矿业城市生态建设规划与沉陷区湿地构建技术研究及应用

文中针对矿业城市生态环境问题与生态宜居城市建设需求,以淮北市为例从生态规划建设与采煤沉陷关系入手,开展了矿业宜居城市生态规划建设关键技术研究;开发了矿业城市总体规划技术、采煤沉陷区湿地水资源保护与维系技术、高潜水位大面积积水区人工湿地陆域构建技术;解决了矿业城市生态规划建设与沉陷区湿地构建等关键技术问题;实现了矿业城市可持续发展,并且研究了采煤沉陷区土地利用演变与城市发展规律。     

唐山南湖湿地建设对水环境影响分析

利用近郊采煤塌陷积水区进行湿地建设,是侧重于生态环境保护的一种土地复垦方法,对提高城市居民宜居环境和社会经济可持续性发展有重要作用。文中以唐山南湖湿地建设工程为例:揭示了唐山南湖湿地水质现状;分析探讨了采煤塌陷积水区湿地治理前后的水质变化;为政府制定湿地水质控制措施和政策决策提供了依据。     

高潜水位煤矿区采煤沉陷湿地及其生态治理

高潜水位煤矿区采煤结束后改变了原有的地质结构,地表形成采煤沉陷湿地。通过污水处理、水系修复及基底改造等生态治理措施将其改造为湿地公园、水库等,发挥了采煤沉陷湿地的生态能力,取得了较好的效益和治理成效。     

采煤沉陷积水区地表移动变形监测方案研究

为了治理采煤沉陷积水区地表的生态环境,对工作面开采造成的地表移动变形、采煤沉陷区积水区水下地形监测,通过对开采沉陷区的地质条件和地表变形特征进行分析,提出三维激光扫描仪配合测深仪的地表移动变形监测方案。为同类采煤沉陷积水区生态治理提供借鉴。     

近郊河流湿地水域构建与水体维系技术探究——以唐山惠丰湖湿地为例

文中以唐山市丰南区惠丰湖湿地区域为例,对水域构建与保护过程中的水域封闭、水资源匮乏及地表水体污染等问题进行了系统剖析。通过河流清淤与水系建设形成完全贯通水系扩大湿地水域面积;通过水体调蓄技术实现近郊河流湿地水资源保障;基于水利设施与跌水景观构建等工程措施建立不同季节水循环模式,并设置植物柔性护岸改善湿地水质,提高近郊河流湿地水维系能力。有效的解决了丰南区惠丰湖周边区域的水资源短缺与生态景观恶化问题。对类似城市的近郊河流湿地生态系统治理与保护提供了宝贵的借鉴经验。     

唐山南湖湿地水体稳定性分析

利用采煤塌陷积水区进行湿地建设,是矿区生态环境治理的一项重要措施,湿地水体稳定性问题是治理中比较关注的问题。文中通过观测监测井水位与湿地水体水位变化和分析湿地水体与矿井水水化学关系,研究分析唐山南湖湿地水体稳定性,研究表明湿地水体与地下潜水之间补给关系很微弱、与矿井采空区没有明显的水力联系,湿地水体能够保持稳定。     

我国采煤沉陷区综合治理技术现状与展望

随着社会的进步和发展生态文明建设已被提升至国家发展战略,针对采煤沉陷损毁土地引发的生态环境及土地利用问题,对我国采煤沉陷区建设利用、沉陷积水区生态修复及西部干旱半干旱区生态修复技术进行了系统的研究和分析。结合我国国民经济发展总体规划和煤炭发展规划,探讨了未来我国采煤沉陷区综合治理方面急需解决的关键技术问题,研究成果可为我国采煤沉陷区生态修复提供借鉴。     

采煤沉陷湿地景观格局与水文过程研究进展

开采沉陷对煤炭资源型城市的生态环境形成了强烈扰动,在我国东部高潜水平原地区产生了大量的地表积水并逐步形成湿地景观。景观格局与水文过程的变化规律是研究采煤沉陷湿地形成与演变的关键内容,已经成为矿区生态修复和保障资源型城市生态安全的重要课题。重点归纳了采煤沉陷湿地景观格局演变特征分析的方法,包括景观格局指数分析、景观动态变化模型的应用,同时综述了采煤沉陷湿地景观格局演变驱动力研究的进展。水文过程方面,总结了采煤沉陷湿地水文情势、水文循环以及水文过程和景观格局的互相作用三个方面的研究成果。最后从景观格局与水文过程的耦合机制、生态服务功能的综合利用、区域性景观格局优化的角度阐述了对未来研究趋势的展望。     

采煤沉陷区生态环境改造建设方法研究

以对采煤沉陷区进行生态环境改造为目的,通过土地清理和土壤转移覆盖、水体生物净化技术、人工栽植与自然形成相结合的植物群落等改造建设方法,改造采煤沉陷区。工程实践结果表明,采煤沉陷区可以建设成为城市人工湿地生态系统,并产生良好生态效益。     

采煤沉陷区积水对作物产量的影响研究

为了研究采煤沉陷区积水对作物产量的影响,通过野外原位监测和室内实验分析,对采煤沉陷水域周围不同位置作物的生长状况、产量进行了研究。结果表明:采煤沉陷区积水改变了周围土壤的特性,并对不同位置的夏玉米植株株高生长和地上部干物质量的积累产生显著影响。在夏玉米拔节期、抽雄期、乳熟期和完熟期,沉陷水域对不同位置的夏玉米株高、地上部干物质量均有显著影响。采煤沉陷区积水对不同位置的夏玉米产量及其构成因素产生显著影响,随着距水域距离的增加,夏玉米产量及其构成因素受到的影响呈现减小趋势,且均显著低于对照。距沉陷水域4m范围内,夏玉米减产100%;6~10m范围内夏玉米产量分别降低了60.47%、40.41%、27.21%。该研究可以为耕地报损和采煤损害补偿提供理论参考。     

城市采沉区次生湿地生态治理GIS系统空间数据组织

随着人工湿地生态治理技术的发展及生态城市建设的推广,塌陷区生态的评估与管理是当前矿业工程的热点之一。针对塌陷区生态治理与评估的实际需求,以资源型城市唐山为例,运用COMGIS二次开发技术,设计城市采沉区次生湿地生态治理GIS系统的总体结构,有机结合了生态园区空间信息、采沉区塌陷信息、及不同时相的遥感数据,创新了GIS图属结合数据库模式,实现第二层次数据库的索引链接,组合人工次生湿地评估、城市采沉区生态治理等多种相关信息,构建图数结合的信息平台,为采煤塌陷地的复垦与生态治理的评估与空间分析建立一种全新的数据平台。     

淮南潘谢矿区土地与水域演变趋势及治理对策

淮南潘谢矿区为高潜水位煤层群开采条件,随着煤炭大规模开发,引起地表大范围的沉陷导致生态环境发生严重变化,在现状调查的基础上,结合矿区生产规划,应用开采沉陷预测技术、地理信息及遥感技术,对淮南矿区土地、水域演变趋势进行研究并提出治理对策。分析结果表明沉陷区土地面积占比整体快速下降,而水体面积占比快速上升,到煤炭资源采毕后,淮南潘谢矿区范围内（不包括留设煤柱保护的建筑用地）积水面积相当于100个西湖,达597.6km2;蓄水容积相当于3个太湖,达143.6亿m3;生态系统结构由陆生生态系统转变为水陆复合生态系统。鉴此提出一套湿地生态系统重构、生态农业构建等多种治理模式相结合的复垦和生态修复体系,充分利用沉陷区并改善生态环境;结合沉陷积水区、天然湖泊洼地及水系相通的条件,将沉陷区开发为蓄水工程,为国家“引江济淮”服务,改善区域水资源短缺现状。     

大南湖采煤塌陷区的治理与旅游开发规划

随着开滦集团采煤活动的开展,唐山已经形成了近230 km2的采空塌陷区,控制城市空间的衰退及塌陷区的治理成为了唐山这个转型城市的核心问题。文章分析了唐山南部塌陷区的现状及特征,以生态重建为指导思想,阐述了南湖塌陷区的生态治理及旅游开发规划,为今后的唐山建设提出了宝贵意见。     

黄河流域煤矿生态修复技术研究现状及展望

黄河流域是我国重要的能源流域,大规模煤炭开采严重破坏了当地生态环境,明确流域内生态环境破坏现状进行分区修复是保障黄河流域的生态安全和煤炭可持续开采、实现流域高质量发展的重要举措。本文通过搜集国内学者对黄河流域生态修复开展的研究,分析各区域实现生态修复已掌握的治理技术和开展的工程实践。结果表明:高寒区煤矿区生态修复是以恢复地表植被、保护冻土为目的进行人工建植和土壤修复技术的研究;黄土区和风沙区是以保护水资源为目的进行沉陷区治理和保水采煤技术的探索;冲积平原区是以恢复耕地和建设用地为主开展土壤重构、采空区利用和湿地构建的工程实践。最终明确了黄河流域煤矿区在治理技术、理念、高新技术应用以及多学科融合等方面存在的不足之处,并针对充实理论研究、加快技术研发、推广优秀工程实践等方面提出展望。     

基于RSEI的采煤塌陷积水对生态环境的影响研究

采煤塌陷积水是东部高潜水位矿区最主要的生态环境问题，但塌陷湖的形成又对生态环境建设提供了难得的水资源，因此，研究塌陷积水后对周边生态环境的影响特征，对于指导矿区塌陷地生态恢复治理与湿地资源保护利用具有现实意义。本文以任楼煤矿塌陷积水区为研究区，以建矿后至今约20年的5期遥感影像为数据源，通过多光谱计算和主成分分析获取RSEI指数，并提取北、东、南、西四个方向数据，通过数据拟合与秩和检验，得出以下结论：（1）研究区生态环境自2000年以来有很大改善，矿区土地复垦与生态恢复成效显著；（2）塌陷积水对周边生态环境总体上产生正面影响，影响具有显著的方向差异性和年度变化特征；（3）塌陷积水对生态环境的影响随距离呈“凸型”抛物线变化，平均影响范围约3.7km，南北向约3.5km，东西向不超过7.8km，塌陷积水区形成后需要经土地整治工程才能最大程度发挥水域生态环境功能。     

采煤塌陷区动态监测系统的研制及应用

以采煤塌陷区生态破坏动态监测为研究对象,以遥感、地理信息系统基本理论为工具,研制并开发了采煤塌陷区动态监测系统,并以唐山市南部采煤塌陷为例进行了实例分析,结果表明:利用该系统进行采煤塌陷动态监测是科学合理的,可使塌陷区的管理更准确及时。     

开采沉陷预计在矿区土地复垦中的应用

依照安徽某矿区逐年开采计划,利用自主开发的沉陷预计软件MSPS对开采工作面进行预计,分析未来5年内该矿区沉陷区、积水区范围和地物破坏情况,并计算出塌陷地复垦应投入的资金量,为该矿区制定塌陷地复垦远景规划和投入资金提供依据,对其他矿区塌陷地治理有一定的借鉴意义。     

唐山市马家沟矿开采沉陷损坏特征研究

开采沉陷损坏特征研究对于矿区沉降机理分析和生态修复利用至关重要。以唐山市马家沟矿区为例,根据该区域煤炭开采和矾土矿资源赋存特征,结合现场勘测与调查资料,分析了矿区开采沉陷变形损坏 特征。结果表明：急倾斜煤层开采在下山方向地表易形成台阶状非连续变形地裂缝,处于裂缝处的建（构）筑物破坏严重,位于裂缝以外的建（构）筑物破坏轻微,说明开采沉陷在裂缝处发生集中变形;根据物探勘 测,原采动过程中形成的地裂缝随着开采沉陷的稳定绝大部分闭合密实,但个别裂缝仍存在;在急倾斜煤层露头区域,不仅在开采过程中地表出现抽冒塌陷现象,而且开采沉陷稳定若干年后仍可能出现抽冒塌陷现象 。上述分析可为闭坑后的马家沟矿区采空区专项勘察及塌陷土地建设提供基础数据和设计依据,同时对国内类似矿区开采沉陷规律研究及矿区景观生态修复也有一定的参考意义。     

关闭矿山采煤沉陷地农业复垦路径选择

我国人多地少的国情决定了农业复垦是矿山关闭后首选的复垦方式,但是传统农业效益低、产出少,这极大地阻碍了地方政府和煤矿企业的农地复垦积极性,因此必须探索一条现代高效农业复垦的新路径。本文以东北老工业基地——辽宁沈煤集团沈北矿区采煤沉陷地为例,基于现场调查法、RS技术和GIS技术,以及极限条件法和指数和法相结合的方法,分析了辽宁沈北矿区采煤沉陷地损毁现状,指出了采煤沉陷地农业复垦制约因素,探讨了采煤沉陷地农业复垦的选择路径。结果表明,采煤沉陷地复垦为现代农业是可行的,也是必要的。浅塌陷区可以重点发展特色农业和生态观光农业,而季节性性积水区则可发展养殖、种植、加工三位一体的立体农业和生态观光农业,大面积深积水区则适宜开发为湿地农业,发展生态旅游。