“双碳”目标下王平煤矿废弃地的生产性更新策略探析_贺丽洁.pdf

.，.，工业建筑 年第 卷第 期 “双碳”目标下王平煤矿废弃地的生产性更新策略探析贺丽洁 黄震东 张玉坤，（中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院，北京；天津大学建筑学院，天津；天津大学建筑文化遗产传承信息技术文化和旅游部重点实验室，天津）摘 要：“双碳”目标影响着城市更新以及老工业区的转型升级，将生产性更新策略融入到王平煤矿废弃地的改造中，通过土壤的生态修复、农业景观的种植、新能源景观的植入、废旧建筑的绿色改造、煤矸石及废旧砖瓦等废弃资源的综合利用对煤矿废弃地进行更新；引入碳中和技术，建立清洁能源基地、智碳运营中心、水处理生态系统，与生产性策略进行多功能、多元化的整合和创新；将废弃矿区改造成一个具有生产性功能、绿色低碳的生态智慧园区。关键词：“双碳”目标；生产性策略；矿业废弃地 ：.，（，（），；，；，）：，：；年 中 国 矿 业 大 学（北 京）研 究 生 课 程 思 政 项 目（）；年中国矿业大学（北京）研究生教育教学改革项目（）；年度中国矿业大学（北京）开放课题项目基金；年度中国矿业大学（北京）大学生创新训练项目（）；年中国矿业大学（北京）“课程思政”示范课程建设项目；年度中国矿业大学（北京）本科教育教学改革与研究（）。第一作者：贺丽洁，女，年出生，博士，副教授。电子信箱：收稿日期：“双碳”目标不仅是一个巨大的挑战，更是一项艰巨的任务。我国众多工业城市以及工业区的转型是“双碳”目标的必然选择。废弃工矿用地是工业发展过程中的副产品，随着我国大量矿山的关闭，工矿废弃地面积日益扩大。工矿用地闲置和使用不当造成土地资源浪费、环境污染、诱发地质灾害，严重影响了城市的可持续发展。国土资源部、国家发展和改革委联合发布全国土地整治规划（年），大力推进老旧工矿用地更新改造，积极开展老厂改造开发和功能置换，加强工矿区生态恢复和景观建设，鼓励废弃工矿区恢复和合理利用。因此，矿业废弃地的更新是国家实现“双碳”目标以及城市可持续发展的迫切需要。针对废弃矿区的转型问题和困境出发，以生产 工业建筑 年第 卷第 期性策略为视角，把生产性元素引入废弃矿区的改造升级中，通过智能控制系统、绿色建筑技术、新能源合作系统、资源循环利用系统等进行废弃矿区的更新设计，把绿色生产、农业生产、能源生产、智能生产有机整合来探索矿业废弃地转型的优化策略与实施路径，以期达到废弃矿区再生产与可持续发展的目标；促进矿区及城市由从“消费”走向“生产”，从“碳排”走向“碳汇”，从“治理”走向“智理”。生产性理念与矿业废弃地更新研究.生产性理念国内外相关研究关于生产性理念，国内外学者从不同视角提出了各自的观点。加拿大城市发展专家 提出了生产性城市的观点：“我们需要以一种完全不同的方式看待城市和可持续性。与其节约能源，让生活更加省吃俭用，不如使城市作为生产资源的地方。”年，英国学者 提出了连贯式生产性城市景观，结合农业和其他景观元素，使城市空间联系起来。年，提出可持续的城市原有模式应成为生产而非消费的根源，繁荣其边界以外的自然环境，增加能源和材料的使用。作为生产性理念的一个分支，生产性景观一直是我国相关学者的研究重点。俞孔坚提出可持续景观，将动态的农业生产过程作为景观体验来设计。张玉坤等提出了城市节地的新策略，即农业、新能源和复合型生产性景观的生态补偿；并对生产性城市的概念进行了详细阐述，即以可持续发展为目的，以绿色生产为手段，将农业生产、能源生产、空间生产、绿色制造、废弃物资源利用、社会文化资本保护等有机结合起来的理念。在每个层次的最小范围内，主动挖掘各种生产潜力，最大限度地满足改造后土地的可持续发展需求。.矿业废弃地更新国内外相关研究关于矿业废弃地的更新研究多集中在土地复垦、植被恢复、固体废物再利用、酸性矿山排水、重金属去除等。美国是率先开展对矿业废弃地进行生态恢复的国家之一，年关于受损土地的生态恢复会议在美国举行，正式确立了“恢复生态学”，围绕受损生态系统进行恢复机理和方法的深入探讨。英国作为第一个工业革命的国家，也是最早进行矿业废弃地修复研究的国家。英国的生态恢复工作主要关注保护农田、林地和水环境。在申请矿山复垦计划时，法律要求矿业公司提交完整的生态恢复和土地恢复报告，土地复垦主要用于农业或林业，以确保采矿不会造成环境污染。我国学者对矿业废弃地再生与综合利用的研究开始于 世纪 年代。廖启鹏等以绿色基础设施管理系统优化为导向，运用形态空间格局分析（）法，结合矿区土地空间分布，研究了生态、生活、生产三种类型矿区土地再生方式的改造。李盛方等以武汉市江夏区灵山废弃工矿用地为例，从自然景观、人文景观和经济景观三个角度提出了废弃工矿用地恢复改造为矿山公园的策略。胡荣荣等研究了宁波市镇海区 个废弃矿山的生态环境治理模式和综合利用方向，提出了削坡、固坡、喷播、植树造林等多种常见矿山治理技术。纵观国内外关于矿业废弃地的研究，主要集中在生态修复与矿山公园的建设，而缺少将生产性元素植入矿区的更新方法与实践。.矿业废弃地矿区碳中和技术的应用碳中和技术具有多学科交叉的特点，在矿业废弃地中主要应用于生态碳汇、土地利用与碳减排、新能源与储能、绿色建筑等碳中和的重要领域。针对废弃矿井的综合开发利用，袁亮等提出建立多能融合绿色能源体系、利用碳汇碳储技术以及安全与应急救援技术等。谷志民等为打造可持续低碳矿区，以焦作矿区为例，采用了保水开采、循环用水、资源再生煤矸石回填和余热再利用等技术。刘峰等从降碳、减碳角度出发，提出在双碳背景下对矿区的绿色低碳改造升级重点应立足于生态修复碳增汇、矿井空间的再利用、地热资源的利用、煤与生物质 废弃物协同利用等多领域全方位的方式。王国法等提出建设全覆盖的矿区高速通信网络，采用堆叠、以太网上的点对点协议、虚拟局域网等技术，打造智能化矿山综合管控平台和示范样板。彭苏萍的科研团队以内蒙古鄂尔多斯和陕西榆林地区为研究对象，通过反哺政策进行生态修复，采用了全周期生态演变四维监测等八项核心技术，将煤矿区转变成宜居区。.矿业废弃地生产性更新实践德国著名的重工业基地埃森“鲁尔区”，由于长年的矿产资源开采，带来一系列环境、社会等问题，多公顷的矿业废弃地，经过生态治理和土壤修复，恢复了再生产的能力。现如今，一块块带状、绵延不绝的农业生产性景观（图），伴随着季节更替展现其不同的景观效果。再如德国北杜伊斯堡公园的西北区域，原本是堆满矿渣的废弃地，经过生态整治和土壤改良后，结合当地自然气候条件种植桦树和臭椿树，为“钢铁丛林”增添了绿色。同时利用场地废弃的红砖、煤矸石等废渣作为骨料混合混凝土“双碳”目标下王平煤矿废弃地的生产性更新策略探析 贺丽洁，等 制作成新的建筑材料，应用到露天剧场的更新改造中（图）。图 德国鲁尔区生产性景观 图 利用红砖和煤矸石等废料施工的剧场 位于我国浙江省长兴县煤山镇的长广废弃矿区，经过生态修复后引入生产性元素 小麦，使得复垦后的土地在秋季呈现一片金黄的景象（图）。杭州市良渚文化村南区是当地首个利用废弃矿坑建设的矿坑公园，在其更新改造的过程中，着重对矿坑遗留下来的地形地貌精心设计并巧妙利用，最后引入生产性元素 油菜花。在矿区内打造了近百亩的油菜花观赏体验园，游客不仅能欣赏到美丽的油菜花景观，还能体验古法榨油的乐趣（图）。图 长广矿区生产性景观 王平煤矿的现状及生产性改造的态势分析（分析）.王平煤矿的地理区位条件王平煤矿位于北京市门头沟区王平镇，隶属于京西煤矿群。东临永定河，西靠九龙山系，地理位置和环境优越，距天安门广场直线距离约 ，交通图 良渚文化村南区油菜花景观 运输网络发达，国道贯穿其矿区，也可通过 省道和 县道与门头沟新城进行互联互通。铁路运输方面，大站台 和丰沙线两条铁路横贯其中。至于城市轨道交通方面，正在建设的地铁 线将会在门头沟石门营地区设置站点，届时将进一步加强王平煤矿与北京中心城区的互联互通。.王平煤矿的现状王平煤矿作为“京西八大矿”之一，由于长期煤炭开采，导致矿产资源日渐衰竭，加上国家产业结构的调整，王平煤矿于 年全面停产并退出历史舞台。遗留下来的废弃地常年风吹日晒，加上缺乏专业人员的维护管理，导致矿区呈一片荒芜衰败的景象（图）。）过度开采形成了大量矿坑，对地表造成了极大破坏，引起了地面沉降、地下水污染等问题。）过度开采还造成土壤污染，重金属含量远远超标；生态系统严重破坏，植被覆盖率低。）场地内遗留的建筑物、构筑物破损严重，早已废弃或坍塌，加之许多随意建造的临建房、自建房，场地呈破败不堪的景象。）矿区中大宗固废物如煤矸石随意堆积的情况较为突出，不仅造成了生态和人居环境的严重破坏，还影响了场地内的交通。运煤廊道及周边生产车间现状；场地荒芜破败的景象；废弃的办公楼现状；大宗固废垃圾堆放现状。图 王平煤矿现状 工业建筑 年第 卷第 期.王平煤矿生产性改造的 分析利用 分析法对王平煤矿生产性改造的优势、劣势进行分析，指出目前及未来开发过程中生产性模式所面临的机遇和挑战（表）。通过表 的分析，应综合利用王平煤矿生态修复后的土地资源、生态资源、能源资源，最大程度地发挥地理和区位优势。同时，全局把控改造过程中可能会出现的不稳定性因素，比如安全隐患、融资困难和收益回报周期长等问题。基于此，生产性更新改造应积极响应国家和北京市政府的政策号召，以“两山论”为基础、以“双碳目标”为支撑，以恢复矿区生产能力为目标，探索具有稳定产出、合理收益回报的绿色低碳的发展模式（图）。表 王平煤矿生产性更新策略的态势分析 内部条件外部环境优势（）劣势（）机遇（）挑战（）地理区位和环境优越，交通运输网络发达；）处于京西古道上，拥有独特的人文旅游资源；）矿区土地资源丰富，土地经改造更新开发利用价值高；）矿区地处北方，日照充足、风力强盛、地下矿井温度较高）矿区生态环境遭到严重破坏，土壤污染严重；）基础设施的修复、整治工作尤为困难；）缺乏生产性配套设施；）生产性更新改造周期长，不确定性高，需要大量的资金投入，资金的风险系数较高）国家和政府对矿区转型的积极响应及出台的相关政策；）“两山论”及“双碳”目标的提出，促进王平煤矿的生产性改造；）北京市出台多项惠农政策，为王平矿区产业结构调整注入了活力；）北京市将门头沟区规划定位为生态涵养区，有利于推动王平煤矿的绿色低碳生产性更新改造的顺利实施）改造施工过程中面临一定的安全问题，例如采煤塌陷区的沉陷、煤矸石自燃等；）对矿区进行生产性绿色更新，改造前期投入资金较多，见效收益周期较长；）矿区生产性更新尚属理论层面，缺乏成熟的实践改造案例改造平面；改造效果。生态停车场；沿铁轨透水铺装人行道；观光小火车；创意农园；智碳运营中心；矿区历史展览空间；垂直悬吊温室大棚；蔬果种植园温室大棚；低碳雕塑景观；主入口集散广场；中转平台；生态环廊；生态鱼池；智能蘑菇温室煤仓；观光连廊（运煤廊道改造）；矿区蔬果博览会展场；员工宿舍；矿区水处理智能控制云平台；块状农田。图 王平煤矿改造平面及效果 “双碳”目标下王平煤矿废弃地的生产性更新王平煤矿的生产性更新须立足矿区现有资源，通过引入可修复土壤的生产性景观、煤矸石再利用技术、被动式建筑节能技术、多重智能控制技术、水循环技术及多种新能源利用技术对王平煤矿废弃地进行更新设计，以期把王平煤矿改造成低碳绿色、可持续发展的后工业园区。对王平煤矿的更新改造，根据生产性更新用途、土壤受污染程度来划分为七大分区，分别是：生态停车区、集散广场区、工业遗迹改造区、低碳雕塑展示区、休闲绿地区、前沿技术研发办公区和创意农园及生产性种植园区（图）。矿区的四周边缘土壤受污染程度相对较低，修复难度较小，土壤肥力高，因此将生产性种植园区布局于此，打造环绕矿区的生态廊道，提升人居环境质量。.碳增汇目标下的土壤生态修复方案在碳增汇目标下对王平煤矿废弃地进行生产性改造，应该把场地生态修复放在首位。矿区废弃土地的碳汇能力较差，应首先进行土壤性质改良、增加土壤有机质含量、恢复并提升土壤碳汇潜力，以期达到可再生产的能力，创造一个相对稳定的土地利用和生态系统结构，实现生态产品的输出。对土壤的生态修复和处理，可以增强土壤储碳量和植物的固氮能力，对碳中和的实现具有重要作用。“双碳