资源丰富。以可持续发展理念为出发点，建议将场地改造成七矿煤矿遗址公园，提出“七区一中心”的总体规划设计。从生态保护、历史文化、美学及社会经济价值等方面进行可持续发展理念的景观设计，努力为居民营造舒适、安全的居住环境。