矿山复垦研究成果突出——胡振琪获最高荣誉终生成就奖

能源双碳场 2024-05-10 13:28:41

据中国矿业大学官方消息,美国复垦(修复)学会(American Society of Reclamation Sciences,简称ASRS)奖励委员会近日致信宣布,该校胡振琪教授被ASRS奖励委员会评选为2024年度ASRS William T. Plass终身成就奖获得者。这是ASRS首次将这个国际奖项颁给亚洲科学家,标志着中国土地复垦与生态修复学者的学术实力和影响力获得国际复垦与修复界高度认可。

原名美国采矿于复垦(修复)学会。该学会每年在全球范围内评选土地复垦与生态修复领域贡献突出的科学家,包括“Richard and Lela Barnhisel Reclamation Researcher of the Year(科技贡献奖)”“Early Career Award(杰出青年奖)”等,每一奖项原则上每年授予1人。终身成就奖设立于1990年,也是其中的最高荣誉。

评审委员会认为,胡振琪长期在矿山复垦(修复)科学研究和教学方面有着突出贡献,研究成果在工业界的应用达到了世界先进水平,在对技术挑战的锐意进取以及与他人分享研究发现等方面出类拔萃。

身为保障能源安全的压舱石,煤炭占我国一次能源的主体地位,无论是过去多年还是今后较长一段时间内,都称得上难以动摇。但很多老百姓不知道,由于资源禀赋等因素,我国大约有85%的煤矿采用井工开采方式,简单说,就是把埋在地底下的煤炭挖出来。

矿开了,煤挖了,新问题接踵而至——开采过程必然对生态环境造成扰动和损害,这是全世界采煤国面临的共同难题,技术再先进的矿区也难以避免。比如对土地的影响尤为突出,若不进行妥善处置,不仅会引发地表塌陷、土地损毁,以及矸石山堆积等问题,还会进一步导致水土流失、植被退化、耕地损失等更严重的后果。这就要求我们,不光关注采煤本身,还要兼顾土地的恢复。

当前,我国十分注重矿区土地修复及复垦工作,持续投入大量资金、技术及人力、精力。但说实话,做起来并不容易,特别早年间,学科建设、技术开发、人才培养等皆是难题。胡振琪就是中美联合培养的第一位土地复垦学博士,1989年被国家派往美国南伊利诺斯大学进行学习。“我是土地复垦专业的门外汉,但这方面的人才急需,国家需要就是我的方向,我有责任学好它。”胡振琪说。

把采煤后的“荒芜”变沃土,这不是一句空话。中国煤炭学会早在六七年前做过一项统计,煤炭资源与耕地分布的重复区域面积,约占到全国耕地总面积的42.7%,同时采煤损毁土地仍在以年均120万亩的速度增长。若能及时做好复垦工作,可以增加1200多万亩耕地、600多万亩其他农用地。耕地是千年大计,煤炭是兜底能源,能不能又要粮食又要煤炭?这是胡振琪研究的主要问题之一。

过去不是没有尝试,但多年来修复后的土地质量欠佳,农作物产量不高,复垦效率一直受限。基于国内外实践,胡振琪创新性提出“分层剥离、交错回填”的土壤剖面重构工艺,实现土层顺序基本不变,构造了一个与原土壤一致、甚至更加合理的土壤剖面,进而实现耕地高质量恢复。在此基础上,他又在国内首次提出“矿粮复合区”概念,利用充填复垦技术修复采煤沉陷区。复垦后的农田产量,1-3年可达到正常农田水平,与传统技术相比,耕地生产力水平提高15%以上。据估计,该技术可造福黄河沿岸70公里范围内的1200万亩采煤沉陷区。

能联社成员与胡振琪有过多次深入交流,听到频率最高的一句话,叫做“边采边复”。他说,过去很多年,矿区基本采用末端治理方式,先采煤、再修复。但要知道,土壤损害、荒废的时间越长,治理难度越大,恢复的可能性越低。理论上说,200-400年积累沉淀才能形成1厘米土壤。

耕地更是经不起等待。比如山东、河南,既是粮食主产区,也是煤炭开发区。这些平原矿区河流密集,采煤后土地塌陷还会造成积水,若不及时采取措施,极易导致地表水系紊乱、水质恶化,从而影响耕种。以山东济宁为例,全市采煤塌陷地一度占到山东省塌陷总量的50%以上,其中就包括很多减产地、绝产地。

“塌完了再治,生态环境已经遭到破坏,复垦周期长、效率低。”胡振琪说,头痛医头,脚痛医脚的方式必须改变,并创新性提出“边开采边复垦”的理念,从源头主动减少损坏,真正做到一边开采一边治理。

欲让理念变实践,先得预知这块地方未来塌陷有多深、在哪个位置,并提前采取合理措施,将开采工艺与修复工艺充分结合,在保证采矿计划的同时实施保护。胡振琪发明的“星-空-地-井”感知技术精准获取地上下信息,即可精准预测耕地损伤发生的时空分布及减产程度,让“边采边复”成为现实,被国际同行誉为“一种世界领先技术”。据悉,该技术在山东、安徽等矿区应用,与稳沉后治理相比,多恢复耕地15%-40%。

基于一系列成果,胡振琪还获得过矿山生态修复领域国际大奖——生态修复先锋奖。该奖项每年全球评选一人,这是中国土地复垦与生态修复学者在世界范围内第一次获得。

(上图为自然资源部官网截图)

过去几年,能联社成员走过多处采煤塌陷地、关闭废弃矿井等,眼见土地龟裂、沟壑交错的苍夷,也看到治理后的矿区绿草连片、植被茂盛。无论如何,我国煤炭矿区土地修复与复垦工作正在不断进步,背后离不开像胡振琪这样的能源人作出大量努力。

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