黄土丘陵沟壑区煤矿沉陷耕地复垦

探索开发适宜黄土地貌和气候特点以及黄土丘陵采煤沉陷损伤规律的土地复垦模式,对于实现该区数量质量并重管理的耕地保护目标具有重要的现实意义。该文基于开采设计、沉降观测参数和MSAS软件,预测山西兴县斜沟煤矿一采区沉陷损毁土地面积为16.54 km2,损毁土地类型以耕地和草地为主,其中轻度破坏耕地面积3.70 km2,中度破坏耕地面积2.41 km2,重度破坏耕地面积0.17 km2。结合黄土丘陵沟壑低潜水位区土地损毁特征和区域生态保育和国土整治目标,拟对轻度破坏的1.65 km2耕地采用裂缝充填和土地平整复垦措施,按照集中连片的原则对轻度、中度和重度破坏的4.63 km2耕地采用坡改梯的土地复垦工程措施进行复垦,实现增加耕地面积0.40 km2,每年减少水土流失4.94万t,提高了耕地质量等级。研究认为,结合企业复垦资金和社会资金投入,按照集中连片的原则对采煤沉陷破坏的耕地采取坡改梯复垦是该区域损毁耕地复垦的有效模式。     

高潜水位采煤沉陷区复垦与湿地生态保护——以徐州九里高潜水位采煤沉陷区治理为例

高潜水位煤矿开采导致开采区地表沉陷、积水,其生态系统由原有的陆生生态系统演替为水陆相互作用的综合生态系统。采煤沉陷区治理需要兼顾开发复垦和矿区生态保护的要求,结合挖深垫浅、疏排积水等复垦方式增加耕地,同时要维护、增强采煤沉陷湿地的生态功能,以建立采煤沉陷区资源开发、土地复垦、生态保护统一的综合利用体系。     

中国东北多煤层老矿区采煤沉陷地损毁特征与复垦规划

多煤层老矿区开采时间长,土地损毁程度严重,沉陷地再利用情况复杂。该文通过实地调查和搜集各煤矿地质地形图、采掘图、储量图和采矿历史等资料,借助矿区沉陷预计软件(MSPS),运用概率积分法对鹤岗矿区沉陷地近期(2014-2020年)和远景(2021年-闭矿)2个阶段进行沉陷预测,并采用ArcGIS软件对数据进行统计分析。根据有关规程中各地类沉陷地损毁程度判定标准对鹤岗采煤沉陷地损毁程度进行划分。基于鹤岗采煤沉陷地损毁特征,提出鹤岗矿区沉陷地时空复垦的规划模式。结果表明:随着煤炭不断开采,多煤层老矿区沉陷范围不断扩大,土地损毁程度加重,地表最大下沉深度达39.4 m;沉陷地在进行再利用过程中存在阶段性变化特征,可根据特定阶段沉陷地损毁特征制定土地用途。沉陷地区域稳定性特征和损毁程度是进行沉陷地时空复垦规划的重要依据。从时间安排看,应以闭矿沉陷地损毁程度为着眼点,全面考虑,确定各区域稳沉时序,鹤岗采煤沉陷划分为优先永久治理区、优先临时治理区、动态治理区和未来治理区;从空间布局看,前3个治理区功能定位依次为接续替代产业用地、短期工业用地和农业用地。     

呼伦贝尔草原矿生态受损预测与修复对策

以伊敏五牧场煤矿为例,通过图形叠加法、调查法和类比法,探讨了呼伦贝尔草原矿生态受损预测与修复方法.根据煤矿开采后土地沉陷以及土地利用情况,将项目区划分为沉陷区和土地占用影响区.项目区总面积为5638.24hm2,受到影响的区域面积为4244.67hm2.其中有75.3%的土地将发生沉陷,由陆地生态系统演化为水域生态系统,另一部分也产生不同程度的裂缝和塌陷等.主要是通过土地整治和植被恢复等方法进行修复.不受采煤沉陷影响的区域面积是1393.58hm2,包括工业场地、排矸场、运输工程和场外线性工程等,工程建设的实施将破坏地表植被,加剧水土流失.除采取围栏封育的保护措施外,还要制定相应土地复垦和水土保持措施.     

基于GIS的高山峡谷煤矿区土地损害程度评价——以重庆市松藻矿区为例

将煤矿区土地损害程度评价与GIS技术相结合,着重分析了GIS支持下的矿区损害土地指标因子,建立了基于GIS技术的高山峡谷煤矿区土地损害程度评价模型和体系。结合重庆松藻矿区土地损害实例,实现了对矿区土地损害程度的科学、客观、可视化评价。评价结果表明:松藻矿区采煤塌陷导致的损害区面积为6 230.14 hm~2,其中中度破坏面积最大,为3 216.28 hm~2,占51.62%;其后依次为轻度破坏2 086.02 hm~2、重度破坏909.98 hm~2、严重破坏17.86 hm~2,分别占损害区面积的33.48%、14.61%和0.29%。     

省级土地整治规划中复垦规划方法与实证研究——以山西省为例

当前我国正在开展新一轮土地整治规划编制,而土地复垦规划作为土地整治规划的重要内容,因损毁土地基数不清、复垦潜力评价方法单一、复垦目标确定不够科学等问题严重影响土地复垦规划编制的科学性。该文采用统计分析法、典型调查法、实证分析法和类比法,结合山西省的具体情况,将损毁土地划分为煤炭、金属、砖瓦窑、公路、铁路、水利水电、自然灾毁7个类型,具体采用单位产量损毁系数测算法、典型调查法和统计分析法测算损毁土地面积、采用定性与定量结合的方法进行复垦适宜性评价、综合考虑多方面因素确定复垦目标。研究表明:山西省各类型损毁土地基数5.06×10⁵ hm²,待复垦损毁土地3.51×10⁵ hm²,损毁土地可复垦耕地潜力1.55×10⁵ hm²,规划期内确定土地复垦总目标3.0×10⁴ hm²。基于省级土地整治规划中损毁土地测算、复垦潜力评价及复垦目标确定的方法体系的探索,可为土地整治规划中复垦规划的编制、实施、监管和评价提供参考,具有重要的理论意义和实践指导意义。     

高潜水位平原采煤沉陷区耕地损毁程度评价

中国煤炭与耕地分布复合区面广量大,煤炭开发不可避免地造成耕地减产或绝产。该文针对高潜水位平原型采煤沉陷区,在明确评价单元的目的性和尺度差异性基础上,基于农用地分等理论并兼顾采煤沉陷特点,构建了包括耕地土壤特征、耕地环境变化和耕地配套设施3个准则层、15个指标的评价指标体系;基于最差因子判别法与综合指数法,提出了耕地损毁指数模型。通过案例进行应用与验证,结果表明:沉陷盆地上坡、中坡、下坡及坡底的损毁指数分别为0.081、0.190、0.248和1,耕地损毁程度分别为轻微、轻度、中度和极严重损毁,在全面反映耕地损毁状况的同时,评价结果也能与农用地等级更新有效衔接。     

基于改进灰色聚类模型的矿区耕地损毁程度评价

为更加客观准确地反映矿区耕地的损毁程度, 更好地服务于耕地保护与土地复垦, 针对经典灰色聚类法单纯用阈值法确定权重, 不能较好地反映指标的损毁程度对聚类对象影响的局限性, 本文设定了有效土层厚度为主导限制性指标, 并将相对限制性指数融入到灰色聚类法中, 构建了GCM_DR(Grey Clustering Method_Dominant Restrictive Indicator & Relatively Restrictive Index)矿区耕地损毁程度评价模型, 并选用我国某高潜水位矿区塌陷损毁耕地进行了评价模型应用的验证。结果表明: 研究区2个塌陷盆地共计8个评价单元的损毁等级分别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅲ, 该趋势与其他方法基本一致, 结合实地调研情况, 表现了较高的可靠性; 主导限制性指标的设定使得该模型既考虑到了综合因素又兼顾主导因素, 一定程度上减小了评价任务的工作量, 提高评价工作的效率; 与经典灰色聚类模型相比, 改进后的模型强调指标的相对限制性, 损毁程度大的指标权重较大, 聚类系数向损毁级别高的方向倾斜, 表现了较好的灵敏性; 在确定权重时改进后的模型强调聚类指标的相对损毁程度, 一定程度上减小了分级跨度不同导致的权重分配的不合理性。因此, GCM_DR模型可应用于矿区耕地损毁程度评价工作中, 在了解耕地损毁现状、编制土地复垦方案、确定赔偿责任范围等方面有较好的应用价值。     

基于改进模糊综合评价模型的矿区土地损毁程度评价

土地损毁程度评价是土地复垦适宜性评价及制定复垦措施的重要依据。针对经典模糊综合评价方法中确定指标权重主观性较强的问题,将模糊意见集中决策引入指标赋权法(G1法),建立基于改进G1法的模糊综合评价模型,并将改进的评价模型应用到山西省富康源煤矿土地损毁程度评价中。根据土地损毁类型,研究区划分为两大类(塌陷地和压占地)共5个评价单元,构建研究区土地损毁程度评价指标体系,使用改进G1法确定各评价指标的权重,对研究区5个评价单元进行损毁程度评价。结果表明,5个评价单元的土地损毁程度分别为:中度、轻度、轻度、重度、中度,运用该评价模型得到的评价结果与其他方法基本一致,结合实地调研情况,表现了较高的可靠性。与经典模糊综合评价模型相比,改进后的模型强调权重确定的科学性,克服了经典模型在指标数量较多时权重分配不合理的缺点。因此,该模型可应用于矿区土地损毁程度评价工作中,在矿区土地复垦、生态环境恢复治理、确定赔偿责任范围等方面有较好的应用价值。     

煤矿损毁土地复垦适宜性评价研究

矿山土地复垦适宜性评价能够正确合理地确定矿山损毁土地复垦方向。基于此,以府谷县伙盘沟煤矿为例,根据矿山实际,分析了矿区土地利用现状及损毁土地情况,对土地复垦适宜性进行了评价,为矿区土地复垦提供了科学依据。     

兴隆庄采煤对农田景观格局的影响及景观重建

通过对兖州兴隆庄矿区农田在采矿前后、复垦前后的景观格局变化情况的分析，得出如下结论：煤矿区农田在井工开采干扰下，农田景观过程及格局变化取决于采空区的形状、采厚、采深、煤层倾角、地表潜水位和顶板管理方法等，采矿区农田景观格局变化的范围远大于其对应的井工开采对应的采空区范围；采矿条件是影响矿区农田景观格局变化的主要因素，积水、坡地、裂缝是开采后农田景观主要格局；农田景观格局一般随着开采进度的开展，地表逐渐沉陷，由平坦农田转为坡耕地、积水，并且随着开采进度范围逐渐增大，斑块密度减少，斑块面积和斑块周长增加，农田集约程度下降；沉陷农田的景观形状指数较大，形状不规则，斑块形状指数仍然接近1，斑块沉陷边界规则，与区域地下煤层地势平缓相关。     

煤炭开采对矿区土地利用景观格局变化的影响

为揭示煤炭资源开采对矿区土地利用景观格局变化的影响,以徐州沛北矿区为例,应用GIS、景观生态学和数理统计方法,分析了该区土地利用结构和景观格局变化,并从生命周期的角度探讨了煤炭开采对景观格局演变过程的影响。结果表明:1994—2014年间沛北矿区土地利用结构和景观格局变化显著,耕地、林地和未利用地减少,工矿建设用地和塌陷水体持续增加;景观呈破碎化和均匀化趋势,景观分形特征趋于简单化和规则化。进一步对景观指数突变检验分析可知,耕地最大斑块指数和集聚度指数分别在1999年和2001年出现突变点;塌陷水体的最大斑块指数自1995年起持续上升,而集聚度指数呈显著上升—变化不显著—显著上升的趋势。煤炭持续大规模开采导致地面塌陷、积水,耕地损毁以及快速城镇化是景观格局变化的主要原因,但随着矿区土地复垦,耕地、水体面积增大,景观破碎化程度减小,对塌陷地的治理取得了一定成效。研究结果对矿区土地复垦和受损生态景观修复具有重要的指导作用。     

淮南采煤沉陷区积水过程地下水作用机制

高潜水位采煤沉陷区容易积水,地下水在其中所起的作用相关研究不足。该文借助相关水文推理和数值模拟分析,对淮南典型孤立采煤沉陷区的地下水作用机制进行了辨析,取得的主要研究结论为:当地降水、蒸发水文条件是孤立沉陷区积水的控制性因素,一般年份下没有地下水的补给作用其积水面积比也能达到71%左右;由于淮北平原地势平缓,地下水径流微弱,水平衡定量分析表明典型沉陷区的地下水补给量仅占其积水来源百分之几的数量级;在一个水文年内,地下水与采煤沉陷区积水间的作用过程具有明显的阶段性特征,在汛期基本上表现为沉陷区积水向地下水的净渗漏,在非汛期基本上表现为地下水净补给。该文可为淮南矿区及中国华东类似采煤沉陷区的水资源利用研究提供一定的参考。     

黄土沟壑区采煤塌陷地不同土地利用类型土壤性质损害特征

  目的  探究半干旱榆神府矿区采煤塌陷地不同土地利用类型地表土壤损害程度和机理。  方法  选择榆神府矿区黄土沟壑地貌下林地、耕地、园地和草地4种不同土地利用类型,分析地表塌陷前后土壤物理、化学和生物学性质的变化特征,通过主成分分析和排序探讨采煤塌陷对不同土地利用类型土壤性质的影响。  结果  4种土地利用类型地表塌陷1 ~ 2年内土壤性质均朝着水分、养分减小的方向发展,但不同土地利用类型塌陷地土壤损害特征具有明显差异,其中草地的土壤机械组成和养分含量、林地的速效养分特征、园地的砂粒含量各自变化较显著;土壤机械组成、有机质和水分含量是影响榆神府矿区土壤质量变化的关键因子;在矿区损害地土壤系统修复过程中,除必要的塌陷地充填外,草地还需采取人工施肥、补水和微地形改造等措施,林地还需施加氮磷肥辅以相应的微生物菌剂,园地和耕地损害较小可减小人工干预。  结论  半干旱或干旱区煤炭开采塌陷地在生态修复过程中,针对不同土地利用类型土壤损害程度与成因采取对应的恢复措施,有利于矿区生态环境高效和高质量恢复。     

土地复垦矿区的景观生态质量变化

为揭示土地复垦对矿区景观生态状况的影响,以徐州市贾汪矿区为例,运用RS、GIS和景观生态学方法,从生态系统稳定与干扰程度2个方面构建景观生态质量评价模型,并分析评价了该区的景观生态质量及变化。研究结果表明:2001-2010年间,贾汪矿区景观生态质量发生了明显变化,总体呈变好的趋势。2001年和2010年景观生态质量达到稳定和较稳定的面积分别为49994.86和56160.31hm2,2010年比2001年增加了6164.45hm2;从总体变化看,变好和略微变好的地区约占28.23%,主要分布在破坏较少的山区和煤矿复垦区,表明土地复垦工程对矿区生态环境起到了一定的改善作用。变差和略微变差的地区约占19.44%,表明部分地区生态环境质量仍在下降,主要由于城镇化的快速发展,煤炭开采的继续,环境保护措施不及时以及复垦地区的二次塌陷、治理标准低等原因。因此,需加大对生态脆弱区的环境保护,完善矿区复垦技术规程,制定生态修复策略,从而实现矿区土地的可持续发展。     

矿区土地利用分形特征动态变化

为了揭示矿区土地利用结构的空间行为和迁移状况,以徐州城北矿区3期遥感数据为数据源,利用GIS空间分析技术,选取土地利用形状分维数、计盒维数、半径维数、分枝维数4个指标对3个时期（1978年、2000年和2011年）矿区土地利用结构的复杂程度、稳定程度、空间占比、衰减状况和相互渗透程度进行多角度分析。结果表明,矿区土地呈现明显的分形特征,由于煤炭资源的开采、复垦项目的实施和城市化进程的加快,各地类的分形特征均发生了不同程度的变化：5种土地利用类型中,水域和耕/园地受煤炭开采和复垦活动的扰动较大,形状分维数和分枝维数均呈现先增加后降低的趋势,而城镇/工矿用地受城市化进程的影响,形状分维数持续增大,趋于不稳定;由于煤炭资源的开采,占用了大量耕地,使原本规整的耕地变得支离破碎并形成零星的塌陷积水区,使耕/园地的计盒维数和半径维数降低,而由于复垦项目的实施,使得水域斑块面积增大,使水域的计盒维数和半径维数增大;相关分析结果表明4个指标中计盒维数与半径维数和形状分维数与分枝维数两两间存在较弱的相关性。综上所述,煤炭资源的开采、矿区土地复垦和城市化是区域土地利用分形特征与结构稳定变化的主要驱动因素。     

基于综合评价的矿业废弃地整治时序确定

为确定合理的矿业废弃地整治时序,保护生态环境,迎合矿产资源型城市经济发展和产业转型的用地需求。该文以北京市门头沟区为研究区域,从生态状况、修复成本、区位条件、经济和社会因素4个层面构建了确定矿业废弃地整治时序的评价指标体系,进而构建了基于该指标体系的评价模型。兼顾行政管理的需要,将门头沟区行政村界线图、煤矿废弃地分布图进行叠加,以村作为评价单元,对各指标进行量化,确定煤矿废弃地的整治时序。研究结果表明:在北京市门头沟区,煤矿废弃地分布在45个村庄,其中,近期整治的村为16个,煤矿废弃地面积121.94 hm2;中期整治的村为19个,煤矿废弃地面积105.41 hm2;远期整治的村为10个,煤矿废弃地面积54.27 hm2,该研究结果为该区矿业废弃地整治时序的确定提供了理论支持。