基于遥感解译与模糊数学的矿山地质环境综合评价——以戈壁荒漠区某有色金属矿山为例

戈壁荒漠区属生态环境脆弱区,原生地质环境敏感性强,矿业开发一定程度上加剧了土地沙化、盐渍化和荒漠区砾幕层的破坏,但戈壁荒漠区以往矿山地质环境调查工作程度较低,亦亟需开展矿山地质环境调查与评价工作。通过基于遥感解译的地质环境调查,查明了矿山地质环境现状。建立了适用于戈壁荒漠区矿山地质环境评价指标体系,通过模糊数学综合评价与综合指数模型评价,得到模糊综合评判指数与综合评价指数分别为4.806、4.833,确定矿山地质环境影响程度为中度影响。基于遥感解译与模糊数学的评价方法在戈壁荒漠区有色金属矿山地质环境综合评价中有效可行,为有色金属矿山地质环境调查与评价提供了方法借鉴,为矿山地质环境保护与恢复治理及土地复垦提供了依据。     

内蒙古兴安盟某铅锌矿土壤重金属空间分布特征与生态风险评价

以大兴安岭中南段农牧交错带一废弃铅锌矿为例,采集不同深度土壤样品,综合运用多种统计方法,结合典型剖面深浅层土壤重金属含量对比分析阐述了矿区重金属的空间分布特征,运用地累积指数法和生态风险评价法评价了矿区重金属累积程度和潜在生态风险,并对重金属来源和迁移转化驱动因子进行了剖析。结果表明,研究区表层土壤特征累积污染元素为Cd、Zn、Pb和As,超农用地土壤污染风险筛选值比例分别为53.62%、46.38%、44.93%和37.68%。重金属地累积程度由强至弱依次为:CdZnPbAsCuCrNiHg,地累积程度达中等—强累积以上水平Cd、Zn、Pb和As样品占比分别为44.93%、39.13%、20.09%和14.96%,Cu、Cr、Ni和Hg元素累积程度较低。土壤重金属综合潜在生态风险总体属中度水平,7.25%土壤样品点达高风险水平。矿区重金属高值区主要位于矿山构筑物周边和尾矿库下风向,重金属垂向迁移深度有限,空间迁移分布主要受风力作用驱动,土壤Cd、Zn、Pb、As和Cu元素来源于成土母岩风化和人为活动共同作用,其它元素受人为活动影响相对较小。研究表明,矿区土壤重金属来源及迁移主要为原生地质环境影响,还与人类采选矿活动密切相关。     

河北承德中部伊逊河红旗地区土壤生源要素空间分布格局及其影响因素

土壤生源要素的含量和空间分布特征对指导土壤肥力调控,优化土地利用具有重要意义。以承德市伊逊河红旗周边地区为例,采集不同深度和典型剖面土壤样品,综合运用描述性统计、地统计半方差函数模型和冗余分析等方法,论述了研究区土壤生源要素碳、氮、磷和钾的空间分布格局与影响因素。结果表明,研究区表层土壤TN含量平均为848.74 mg/kg,总体较为缺乏;土壤Corg平均含量为1.35%,总体属中度水平;TP和TK含量相对丰富。TN、Corg、TP和TK土地质量地球化学等级属较丰富以上水平的样品占比分别为7.71%、26.18%、35.08%和77.85%。深层土壤TN和TP含量显著低于表层土壤,垂向分布上TN和TP含量总体呈随深度增加而降低的趋势,TK含量呈先下降后上升的趋势。土壤TP和TK空间分异以结构性变异为主,具有强烈的空间自相关性;TN和Corg分布具有中度的自相关性,空间分布受土地利用类型控制,也受农业活动等人为因素影响;土壤TP空间分布受成土母质和矿业活动因素共同影响,土壤TK空间分布则主要受成土母质自然因素控制。     

“高分一号”卫星数据遥感影像分类方法研究——以内蒙古维拉斯托地区为例

"高分一号"(GF-1)卫星是中国高分辨率对地观测系统的首发星,突破了高空间分辨率、多光谱与宽覆盖相结合的光学遥感等关键技术,开启了中国对地观测的新时代。文章以内蒙古维拉斯托地区为研究对象,首先对GF-1卫星采集的遥感数据进行正射校正、配准、融合、裁剪等预处理;采取不同的图像分类方法提取研究区地形地貌特征及矿业活动特征,并对不同分类方法提取结果进行合并处理与精度评价。结果显示,利用监督分类中人工神经网络方法可以对研究区中的矿业活动特征进行有效的提取。同时应用此种分类方法对大兴安岭西区景观特征的提取也有指导意义。     

河北坝上高原如意河流域上游地区土壤养分调查与评价

土壤养分调查与评价对能否充分利用土壤生产资源、促进生态环境保护和农业增产增效有重要意义。本文以河北坝上高原如意河流域上游地区为研究区,依据土地质量地球化学评价规范,采用地统计学方法和相关性分析对研究区土壤中的酸碱度、有机质、全氮、全磷、全钾空间分布特征及其影响因素进行了研究。研究结果表明:研究区土壤酸化较重,土壤中SOM、TN含量属于丰富级别;TK含量属于较丰富级别;TP含量属于较缺乏级别;土壤养分的综合评价等级为三等,土壤养分总体处于中等状况。土壤养分含量较高地区零星分布,在研究区西部的部分地区土壤养分含量相对较低,需要额外补充养分元素。研究区土壤中SOM、TN、TP元素之间存在着显著的正相关关系,而土壤中SOM、TN、TP与TK之间却存在着显著的负相关关系。因此,研究区应适当控制氮磷肥的投入,确保钾肥的施用量,使得研究区各养分元素均匀且较丰富的分布。     

承德黑山钒钛磁铁矿矿集区土壤重金属空间结构特征与生态风险评价

矿区土壤重金属来源、空间分布特征对矿山周围的生态环境脆弱区土壤环境保护、修复以及生态风险评价具有重要意义。本文以承德市隆化县韩麻营镇黑山钒钛磁铁矿所在小流域为研究区,利用地累积指数法、内梅罗污染指数法验证矿区周围土壤重金属污染程度,利用潜在生态危害指数法对土壤重金属的生态环境风险做了全面评价,利用变异函数、相关性分析、金属元素主成分和聚类分析等方法明确了研究区重金属来源及空间分布特征。研究结果表明:研究区土壤中重金属元素Mn、Ti、V、Zn、Co、Cu、Mo、Cd和SOM的平均含量均高于河北省背景值;重金属元素As、Cr、Ni、Sb、Pb的平均含量均略低于河北省背景值;土壤重金属元素的空间分布十分均匀。研究区大量土壤重金属元素为轻度污染,少量为中度污染,只在极少量的局部地区土壤重金属元素Ti、Cu、Co、Hg、Cr显示出重污染特性。研究区整体处于较清洁水平,并且研究区土壤重金属元素高值点主要分布在矿区周围和人类活动区域,钒钛磁铁矿矿区及其伴生矿物和人类生产活动对重金属元素含量分布有较大影响。     

承德市 1∶5万滦河幅土地质量地球化学评价

在河北省承德市选择重点工作区开展土地质量地球化学调查,进行土地质量地球化学评价,基于承德市1∶5万滦河幅土地质量地球化学调查获得的土壤重金属元素和养分元素数据,在土地利用类型三调图斑上根据《土地质量地球化学评价规范》(DZ/T 0295—2016)对该地区土壤进行土地质量地球化学评价。研究结果表明:研究区土壤养分综合等级以中等(三等)为主,总面积约为219.51 km~2,占图幅面积的54.52%;微量元素方面圈定锌元素为一等(丰富)的土地面积为143.41 km~2,占图幅总面积的35.62%;锰元素为一等(丰富)的土地面积为185.45 km~2,占图幅总面积的46.06%;硒元素为一等(丰富)的土地面积为6.64 km~2,占图幅总面积的1.65%。土壤环境综合等级以轻度污染(三等)为主,总面积为185.04 km~2,占图幅面积的45.96%。土壤质量地球化学综合等级主要以四等(差等)为主,总面积约为186.23 km~2,占图幅面积的46.36%。根据研究区土地质量地球化学评价结果,可为研究区所在地方政府履行土地资源管理、进行农业结构调整、实施土壤环境保护、支撑脱贫攻坚等管理职能提供科学依据,为提升土地质量地球化学评价成果的利用程度及成果转化提供借鉴,对丰富和完善土地质量地球化学评价体系具有重要意义。     

河北承德中部富锶地下水与地质建造相关性分析

承德中部地区富锶地下水分布较广,本次工作在不同地质建造区采集水样62件,土壤和岩石样品143件,水样中锶含量介于0.11～2.32 mg/L之间,其中锶含量≥0.40 mg/L、达到富锶地下水界限含量的水点共有46个,占全部水点的74.19%。pH为7.16～8.39,属于中性-弱碱性水,水化学类型主要为HCO₃- Ca、HCO₃·SO₄- Ca型,水体中Sr²⁺与其他主要离子成分相关性较好,均受岩石风化作用控制。碎屑岩建造中地下水Sr²⁺含量最高,平均值0.75 mg/L,在变质岩建造中地下水 Sr²⁺含量平均值0.51mg/L,第四系松散堆积物中地下水Sr²⁺含量平均值0.55 mg/L,火山岩建造中地下水Sr²⁺含量最低,平均值0.43 mg/L。不同地质建造岩石中的锶含量差异较大,变质岩建造中锶含量最高,平均含量499.94 mg/kg,其次为碎屑岩建造,锶含量平均值为490.77 mg/kg,火山岩建造中锶含量最低,平均值为373.19 mg/kg。地下水中锶元素主要来源于基岩,二者锶含量具有正相关关系,碎屑岩建造及其水体中锶含量均较高,火山岩建造及其水体中含量最低,相比火山岩和变质岩建造,碎屑岩类建造中锶元素更易于向地下水中迁移。     

基于RS、GIS与AHP的巴音高勒小流域矿集区地质环境综合评价

针对矿产资源集约化利用区开展综合地质调查评价,建立了适用于小流域矿集区的矿山地质环境综合评价指标体系,利用遥感解译信息提取结合实际调查进行数据标准化处理,层次分析法确定指标层权重,GIS进行叠加矢量分析,以巴音高勒流域为例进行了矿山地质环境综合评价,划分矿山地质环境严重影响区、一般影响区、轻度影响区,表明该流域矿业开发造成的环境影响主要分布于矿床形成的自然异常区,即高背景区域内,为矿山地质环境监测预警、地质环境恢复治理与土地复垦、服务有色金属基地绿色矿业发展提供了科学依据。     

基于絮凝沉淀-人工湿地-回灌的水处理工程实践

德阳市公共供水主要依靠地下水,水资源短缺问题严重制约着社会经济发展。将微污染河水经絮凝沉淀与人工湿地处理后回灌补给地下水并建立傍河地下水水源地,具有河水处理-再利用-调蓄开发三位一体的优势。通过构建一套絮凝沉淀-人工湿地-地下水回灌系统,并结合数值模拟,探讨了系统运行各阶段的水质净化效果及地下水回灌与开采供水的可行性。结果表明,经絮凝沉淀-人工湿地处理后,浊度、TP、TN、COD_(Mn)、NH_4~+-N均可达到工程设计回灌水质要求。地下水回灌-开采供水系统对原生地下水环境造成的影响有限,人工湿地-地下水回灌-供水系统能够正常运行。