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基于地表径流调控的塌陷区水体系统性保护修复
1
作者
雷少刚
徐俣璠
+3 位作者
张免
陈东兴
华夏
郭栋
《煤炭学报》
北大核心
2025年第2期1223-1233,共11页
为解决东部高潜水位矿区地表径流紊乱、水体连通性差、水动力水循环能力弱等问题,并降低大量塌陷区水体周边的农业、工矿生产空间形成的面源污染、点源污染随地表径流进入塌陷区水体,引起水质退化与水生态环境风险,促进采煤塌陷区水体...
为解决东部高潜水位矿区地表径流紊乱、水体连通性差、水动力水循环能力弱等问题,并降低大量塌陷区水体周边的农业、工矿生产空间形成的面源污染、点源污染随地表径流进入塌陷区水体,引起水质退化与水生态环境风险,促进采煤塌陷区水体的持续性保护修复和塌陷区生态系统健康,基于山水林田湖草沙系统性保护修复理念、关键部位景观格局优化和地表径流系统性调控原理,创新性提出了一种“连通+截污”相组合的塌陷区水体系统性保护修复新技术,主要技术内容包括:基于高精度DEM的地表径流网络分析、各类水体识别及其水面高程精准监测、水体连通廊道网络构建及水动力提升效果评价、水体植被缓冲带适宜范围计算、缺失植被缓冲带空间识别、水体保护修复效果评价等技术环节。以山东兖州矿区为例,开展了基于地表径流调控的塌陷区水体系统性保护修复技术应用模拟分析,研究结果表明:①通过在关键部位修建水体连通廊道,基于水体连通的水动力提升技术,有效连通了45个生态源地,连通后研究区东−西方向上的最大连通距离增加了5倍,流域整体的连通性得到提升,廊道内平均水速达到0.067 m/s,显著改善了矿区的水动力条件;②通过基于关键部位植被缓冲带空间优化布局的污染物截留技术,以水体连通廊道和生态源地为关键区域,利用Phillips水文模型计算得出兖州矿区所需的植被缓冲带宽度主要集中在15~35 m,面积总计为5.59 km^(2),其中已有植被覆盖的面积为18 km^(2),缺失待建设的植被缓冲带面积41 km^(2);③SWAT情景模拟分析结果进一步验证了该模式对矿区水体保护修复具有明显作用,通过该模式能够至少降低10.14%~15.5%的污染,且对磷元素的去除效果尤为显著。笔者提出的煤矿塌陷区系统性保护修复技术是景观生态学与生态水文学在矿区生态保护修复的典型结合应用,对于其他类型地区通过地表径流调控实现区域系统性保护修复具有重要参考价值。
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关键词
系统修复
地表径流
水体连通
景观格局
水生态修复
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职称材料
露天矿内排土场近自然地貌重塑研究——以新疆黑山露天矿为例
被引量：
8
2
作者
夏嘉南
李根生
+3 位作者
卞正富
雷少刚
宫传刚
李恒
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期213-221,共9页
露天开采作为我国矿产资源的主要开发形式,其长期高强度人为扰动形成的传统“梯田式”内排土场面临占地面积大、景观破碎等问题。近自然地貌重塑作为矿区修复的重要手段,具有融合矿区内外景观的独特优势。为设计与周边自然地貌相融合的...
露天开采作为我国矿产资源的主要开发形式,其长期高强度人为扰动形成的传统“梯田式”内排土场面临占地面积大、景观破碎等问题。近自然地貌重塑作为矿区修复的重要手段,具有融合矿区内外景观的独特优势。为设计与周边自然地貌相融合的露天矿内排土场地貌,在现有开采工艺基础上,提出一种采排复一体下基于调整曲面的内排土场近自然地貌重塑模型;以新疆黑山露天矿为例,构建内排土场近自然设计地貌,及区域原始地貌和传统设计地貌2个对照组,结合CLiDE演化模型,模拟并评价10 a内近自然设计地貌的抗水蚀效果。结果表明:①地貌设计上,近自然地貌重塑模型在采排复一体化过程中可依据采复子区采前地表、矿层顶板及底板数字高程数据,自动求解复填可用土方量,获取复填子区地表高程近自然设计结果;②土方调配上,近自然设计地貌土方平均运距较传统设计地貌高0.49 m/m^(3),较后者高约0.06%,两者土方平均运距极为接近;③视觉上,近自然设计地貌能够与周边自然景观相融合,相较传统“梯田式”地貌,其与周边自然地貌间无明显拼接痕迹;④土壤水蚀模拟上,近自然设计地貌较传统“梯田式”地貌10 a可减少约39.07%的土壤水蚀量,其可显著提高内排土场表土抗水蚀能力;⑤土壤运移演化上,近自然设计地貌表土流失及堆积区的空间位置与自然原始地貌重叠率达57.27%,较传统设计地貌高2.96%,其区域表土运移特征与采前自然地貌更为接近。
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关键词
露天开采
近自然修复
土地整形
采排复一体化
内排土场
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职称材料
煤炭矿山地质环境监测设计技术方法探讨
被引量：
1
3
作者
卢晓光
《能源技术与管理》
2021年第2期124-125,共2页
为解决煤炭矿山地质环境监测设计在监测范围、对象确定、重点监测区域划分等方面存在的不统一问题,根据煤炭矿山地质环境破坏特点,对监测设计技术方法进行探讨,并提出相应的解决方法。
关键词
矿山地质环境
破坏类型
监测范围
对象确定
重点区域
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职称材料
题名
基于地表径流调控的塌陷区水体系统性保护修复
1
作者
雷少刚
徐俣璠
张免
陈东兴
华夏
郭栋
机构
中国矿业大学矿山生态修复教育部
工程
研究
中心
山东省采煤塌陷地和采空区治理工程研究中心
出处
《煤炭学报》
北大核心
2025年第2期1223-1233,共11页
基金
国家重点研发计划资助项目(2023YFC3804205)。
文摘
为解决东部高潜水位矿区地表径流紊乱、水体连通性差、水动力水循环能力弱等问题,并降低大量塌陷区水体周边的农业、工矿生产空间形成的面源污染、点源污染随地表径流进入塌陷区水体,引起水质退化与水生态环境风险,促进采煤塌陷区水体的持续性保护修复和塌陷区生态系统健康,基于山水林田湖草沙系统性保护修复理念、关键部位景观格局优化和地表径流系统性调控原理,创新性提出了一种“连通+截污”相组合的塌陷区水体系统性保护修复新技术,主要技术内容包括:基于高精度DEM的地表径流网络分析、各类水体识别及其水面高程精准监测、水体连通廊道网络构建及水动力提升效果评价、水体植被缓冲带适宜范围计算、缺失植被缓冲带空间识别、水体保护修复效果评价等技术环节。以山东兖州矿区为例,开展了基于地表径流调控的塌陷区水体系统性保护修复技术应用模拟分析,研究结果表明:①通过在关键部位修建水体连通廊道,基于水体连通的水动力提升技术,有效连通了45个生态源地,连通后研究区东−西方向上的最大连通距离增加了5倍,流域整体的连通性得到提升,廊道内平均水速达到0.067 m/s,显著改善了矿区的水动力条件;②通过基于关键部位植被缓冲带空间优化布局的污染物截留技术,以水体连通廊道和生态源地为关键区域,利用Phillips水文模型计算得出兖州矿区所需的植被缓冲带宽度主要集中在15~35 m,面积总计为5.59 km^(2),其中已有植被覆盖的面积为18 km^(2),缺失待建设的植被缓冲带面积41 km^(2);③SWAT情景模拟分析结果进一步验证了该模式对矿区水体保护修复具有明显作用,通过该模式能够至少降低10.14%~15.5%的污染,且对磷元素的去除效果尤为显著。笔者提出的煤矿塌陷区系统性保护修复技术是景观生态学与生态水文学在矿区生态保护修复的典型结合应用,对于其他类型地区通过地表径流调控实现区域系统性保护修复具有重要参考价值。
关键词
系统修复
地表径流
水体连通
景观格局
水生态修复
Keywords
system restoration
surface runoff
water connectivity
landscape pattern
water ecological restoration
分类号
X52 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
露天矿内排土场近自然地貌重塑研究——以新疆黑山露天矿为例
被引量：
8
2
作者
夏嘉南
李根生
卞正富
雷少刚
宫传刚
李恒
机构
中国矿业大学矿山生态修复教育部
工程
研究
中心
中国矿业大学公共管理学院
山东省
煤田地质局第二勘探队
山东省采煤塌陷地和采空区治理工程研究中心
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期213-221,共9页
基金
国家自然科学基金新疆联合基金资助项目(U1903209)
国家重点研发计划资助项目(2016YFC0501107)
国家科技基础性工作专项资助项目(2014FY110800)。
文摘
露天开采作为我国矿产资源的主要开发形式,其长期高强度人为扰动形成的传统“梯田式”内排土场面临占地面积大、景观破碎等问题。近自然地貌重塑作为矿区修复的重要手段,具有融合矿区内外景观的独特优势。为设计与周边自然地貌相融合的露天矿内排土场地貌,在现有开采工艺基础上,提出一种采排复一体下基于调整曲面的内排土场近自然地貌重塑模型;以新疆黑山露天矿为例,构建内排土场近自然设计地貌,及区域原始地貌和传统设计地貌2个对照组,结合CLiDE演化模型,模拟并评价10 a内近自然设计地貌的抗水蚀效果。结果表明:①地貌设计上,近自然地貌重塑模型在采排复一体化过程中可依据采复子区采前地表、矿层顶板及底板数字高程数据,自动求解复填可用土方量,获取复填子区地表高程近自然设计结果;②土方调配上,近自然设计地貌土方平均运距较传统设计地貌高0.49 m/m^(3),较后者高约0.06%,两者土方平均运距极为接近;③视觉上,近自然设计地貌能够与周边自然景观相融合,相较传统“梯田式”地貌,其与周边自然地貌间无明显拼接痕迹;④土壤水蚀模拟上,近自然设计地貌较传统“梯田式”地貌10 a可减少约39.07%的土壤水蚀量,其可显著提高内排土场表土抗水蚀能力;⑤土壤运移演化上,近自然设计地貌表土流失及堆积区的空间位置与自然原始地貌重叠率达57.27%,较传统设计地貌高2.96%,其区域表土运移特征与采前自然地貌更为接近。
关键词
露天开采
近自然修复
土地整形
采排复一体化
内排土场
Keywords
open-pit mining
near-natural restoration
land reshaping
integration of mining
dumping and restoration
internal dump
分类号
X171 [环境科学与工程—环境科学]
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职称材料
题名
煤炭矿山地质环境监测设计技术方法探讨
被引量：
1
3
作者
卢晓光
机构
山东省
煤田地质局第二勘探队
山东省采煤塌陷地和采空区治理工程研究中心
出处
《能源技术与管理》
2021年第2期124-125,共2页
文摘
为解决煤炭矿山地质环境监测设计在监测范围、对象确定、重点监测区域划分等方面存在的不统一问题,根据煤炭矿山地质环境破坏特点,对监测设计技术方法进行探讨,并提出相应的解决方法。
关键词
矿山地质环境
破坏类型
监测范围
对象确定
重点区域
分类号
TD167 [矿业工程—矿山地质测量]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于地表径流调控的塌陷区水体系统性保护修复
雷少刚
徐俣璠
张免
陈东兴
华夏
郭栋
《煤炭学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
露天矿内排土场近自然地貌重塑研究——以新疆黑山露天矿为例
夏嘉南
李根生
卞正富
雷少刚
宫传刚
李恒
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
煤炭矿山地质环境监测设计技术方法探讨
卢晓光
《能源技术与管理》
2021
1
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职称材料
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