煤矸石自然风化及人工模拟风化过程中盐分及pH值的动态变化——以平朔露天矿区为例

为揭示煤矸石初期物理崩解风化过程中盐分和pH值的动态变化规律,选择了山西平朔露天矿区17处暴露地表自然风化5年和14年粒径为0.1～10.0mm的风化煤矸石,以及经过人工破碎粒径也为0.1～10.0mm的新鲜煤矸石为对比材料。研究结果表明:自然风化14年左右的煤矸石全盐量高于风化5年左右的煤矸石。自然风化煤矸石pH值的变化幅度为6.55～9.20,人工破碎新鲜煤矸石的pH值为7.26～7.95。人工破碎新鲜煤矸石30min、48h、96h浸水试验结果表明,同一浸泡时间含盐量随着粒径缩小而升高,同一粒径随着浸泡时间的延长而变大;同一浸泡时间pH值随着粒径缩小而降低,同一粒径随着浸泡时间的延长也变大;风化煤矸石的pH值和全盐含量>新鲜煤矸石。     

油松根系固土的基本力学特性

植被根系的力学性质对于斜坡的稳定性是一个重要因素。为确定油松根系的基本力学特性,对油松不同标距不同直径根段进行拉力试验。结果表明：所有根系随直径级的增大,抗拉力以幂函数显著增大,抗拉强度却以幂函数减小,对于直径D≤1mm的根系,抗拉强度显著增加。标距对抗拉力影响不显著,对抗拉强度影响显著。油松的应力应变曲线为单峰曲线,具有弹塑性材料特征。首次初步将油松根系的应力应变曲线简化为3个阶段：线性弹性段、非线性弹性段和塑性段。在理论推导和数据分析的基础上,建立了油松根系的三阶抛物线本构模型。这些研究探明了油松作为水土保持先锋树种固土的力学机理,对护坡植物的选择和优化组合具有重要的参考价值。     

黄土区露天矿排土场水分调控技术研究

河套灌区是中国乃至亚洲最大的一首制自流灌区。目前河套灌区农田灌溉中存在的主要问题是灌溉水源不足,水利工程老化,田间工程标准低,节水灌溉推广缓慢,灌溉水浪费严重等。为了解决这些问题,河套灌区应从工程节水、农业节水、化学节水、管理节水等综合技术方面考虑。工程节水主要从渠道衬砌、激光平地、小畦灌溉等方面着手,同时积极开展节水灌溉,合理利用地下水。农业节水主要是做好种植区划,加强农艺节水,深耕蓄墒与秸秆还田,减少地面蒸发。化学节水是积极推广应用抗旱剂、保水剂和其它化学调控试剂。管理节水主要是加强用水管理,完善管理制度,建立"农民用水者协会"。     

土地征地程序应尊重农民合法权益

重点分析了当前中国土地征用程序中存在的忽搬．农民合法权益的突出问题,并针对此问题提出了相应的立法建议。     

土壤结构调理剂PAM对复垦铁尾矿砂物理性状的影响

聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM)是一种常见的土壤结构调理剂,但在尾矿复垦中却少有应用。该文通过室内土柱模拟试验,采用干混法在铁尾矿砂中加入PAM,设置0%(对照)、0.05%、0.10%和0.20%共4种质量浓度PAM,观测PAM对铁尾矿砂物理性状的影响。结果表明:1)除总孔隙度之外,对照与混合PAM尾矿砂的容重、毛管孔度和毛管持水量差异显著(P0.05)。2)随着尾矿砂毛管水上升高度增加,PAM质量浓度越大,含水率下降的趋势越缓慢,但含水率的变异性却越大,变异系数从1.22%(10 cm)增大到7.13%(40 cm)。3)PAM会极显著抑制尾矿砂毛管水上升高度(P0.01)但PAM质量浓度不同,抑制程度不同。据此可将上升曲线分为3个阶段:第1阶段,0~5 min,上升高度相似阶段;第2阶段6~25 min,上升高度分异阶段;第3阶段30~420 min,上升高度变化规律相对稳定阶段。毛管水上升高度随时间变化呈现幂函数增加趋势,上升速率随时间变化呈现幂函数减小趋势。4)在自然通风状态下,72小时内不同PAM质量浓度尾矿砂的含水率均持续降低,纯尾矿砂含水率的降低幅度最大,从37.53%减少到35.60%;PAM质量浓度为0.20%的尾矿砂含水率降低幅度最小,从37.40%减少到36.67%。因此,PAM的合理使用能够有效改善尾矿砂的物理性状和水分运移,为无土区的植被恢复创造适宜的生长条件。     

中阳县坝地土壤微量元素的分布特征研究

为了研究中阳洪水沟坝地土壤有效态微量元素Cu、Mn、Fe、Zn的垂直变异性与水平变异性分布特征,在中阳洪水沟11号坝地采集不同部位不同深度的土壤样品,测定其有效Cu、Mn、Fe、Zn含量。结果表明:坝地土壤微量元素总体上比较丰富,特别是有效态Mn的含量较高,有效Zn含量较低;从剖面层次来看,土壤有效态Cu、Zn随土壤深度的增加呈现出一定的变异性,属于中等变异性,Mn、Fe属于弱变异性;同一坝地不同部位之间,有效铜变属于高度变异性,有效态Mn、Fe、Zn属于中等变异性。该研究为洪水沟坝地微肥的施用提供了一定的理论依据。     

容重对铁尾矿水分运移特征的影响

[目的]探究紧实度对铁尾矿水分运移特性的影响,为铁矿区水土保持及植被恢复提供科学依据。[方法]采用室内一维土柱试验和张力计法,分别测定1.50,1.55,1.60,1.65,1.70g/cm~3这5个容重水平下的入渗过程及水分特征曲线。[结果](1)随着容重增加,铁尾矿入渗能力降低,容重与稳渗率、湿润峰距离、累积入渗量呈显著线性负相关关系(p0.05);(2)铁尾矿剖面水分含量随土层深度的增加而下降,1.50～1.60g/cm~3含水量在不同深度上分层明显,1.65和1.70g/cm~3尾矿砂剖面含水量分异性较小;(3)Green-Ampt模型拟合铁尾饱和导水率与实测值相关系数为0.886,计算精度较高,Kostiakov模型拟合不同容重铁尾矿入渗过程效果最佳(R~2=0.989);(4)铁尾矿在脱湿过程中,高容重下持水能力明显下降,1.60g/cm~3持水保水性最好,van Genuchten模型拟合水分特征曲线表明,饱和含水率(θ_s)、残余含水率(θ_r)、进气值(α)、形状系数(n)等参数随容重增大而减小。[结论]高度压实严重抑制铁尾矿水分入渗和持水能力,因此复垦修复中应以疏松尾矿基质改善结构特性为主。     

基于MCR模型的村域土地整治分区研究——以左云县南辛窑村为例

为因地制宜进行土地整治,实现土地空间布局优化,本研究以山西省左云县南辛窑村为例,从全域土地整治视角,运用MCR模型和GIS软件结合的方法分析村域土地资源利用功能适宜性,依此划定土地整治分区,结合村庄规划定位提出相应的土地整治发展策略。结果表明：MCR差值≤0表示生态适宜性较强,差值>0表示建设适宜性强,按照MCR差值由高到低的顺序依次确定土地利用适宜性方向;在国土空间规划“三线”约束下,将研究区划分为小杂粮生产示范区、林草生态保护区、工业生产开发区、宜居核心整治区4类整治区,面积分别为232.02、529.14、5.85、5.88 hm²。整治分区后的土地资源分布格局呈现圈层夹散点的布局结构,具有明显的空间差异性,生态适宜性由中心向四周逐渐增强,与当地生态环境本底相吻合。研究表明,应用MCR模型实施土地整治分区,符合集聚提升型村庄发展要求,实现了耕地集中连片、居住用地集约高效、生态环境充分保护、产业发展有保障的目标,为村庄规划的科学编制和分区土地整治策略提供理论参考。     

露天排土场的岩土侵蚀特征及水保效应分析

该文以平朔露天煤矿复垦10 a排土场为试验平台,采用时空互代法,在50年一遇暴雨后对不同复垦阶段排土场的岩土侵蚀情况进行调查分析.结果表明:对于新造地,堆状地面是解决排土场"地表严重压实"和"非均匀沉降"最好方法;复垦初期(1～3 a)植被的水土保持作用不是很明显,主要是草本植物在发挥作用,各种侵蚀形式还普遍存在,复垦中后期(4～10 a)随着生物多样性的增加,植被覆盖率的提高.枯枝落叶层逐渐累积,各种侵蚀都逐渐减弱,局部边坡还会发生浅沟侵蚀;但与复垦初期相比,灌乔的保水保土效果逐渐凸显,甚至乔灌草混交的10#样地不产生径流和土壤侵蚀.人工堆积的排土场,岩土侵蚀是一种潜在的危险.但乔灌草的合理配置,是一种经济有效的水保措施,同时在实施过程中需要复垦法制的不断完善.     

不同压实水平下铁尾矿砂和土壤的水力学特征比较

由于尾矿砂的不良结构和严重压实,水土流失严重,水分已成为其生态恢复的重要限制因素。因此以水分运移为主线,通过室内土柱模拟,研究铁尾矿砂和土壤在自然状态到最大压实状态间5个压实水平(铁尾矿砂1.50~1.70 g/cm^3,土壤1.30~1.50 g/cm^3)的水力学特征差异,为尾矿砂的合理改良提供依据。结果表明:铁尾矿砂自然容重1.50 g/cm^3的水分入渗能力低于土壤自然容重1.30 g/cm^3的水分入渗能力。随容重的增大,尾矿砂和土壤的水分运移特征均呈幂函数减小的趋势,但分别在1.60,1.40 g/cm^3处入渗能力明显降低。从水分参数入渗率、湿润锋距离、累计入渗量、饱和导水率、剖面水分分布整体来看,在较低容重范围内,土壤水分运移能力高于铁尾矿砂,但由于容重对土壤水分运移的影响大于铁尾矿砂,在较高容重范围内,土壤的水分运移能力则不如铁尾矿砂。铁尾矿砂和土壤的水分特征曲线形状也完全不同,铁尾矿砂呈现"上凸"形,表现为高吸力段缓低吸力段陡,土壤水分特征曲线均为"下凹"形,表现为高吸力段陡低吸力段缓。因此,尾矿砂中可以添加土壤或者类似土壤结构的基质来增强其不良的持水性和导水性,促进生态恢复。