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煤炭资源富集区煤-水协调共采影响因素研究
1
作者 刘晓民 王震宇 +3 位作者 刘廷玺 王文娟 杨耀天 王文光 《煤炭科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第S2期162-174,共13页
采煤活动下毛乌素沙地生态脆弱特征进一步凸显,亟待破解区域煤炭资源开发与水资源保护间的矛盾,构建矿区绿色高质量发展的新格局。以神东煤炭基地呼吉尔特矿区为典型研究区,基于绿色开采理念,利用生命周期理论分析采煤过程对水资源影响... 采煤活动下毛乌素沙地生态脆弱特征进一步凸显,亟待破解区域煤炭资源开发与水资源保护间的矛盾,构建矿区绿色高质量发展的新格局。以神东煤炭基地呼吉尔特矿区为典型研究区,基于绿色开采理念,利用生命周期理论分析采煤过程对水资源影响的阶段性特征并对其进行阐述。立足于煤炭资源富集区煤-水资源开发利用现状,从水文地质、自然资源、采动影响、生态环境、煤矿灾害、社会经济6个方面,提取了23个关键影响因子,构建煤炭资源富集区煤-水协调共采影响指标体系。基于成锥规则优化的尖锥网络分析法,提出了“多锥共底”模型,以各因子间影响关系确定锥顶、锥底及共用锥底元素并构建“多锥共底”分析结构,从而探讨相关因子间的作用程度及反馈关系,同时对网络分析法、尖锥网络分析法等3种方法所得权重结果进行比对分析。研究结果表明:采动影响系统权重占比最高,煤矿灾害系统次之,生态环境系统、社会经济系统、自然资源系统、地质系统权重占比依次降低;在多种因子共同作用下,矿井涌水量、矿井水利用率权重相对较大。研究认为应当重点围绕矿井水来源、产生、利用3个过程来实现煤炭资源富集区煤-水协调绿色高质量发展,统筹生态环境健康、矿井安全生产2个方面,进一步强化煤炭资源要素在当地经济高质量发展过程中的支撑作用,从而推动区域煤-水双资源绿色高质量发展。 展开更多
关键词 深埋煤层矿区 煤-水协调共采 生命周期 尖锥网络分析法 “多锥共底”模型
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内蒙古乌梁素海水质时空分布特征 被引量：23
2
作者 李兴 杨乔媚 勾芒芒 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2011年第8期1301-1306,共6页
将地质统计学理论与地理信息系统相结合对乌梁素海富营养化指标、有机污染指标和盐化污染指标进行了kriging空间插值,结果表明:从时间角度分析,冬季总氮浓度、总磷浓度、化学需氧量质量浓度明显高于其他季节;叶绿素a质量浓度浓度冬季最... 将地质统计学理论与地理信息系统相结合对乌梁素海富营养化指标、有机污染指标和盐化污染指标进行了kriging空间插值,结果表明:从时间角度分析,冬季总氮浓度、总磷浓度、化学需氧量质量浓度明显高于其他季节;叶绿素a质量浓度浓度冬季最低;时空电导率平均值在4.0 ms.cm-1左右波动。从空间角度分析,总氮浓度、总磷浓度、叶绿素a质量浓度呈现出由北向南递减的趋势;夏秋季化学需氧量空间分布与春冬季节相反;冬季电导率空间分布与其他季节明显不同。从浓度大小分析,乌梁素海复合污染已十分严重。 展开更多
关键词 乌梁素海 水质 时空分布
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基于空间均衡的水资源合理配置研究 被引量：13
3
作者 樊红梅 刘晓民 +2 位作者 刘廷玺 王文娟 冯艳 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期61-67,共7页
水是经济社会发展的基础性、先导性、控制性要素,水的承载空间决定了经济社会的发展空间,而水资源短缺且空间分布不平衡的矛盾在我国北方地区尤为突出。研究引入“空间均衡”治水思路,在传统水资源配置基础上,加入空间均衡的目标函数与... 水是经济社会发展的基础性、先导性、控制性要素,水的承载空间决定了经济社会的发展空间,而水资源短缺且空间分布不平衡的矛盾在我国北方地区尤为突出。研究引入“空间均衡”治水思路,在传统水资源配置基础上,加入空间均衡的目标函数与约束条件,构建以空间均衡、经济、社会、生态环境为目标函数,以空间均衡、可供水量、变量非负为约束条件的水资源双层多目标配置模型,并采用改进遗传算法进行求解。将模型应用于内蒙古自治区通辽市科尔沁区进行水资源合理配置研究。结果表明:规划年水资源空间均衡水平明显提高,2025年水资源总体空间均衡度由现状年的0.40提高到0.71,空间均衡水平达到较均衡等级,2030年水资源总体空间均衡度将继续提高至0.83,达到基本均衡等级。本研究更新了水资源配置思路,可为科尔沁区水资源精细化管理提供技术支撑,也可为我国北方干旱地区开展水资源规划配置工作提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 水资源配置 空间均衡 多目标模型 科尔沁区
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基于模糊数的不确定性河道生态流量研究 被引量：1
4
作者 谷魏鹏 刘晓民 +1 位作者 刘廷玺 王文娟 《水利水运工程学报》 北大核心 2025年第1期120-132,共13页
受气候变化和人类活动影响,河流生态问题突出,然而河流生态流量的基础理论和计算方法仍不具有普适性。基于1960-2020年石嘴山站、巴彦高勒站、三湖河口站与头道拐站实测流量、水位和径流量数据,引入模糊数的概念,构建梯形与三角模糊数... 受气候变化和人类活动影响,河流生态问题突出,然而河流生态流量的基础理论和计算方法仍不具有普适性。基于1960-2020年石嘴山站、巴彦高勒站、三湖河口站与头道拐站实测流量、水位和径流量数据,引入模糊数的概念,构建梯形与三角模糊数生态流量计算模型,对比另外6种生态流量计算方法,分析了黄河内蒙古段生态流量。结果表明:梯形模糊数生态需水模型更适用于石嘴山水文站河道断面,适宜生态流量区间为701~1 190 m^(3)/s;三角模糊数计算所得石嘴山、巴彦高勒、三湖河口和头道拐水文站生态流量最可能值分别为766、668、522和559 m^(3)/s;在满足保障率方面,不同水文站间的年内生态保障率具有相似的变化趋势,逐月频率计算法与改进7Q10法的保障率基本超过90%。基于Tennant生态环境评价等级标准给出了各站年内推荐生态流量,可为维系黄河流域水文过程完整性及推动河流生态环境复苏提供科学依据。 展开更多
关键词 模糊数 生态流量 水文学法 黄河内蒙古段
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基于GT-ANP理论的生态脆弱区煤-水协调绿色开采度评价 被引量：6
5
作者 刘晓民 王文娟 +1 位作者 王震宇 陈琼 《煤炭科学技术》 CSCD 北大核心 2021年第8期203-210,共8页
开采煤矿不可避免对矿区周边水资源、生态环境及赋存的地质结构产生扰动影响,目前我国尚未形成有效的煤-水绿色开发评价体系和评价标准,无法对煤-水协调绿色开采程度和实施效果进行科学合理定量评价。针对这一问题开展了煤-水协调绿色... 开采煤矿不可避免对矿区周边水资源、生态环境及赋存的地质结构产生扰动影响,目前我国尚未形成有效的煤-水绿色开发评价体系和评价标准,无法对煤-水协调绿色开采程度和实施效果进行科学合理定量评价。针对这一问题开展了煤-水协调绿色开采度评价指标体系与评价方法的研究,首先基于“煤矿全生命周期绿色开采”理论,将煤矿开采过程划分为规划设计、建设生产和闭坑恢复治理3个阶段,结合不同阶段煤矿绿色开采要求,以维系矿区系统稳定为基准,综合考虑地质、采动、自然资源、生态环境、地质灾害和社会经济等6大系统的影响因子,构建生态脆弱区煤-水绿色开采度评价指标体系;其次引入Graph Theory(图论)与Analytic Network Process(网络分析法)构建GTANP模型,利用“超矩阵”综合分析其混合权重,并将煤矿划分为不合格、合格、良好和优异4个等级。以大海则煤矿为案例,验证了评价指标体系与评价方法的科学性与可靠性,评价结果基本反映该矿井的绿色开采度,为绿色矿山建设与综合治理提供依据。 展开更多
关键词 绿色开采度 煤-水绿色开发评价体系 煤矿全生命周期 保水采煤 图论 网络分析法
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适用于明渠流及冰盖流的统一泥沙起动流速计算方法初探 被引量：1
6
作者 刘晓民 杨耀天 +1 位作者 张红武 王文娟 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2023年第6期100-106,共7页
冰盖是北方高寒地区河流冬季常见的一种自然现象。冰盖的出现改变了河流的运动状态,由原来的明渠流变为覆盖流。受冰盖糙率影响,垂线流速分布相应变化,进而影响河床泥沙输移。为进一步探讨冰期河床泥沙输移演变规律,基于Einstein假定,... 冰盖是北方高寒地区河流冬季常见的一种自然现象。冰盖的出现改变了河流的运动状态,由原来的明渠流变为覆盖流。受冰盖糙率影响,垂线流速分布相应变化,进而影响河床泥沙输移。为进一步探讨冰期河床泥沙输移演变规律,基于Einstein假定,采用滚动起动模型,考虑冰盖下糙率变化、黏性淤积物干重度、相对暴露度对泥沙起动的影响,从理论上推导出了适用于冰盖流的泥沙起动流速公式,并与已有试验数据对比,相对误差集中在1%~10%之间;同时,探讨了本文公式对于明渠泥沙起动的适用性,即当冰盖糙率为0时,可视为明渠流泥沙起动流速计算公式,与实验数据对比,相对误差范围为0%~0.86%,亦可满足计算精度要求。 展开更多
关键词 冰盖流 糙率 相对暴露度 泥沙 起动流速
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土地利用变化对渭河流域水文过程的影响 被引量：15
7
作者 李烁阳 刘小燕 +1 位作者 杨贵羽 刘奇真 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2021年第3期133-140,F0002,I0001,I0002,共11页
为探讨渭河流域土地利用对水文过程的影响,以流域近35年土地利用变化为研究对象,通过SWAT模型生成子流域为基本研究单元,分析了土地利用变化对水文分量南北变化影响的差异性。结果表明:SWAT模型可以较好地模拟流域水文过程。近35年来土... 为探讨渭河流域土地利用对水文过程的影响,以流域近35年土地利用变化为研究对象,通过SWAT模型生成子流域为基本研究单元,分析了土地利用变化对水文分量南北变化影响的差异性。结果表明:SWAT模型可以较好地模拟流域水文过程。近35年来土地利用变化不大,由土地利用变化引起的流域蒸散发和地下水补给量呈增加趋势,地表产流量和径流量呈减少趋势。耕地转化为草地、林地时,就整个流域平均水平而言,蒸散发增加了20.17 mm和45.83 mm,地下水补给量增加了4.14 mm和4.97 mm,地表产流量减少了24.59 mm和49.59 mm;转化过程中蒸散发的增加是产流减少的主要原因。在空间响应上,流域中下游水文分量对土地利用变化空间响应敏感程度高于支流和上游。 展开更多
关键词 土地利用变化 水文分量 径流 水文模型 渭河流域
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煤-水协调共采全生命周期影响因子研究 被引量：4
8
作者 王震宇 刘晓民 +2 位作者 刘廷玺 王文娟 薛莲 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期243-251,共9页
煤-水协调共采对维持西部矿区生态平衡、缓解区域水资源短缺具有重要意义,亟需通过揭示我国西部矿区煤-水协调共采的影响因子及其作用程度,为矿区水资源保护与生态文明建设提供参考。提出了一种基于全生命周期理论的煤-水协调共采的影... 煤-水协调共采对维持西部矿区生态平衡、缓解区域水资源短缺具有重要意义,亟需通过揭示我国西部矿区煤-水协调共采的影响因子及其作用程度,为矿区水资源保护与生态文明建设提供参考。提出了一种基于全生命周期理论的煤-水协调共采的影响因子研究方法,按照煤炭开采对地下水系统的不同扰动程度与由此引发的其他生态互馈反应,将煤矿开发周期划分成3个阶段,在此基础上总结了各阶段的影响特点。通过分析部分井工开采煤矿开发现状与煤-水共采水平,结合西部矿区特殊生态环境特点,优选影响煤-水协调共采的相关指标,判别指标间的依赖、反馈、支配关系并划分锥底元素与锥顶元素,基于尖锥网络分析法(Cone-ANP)构建分析模型,建立不同阶段下的尖锥元素集,将其用于推求各影响因子的权重分布。研究结果表明:规划设计阶段含水层性质对协调共采影响作用较强;建设开采阶段采煤方法与开采工艺、塌陷土地治理率变成协调共采的主要影响因素;闭坑整治阶段老空水利用率与水质情况、废弃井巷利用率对协调共采影响程度最大。该研究成果为西部生态脆弱矿区协调共采综合效益的提高与开采技术的改进提供了一定的参考。 展开更多
关键词 绿色开采 煤-水协调共采 西部矿区 全生命周期理论 尖锥网络分析法
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