矿区土地复垦碳减排效果测度模型与实证分析

矿区土地复垦是改善矿区受损生态环境和恢复破坏土地利用的重要技术途径,但它对土壤碳库和植被碳库的作用及其大小目前研究还不充分。本文以淮北矿区为例,在综合现有农地、林地、湿地、草地、建设用地等碳源碳汇模型的基础上,建立了矿区土地复垦碳减排效果测度模型并评估了淮北矿区土地复垦碳减排效果。结果表明:耕地(复垦前)—耕地(复垦后)的复垦模式的碳汇能力有所提高,废弃地—耕地、林地的碳减排效果最显著,积水区向其它用地类型转化的碳减排效应并不明显甚至会变成碳源,煤矸石充填复垦可有效减少CO2的潜在排放。测算结果表明,淮北矿区已复垦的1.05×104hm2损毁土地,年CO2吸收量可增加1.68×108kg,碳减排效益明显。由此证明,矿区土地复垦是矿山碳减排的一条重要途径。     

柠条塔矿区土地复垦研究

为了加强西部土地生态利用与管理,推进黄河流域煤矿区土地合理利用,对柠条塔矿区的土地损毁情况和复垦范围展开研究。从矿区自然环境角度出发,综合考虑矿区土地复垦特征和损毁形式,确定塌陷破坏土地、煤矸石和表土场压占土地以及部分取土场、道路挖损土地三种损毁形式;矿区沉陷损毁土地面积广、损毁类型多样、损毁程度严重,压占损毁土地分布集中、负荷大等特征。确定复垦责任范围总面积为8068.02hm²。划分了土地评价单元,并采用指数法对矿区内沉陷地和裂缝地进行适宜性评价,结合其主要评价因子,确定沉陷地更适宜复垦为林地、草地,复垦措施为土壤重构工程、植被重建工程、监测与管护。     

矿区土地复垦规划三维可视化技术

为了解决传统的二维矿区复垦平面规划不能满足用户对空间数据和属性数据进行表达和分析的问题,研究了基于ArcGIS的矿区土地复垦三维景观模型的构建及可视化方法。利用ArcGIS 平台的3D Analyst模块,建立矿区土地复垦区的三维景观模型,并对复垦区进行坡度、坡向分析和挖填方分析,根据分析得到的数据确定耕地、林地、居民区、道路、鱼塘等景观实体在三维景观模型中的位置、面积及范围,并对三维模型整体区域进行科学合理的景观规划,实现了较大程度的真实场景规划。以焦作市冯营矿区为例,研究了通过复垦区景观三维可视化技术进行规划的应用过程。结果表明,所研究的基于ArcGIS的矿区土地复垦三维景观模型的构建方法直接准确,有助于提高矿区整体土地复垦效率及景观规划的科学性和真实性。     

红透山铜矿尾矿库复垦适宜性评价研究

尾矿库土地复垦适宜性评价是土地复垦方案编制的重要组成部分。从尾矿库复垦适宜土地类型选择的原则,影响重污染尾矿库复垦方向的地形坡度、有效土层厚度、排灌水条件、基底污染、稳定性、土壤质地、pH值、含盐量、土地成片面积等13个因子出发,采用综合偏差率方法,对宜旱田、宜园、宜林、宜牧草4个方向进行评价,得出影响红透山尾矿库各评价单元复垦方向的总偏差率。比较合理的复垦方向主要为二级或三级牧草地,三级林地,为保护矿区环境,主要复垦方向应选择牧草地和灌木型林地,主要的限制性因子为污染、基底的稳定性、土壤质地。研究成果为尾矿库复垦及后期规划设计提供了参考。     

西藏驱龙铜多金属矿土地复垦方案设计的若干技术要点

土地复垦工作对于矿区的植被恢复具有重要意义。本文依据土地复垦方案编制规程的相关要求,开展西藏驱龙铜多金属矿山的土地复垦设计,确定矿山各场地复垦方向为:露采场平台和边坡保留岩石景观、坑底保留水域景观;其余各场地均复垦为草地。论述了高寒高海拔地区金属矿山土地复垦方案编制的技术要点,包括保存复垦土源、在土地复垦适宜性等级评定指标中考虑海拔高度、开展可垦性试验、保证复垦资金和考虑公众意见等,可为同类地区矿山的方案编制提供参考。结果表明,驱龙铜多金属矿土地复垦单位静态投资较低海拔地区偏高约1倍以上。     

三维建模技术在露天矿土质边坡性质分析中的应用

由于露天矿山土质边坡土体强度低、孔隙度大,地下水易富集和渗流以致更易发生滑坡。针对巴润露天矿山土质边坡稳定性差和地下水患严重的问题,以边坡"水、土"作为研究中心,通过将二维地勘资料进行三维转换,建立矿区第四系三维可视化模型,并进行矿区土体厚度、基岩面起伏形态、基岩面坡度坡向等分析。结果表明,巴润露天矿第四系土层变化复杂,具有厚度深、多向坑内倾斜、坡度大的特征,这些不利因素造成了巴润矿地下水富集和土质滑坡频发。综合现有边坡滑体区域可以发现,除2#和3#滑体外,其余滑体均位于土层厚度大或坡度大区域。结果对于今后矿山边坡维护和后期采矿设计具有重要的指导意义。     

露天矿土地复垦的景观地形恢复综述

综述国内外露天矿土地复垦中景观地形恢复的研究进展;分析矿区景观恢复的目标、程序、方法、措施与保障等问题;指出矿区土地复垦的基础性内容是结合地形学、水文学恢复矿区自然景观综合体,结合采矿活动进行景观恢复规划设计是土地复垦的关键环节。     

矿区原始地形对采煤沉陷区地形特征的影响分析

采煤塌陷地预测对于矿区土地复垦具有重要意义,是矿区损毁土地复垦工作的基础,对于确保土地复垦方案科学性、准确性及合理性起决定性作用。采煤塌陷地预测一般仅考虑开采计划和地质特点,未考虑矿区原始地形的影响,预测结果往往无法准确反映矿区地表沉陷情况。以我国东部某煤矿为研究对象,通过对矿区原始地形、采煤沉陷区DEM进行融合,获得考虑原始地形的采煤沉陷区,通过计算并提取坡度、地表起伏度、积水面积地形因子,分析矿区原始地形对采煤沉陷区地形特征的影响。研究表明:考虑矿区原始地形后的采煤沉陷区地形特征发生了明显变化,沉陷区地形坡度、地表起伏度明显增大,积水面积明显减少,采煤沉陷区损毁土地地形特征更加准确、真实。分析结果可为矿区开采沉陷预测和损毁土地复垦治理提供可靠依据。     

露天煤矿排土场复垦土地土壤有机碳的动态变化

为探讨黄土区露天煤矿复垦土壤剖面有机碳的动态变化,以山西平朔露天煤矿排土场不同复垦阶段的耕地、林地和草地为研究对象,通过野外分层采集土样,探讨了不同复垦方向土壤有机碳含量的剖面分布特征及其与土壤pH值、全氮和w(C/N)的相关关系。结果表明：土壤有机碳的剖面分布随土壤深度和复垦方向的变化而变化,不同复垦方向土壤有机碳的垂直分布表现出一定的规律性,即随着土层深度的增加而逐渐递减;与未复垦的排土场相比,复垦2 a和18 a的耕地表层土壤有机碳含量分别增加22.73%和46.06%,复垦18 a和22 a的林地土壤有机碳含量分别增加38.86%和29.55%,复垦14 a的草地土壤有机碳含量增加30.96%,而复垦18 a的草地土壤有机碳含量变化不大;矿区3种复垦方向土壤有机碳含量整体表现为：林地>耕地>草地;复垦后的耕地土壤有机碳与全氮含量之间有显著的正相关性,相关系数R=0.642,林地和草地土壤有机碳含量与全氮之间有极显著的正相关性,相关系数R≥0.812;不同复垦方向土壤有机碳与w(C/N)的相关性都极为显著,相关系数≥0.679;耕地和林地土壤有机碳含量与pH具有明显的负相关性,相关系数分别为-0.685和-0.723,而草地土壤有机C含量与土壤pH没有明显的相关性。本研究可为黄土区露天煤矿排土场土地复垦与生态重建提供一定的借鉴和参考。     

基于博弈论-物元模型的露天矿山土地复垦为草地潜力评价

为了对露天矿山土地复垦潜力进行有效评估,首先从采场地形条件、土壤条件、气候及水文条件和社会经济条件４个方面选取地形坡度、年均降水量和社会经济水平等 １１个影响因子构建了复垦潜力评价指标体系;其次采用博弈论计算各评价指标的综合权重,并利用物元理论确定经典域和节域,建立了基于博弈论 物元模型的露天矿山土地复垦潜力评价模型;最后将所建立的模型应用于贵港定祥山石灰岩矿山,并利用 MATLAB软件编程计算了该矿山３个单元复垦为草地的潜力隶属度和综合隶属度.结果表明,该矿山采场底部平台和采场台阶平台复垦为草地的潜力评价等级为“好”,骨料工业场地平台复垦为草地的潜力评价等级为“较好”,该评价结果与现场调研实际情况相吻合.     

干旱区草原露天煤矿土地复垦技术分析

干旱区草原露天煤矿排土场水土流失严重,导致周边土壤盐渍化和草场退化,是干旱区草原露天煤矿土地复垦的重点和难点。以内蒙古胜利东二号露天矿排土场为例,通过实地调研与资料分析,对矿区采取的复垦技术进行了分析和总结。结果表明：①干旱区草原露天矿土地复垦的限制性因素主要有表土不足、水资源短缺、适宜物种少3种。②矿区可采取的工程措施包括表土剥覆、草帘固土防沙,生物措施有施用有机肥及合理配置草、灌、乔比例。研究结果可作为同类型草原矿区土地复垦的技术参考。     

昆钢大红山铁矿土地复垦植被重建

昆钢大红山铁矿开采至今,对矿区范围内生态环境造成了破坏,为保证矿山生态环境可持续发展和矿山生产可持续发展,大红山铁矿对矿山范围内土地进行了复垦。主要通过分析大红山铁矿目前对矿山范围内不同地貌类型、不同海拔的生态环境造成的破坏,将矿山不同地形对应的不同气候条件进行分类,对不同地形地貌和不同植被体系采取相应的土地复垦措施和生物配置方法来进行植被的重建。针对边坡、平台等地貌给出建设苗圃、有林地、条播乔灌草混交林、撒播灌草混交林、爬藤等方法,使占地面积为83.11 hm2的废石场土地复垦率达99.80%,以求达到最大的社会、生态、经济效益,并结合国内外矿山生态环境恢复治理的经验,给出了矿山生态环境保护、恢复的建议。     

露天采场土地复垦适宜性评价的FAHP-Entropy赋权法

评价指标体系的建立和适宜性评价方法的选取是露天采场土地复垦的主要研究内容。在选取评价指标时,添加了原始土地利用方式和周围土地利用现状等指标,优化了土壤因素方面评价指标选取方式;在此基础上,建立了基于FAHP-Entropy赋权法的露天采场土地复垦适宜性评价模型,对天生坝露天采场东采坑进行了土地复垦适宜性评价。根据评价结果和天生坝露天采场东采坑的实际情况,得出结论:天生坝露天采场东采坑平台、边坡应复垦为灌木林地,坑底应复垦为天然水坑。建立的评价指标体系和适宜性评价模型具有适用性,可为露天采场土地复垦提供技术支持。     

矿山地质环境治理与土地复垦可行性研究

为了使研究内资源得到合理利用,为矿山地质环境保护治理及土地复垦的实施管理提供依据,研究了矿山地质环境治理与土地复垦可行性,对技术可行性和经济可行性进行了分析,复垦区土地利用现状、土地复垦适宜性评价、矿区土地复垦可行性分析等。并对其治理技术进行了研究,生产期对露天采场、矿山道路可剥离表土区域进行表土剥离,在露天采场、工业场地外围设立崩塌、滑坡警示牌,露天采场上游开挖截水沟;在表土场下游设置浆砌石挡土(渣)墙,上游设置排水渠,外围设立滑坡、泥石流警示牌。结束后,在露天采场台阶外侧修筑了浆砌石挡土墙,进行场地平整,植被重建工程;基底平台外侧修筑了浆砌石挡土墙,土壤回覆,植被重建工程;对表土场、工业场地进行了砌体拆除、边坡修整、土壤回覆、植被重建工程;对矿山道路进行了植被重建工程等。     

阿克塞县水泥用石灰岩矿地质环境特征及生态环境修复治理研究

矿山目前处于露天开采状态,由于多年的粗放式,对原有地质环境造成了严重的破坏。为了实现矿产资源的可持续发展,通过对阿克塞县水泥用石灰岩矿地质环境和土地利用现状调查,发现地质环境问题主要为发育不稳定斜坡和土地损毁情况,其中损毁土地面积共计246.87 hm2,并开展了矿山地质环境现状评价和土地复垦方法讨论,最大限度地减轻矿业活动对矿山地质环境的不利影响,实现矿山地质环境的有效保护与恢复治理,使矿山企业在开发矿产资源的同时,保护土地资源、恢复生态环境,促进人与社会和谐发展。     

露天石材矿山地质环境影响及生态恢复研究

通过对贺州市同乐石灰岩矿现状调查,矿区面积为24.15 hm²,矿山主要采用自上而下的露天台阶式开采方式,开采边坡总高度达140 m,总计损毁土地面积为24.80 hm²,使矿山地质环境遭受了严重破坏,地质环境影响总面积为122.12 hm²。根据采场边坡、堆料场边坡、岩溶塌陷等易发地质灾害现象,以地形地貌景观的影响和破坏程度、土地资源的占用破坏程度、水土污染的影响和破坏程度为研究对象,采取有效的工程手段,利用采场边坡削整、采场底部开挖排水沟、表土场周边砌筑挡土墙、植被恢复等措施,以消除或减轻地质灾害隐患,改善矿区生态环境,修复已损毁的土地资源,提升历史遗留矿山与周边地形地貌景观的和谐度,促进经济社会的可持续发展。     

基于连通性分析的采煤塌陷地复垦利用潜力评价

新时代采煤塌陷地复垦要求构建科学合理的现代规模农业发展格局,然而以往采煤塌陷地治理项目仅仅针对地块条件,较少考虑地块间的连通性问题,制约了复垦利用成效。本文首先对未修复采煤塌陷地地块与周边耕地进行景观连通性评价;然后以耕地为复垦导向建立了采煤塌陷地复垦利用潜力评价指标体系和评价模型,评价了研究区的采煤塌陷地复垦利用潜力。研究表明：(1)徐州市采煤塌陷地复垦为耕地后对耕地生态网络结构的贡献程度均较高,连通性水平1级至3级的采煤塌陷地占总面积均超过98%;(2)徐州市共有采煤塌陷地11121.27公顷,其中有面积为7906.22公顷的塌陷未积水区景观连通性较高。其中复垦利用潜力为1级至3级的塌陷地适宜复垦为耕地,面积为6060.57公顷,占比76.65%。基于连通性分析的采煤塌陷地复垦利用潜力评价,可以为采煤塌陷地复垦专项规划提供科学依据,促进采煤塌陷地科学合理展开修复,缓解地区土地利用瓶颈约束。