基于Web的煤矿废弃地土地复垦决策支持系统设计与实现

为了克服现有煤矿废弃地土地复垦与植被恢复试验法费时费力的缺陷,根据土壤基质和气候相似性原理,采用模糊综合评价一灰色关联优势分析、基于距离的相似算法、基于规则的推理等多种数学方法,分别从植被恢复潜力评价、适生植物品种选择、土地复垦方案选择3个方面建立了相关数学模型,解决了煤矿废弃地恢复潜力的分级、先锋植物选种和土地复垦方案的确定等问题,从而为煤矿废弃地的植被恢复提供了一系列的决策支持.并使用ASENET 等编程语言结合MS Access数据库设计并开发了基于web的煤矿废弃地植被恢复的决策支持系统,该系统能为煤矿废弃地植被恢复工作提供新的研究模式和手段,并已经在辽宁省阜新矿区得到应用,结果表明系统所采用的方法科学、合理、可行.     

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。     

铁法煤矿采煤沉陷区土地复垦综合治理模式初探

位于松辽平原辽宁省铁法市的铁法煤矿是全国八大煤炭基地之一 ,该矿于 5 0年代开采 ,6 0年代出现沉陷 ,现已达到稳定沉陷期。最大沉陷深度为 12m ,≥ 3m的沉陷坑共有 2 0 0 0余个 ,分布面积 2 0km2 。因采煤沉陷的面积还在不断扩大 ,人均耕地面积越来越少 ,制约了当地农业的发展。沉陷区复垦成为当务之急。通过分析沉陷区自然条件和社会条件 ,提出综合治理的实施方案 :积水深坑建鱼池 ,土地复垦成方田 ,堤路植树防风固沙绿化环境 ,排灌结合保丰收。历经 3a的综合治理 ,总投资 12 0 0万元 ,动用土石方 10 6 .6 1万m3 ,积水深坑新建鱼池 32个 ,面积4 5 .5 5hm2 ,既解决积水深坑填平恢复耕地的困难 ,又增加了经济效益 ;土地复垦成方田 16块 ,净增耕地面积 2 6 6 .2 7hm2 ;综合治理后 ,基本形成了粮、油、果、菜、鱼齐发展的新局面。     

采煤沉陷区土壤重金属含量对土壤酶活性的影响

为探明煤矿沉陷区土壤受重金属污染情况,探讨重金属含量对酶活性的影响,以焦作韩王煤矿沉陷区为例,通过野外调查与采样和室内分析,研究煤矿沉陷区土壤中重金属累积特性与土壤酶活性的变化。结果表明:研究区土壤中重金属Cu、Zn、As、Mo、Hg、Pb、Cd等含量均高于对照小区的含量,且有明显的空间异质性;沉陷区各种酶活性大都低于对照点,其在空间分布上受重金属的影响,重金属Co、Ni对大多数酶有促进作用,As、Mo则对酶活性有抑制作用,重金属对酶活性的影响取决于重金属的类型与含量;在研究区,蔗糖酶对重金属污染较为敏感,表明蔗糖酶可作为评估煤矿沉陷区土壤环境质量变化的有效指标。     

天山北坡煤矿废弃地土壤种子库特征研究

采用野外调查和温室萌发相结合的方法,对新疆呼图壁县西沟煤矿废弃地的土壤种子库物种组成、生活周期、物种多样性及其与地上植被间的关系进行了研究。结果表明:1土壤种子库共有40种植物种,隶属于14科,且多年生植物多达25种(62.5%)。2土壤种子库中草本层物种丰富度指数、多样性指数均为最高,其次为灌木层和乔木层,种子库物种多样性主要受草本层丰富度影响。在科属中,十字花科、菊科、蔷薇科、豆科、禾本科物种丰富度指数较高。3土壤种子库与地上植被的相似性系数为0.322,表明地上植被对土壤种子库的贡献较大,但由于长期采矿、放牧,使得种子库的物种多样性受到较大干扰。西沟煤矿废弃地具有依靠土壤种子库实现生态修复的潜力,但需要积极采取人工措施促进生态修复。研究西沟煤矿废弃地的土壤种子库特征,是合理制定废弃地生态修复措施的重要依据。     

基于Web-GIS和RS的煤矿废弃地植被恢复空间决策支持系统

该文采用Web-GIS(网络化地理信息系统)和RS(遥感)技术,集成了煤矿废弃地植被恢复潜力评价模型,植物适生品种的选择模型、土壤成分预测模型、植被恢复成本核算模型和土地整理方案选择模型,开发了煤矿废弃地植被恢复空间决策支持系统。该系统在IIS(Internet信息服务)、ArcIMS、ArcSDE和MS SQL Server平台下构建了B/S(Browse/Server)"瘦客户"模式,采用ASP.NET(C#)核心技术开发而成。该系统为矿业废弃地植被恢复网络化和数字化研究提供了依据,为国家、地方政府和矿山企业开展矿业废弃地动态监测和植被恢复管理工作提供了一种便捷的网络化、智能化、形象直观的决策支持方式。     

北京市门头沟区采砂废弃地治理遥感评价

[目的]对北京市门头沟区采砂废弃地治理进行遥感评价,为北京市政府进行采砂废弃地这一典型退化生态系统的生态修复和景观重建提供依据。[方法]基于门头沟区采砂废弃地遥感影像及实地调研,对各采砂废弃地的规划利用方向进行分类,同时利用综合指数法、GIS分析法和专家打分法等景观评价方法,选取相应的评价因子建立评价模型,对门头沟区采砂废弃地的生态治理效果进行综合评价。[结果]门头沟区采砂废弃地规划利用方式为公共绿地及公园、自然生态恢复区、建设用地、基本农田、河道综合治理区5大类别,治理效果表现为:公共绿地及公园河道综合治理基本农田建设用地自然生态恢复区。[结论]门头沟区治理近10a来,采砂废弃地规划利用及生态修复取得了显著成效,总体生态治理效果达到近理想的状态,其中公共绿地及公园的治理效果接近理想状态,无论从植被覆盖度还是景观协调度方面都体现出更好的恢复效果,而自然生态恢复方式效果一般,对采砂废弃地不宜采取该种方式。     

煤矿采空沉陷影响区的水土保持措施

煤炭开采造成了大面积的采空区,极易引起地表沉陷,从而造成水土流失及地质灾害。在探讨采空沉陷影响区面积预测方法的基础上,提出了采空沉陷影响区的水土保持措施。     

采煤沉陷区土地利用变化及其景观异质性分析——以山西省东大煤矿为例

以山西省东大煤矿为例，对采煤沉陷区沉陷前后土地利用状况的变化以及景观异质性进行了初步研究。主要分析了不同土地利用类型斑块数量、面积的变化，以及景观破碎度、多样性、均匀度、优势度等指标。研究结果表明，采煤沉陷造成地表移动变形产生的裂隙、陷坑、塌方或滑坡等，致使土地被分割破碎，斑块数量增加而面积减小，植被毁坏，生态环境向着不合理的方向发展。     

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。     

新疆煤矿水土流失及生态环境危害分析

新疆是我国水土流失最严重的省份之一,煤矿开采活动引发的水土流失问题日益突出,水土流失防治任务繁重。针对新疆煤矿水土流失问题,通过资料收集、实地调查、文献研究等方法,总结了新疆煤矿分布特征及其水土流失的形式、成因、特点,分析了煤矿建设、开采过程中水土流失引起的生态环境危害,将新疆煤矿水土流失治理模式概括为4种类型,建立了煤矿建设项目水土保持体系,以期为干旱内陆区煤矿生态文明建设提供依据。     

煤矿开发建设项目水土流失防治对策

煤炭作为我国的主要能源和重要的战略物资,在未来相当长的时期内,仍处于十分重要的地位。在煤矿开发建设项目建设和生产运行期间,会产生大量的水土流失,若不采取相应的防护措施,则会对周边环境造成不可估量的损失。通过对煤矿开发建设项目的特点及其在开发建设过程中造成水土流失的特点及危害进行全面分析,提出了在煤矿开发建设过程中水土流失的防治对策:一是要贯彻执行国家法律法规,二是要推广应用先进的开采技术,三是要净化利用矿井外排废水,四是要恢复整治采空沉陷区域,五是要改善优化矿区生态环境。     

采煤沉陷区包气带土壤水力参数测定及特征分析

为研究矿山采煤沉陷中的裂隙对包气带土壤水力参数影响,通过对淮南潘一煤矿沉陷区包气带土壤颗粒组成、水分特征曲线(SWCCs)和非饱和导水率曲线(UHCCs)测试分析,并与非沉陷区进行对比分析讨论。结果表明:处于稳沉阶段的沉陷区,其裂隙对包气带土壤水力参数产生影响表现为沉陷作用降低了包气带SWCCs斜率,且地表深部隐伏裂隙减小了SWCCs中的进气值,导致沉陷区包气带土壤释水能力增大;UHCCs测定分析表明,在相同基质势作用下,沉陷区土壤UHCCs明显低于对照组,由于沉陷产生的裂隙中的水最先被排空,形成不导水的空隙,导致非饱和导水率下降。研究结果为沉陷区水分运移试验研究提供一定理论与指导。     

充填与非充填开采条件下煤矿沉陷区耕地土壤质量空间分布规律研究

为了研究煤矿井下充填开采是否能有效保护地表耕地土壤环境,保持土壤肥力,本文以皖北矿业集团公司五沟煤矿充填开采工作面与非充填开采工作面为试验区,在2个工作面对应上方地表分别划分试验区域和对照区域,进行采样、相关土壤指标检测及结果分析。试验区域(充填开采)包括:地表沉陷区坡脚B1处(点1?~点3?)、沉陷区坡面B2处(点4?~点6?)、沉陷区坡顶B3处(点7?~点9?);对照区域(非充填开采)包括:地表沉陷区坡脚A1处(点1~点3)、沉陷区坡面A2处(点4~点6)、沉陷区坡顶A3处(点7~点9)。每个区域分别在9个采样点内按照0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm 3个土壤深度分层采集土样,对土壤理化性质以及该区域小麦株高和经济产量进行了测定和分析。试验结果显示,充填开采区域土壤碱解氮、有效磷、速效钾和有机质在3个土层的平均含量均高于非充填开采区域。试验观测期间,3月份B1处小麦株高小于A1处,5—6月B2和B3处小麦长势均优于A2和A3处,直至收割;小麦成熟时,充填开采区域经济产量高于非充填开采区。充填开采区域地块土壤含水量高于非充填开采区域。因此,本文认为充填开采比非充填开采更能保持开采区域上覆土壤的养分和水分。但与正常土壤背景值相比,充填开采区域上覆土壤仍存在某些营养元素(如有机质及磷元素)含量不足的问题,其作为农耕地需要加强人工活动的影响,如增施肥料、加强田间管理等。     

煤矿沉陷区沉陷裂缝对土壤特性和作物生长的影响

为了研究煤矿沉陷区沉陷裂缝对土壤特性和作物生长的影响,通过野外调查和室内分析,对沉陷裂缝周围土壤水氮含量、微生物学特性和作物生理、产量特性进行了研究。结果表明,沉陷裂缝导致了土壤水、氮的流失。距沉陷裂缝越近,土壤含水量和有效氮含量越低,当距裂缝距离超过120 cm时,沉陷裂缝对土壤含水量和有效氮含量影响不显著。土壤水肥特性改变也导致了土壤微生物特性的改变,距沉陷裂缝越近,土壤酶(脲酶、蔗糖酶)活性和土壤呼吸速率越低。当距裂缝距离超过90 cm时,沉陷裂缝对土壤微生物的特性影响不显著。沉陷裂缝通过影响土壤中水分和矿物营养的含量,进而影响到植物叶片的叶绿素含量和光合特性。当裂缝距离超过60 cm时,沉陷裂缝对小麦叶片的叶绿素含量影响不显著。在拔节期,沉陷裂缝对光合作用的影响主要在距裂缝0~60 cm范围内,当距裂缝距离超过60 cm时,沉陷裂缝对小麦光合作用的影响不显著。但到花期时,当距裂缝距离超过90 cm时,沉陷裂缝对光合作用的影响不显著。沉陷裂缝对小麦各产量性状也造成了不同程度的影响。在距裂缝0~60 cm范围内,沉陷裂缝对株高、单茎重和穗粒数均有显著影响,当距裂缝距离超过90 cm时,则影响不显著。沉陷裂缝导致小麦穗数和产量的下降,距裂缝越近,小麦穗数和产量下降幅度越大,与距裂缝120 cm处小麦相比,裂缝边缘0~30 cm范围内小麦穗数和产量分别降低43.7%和53.3%。总之,开采沉陷产生的裂缝(隙),导致附近土壤水分蒸发增强和养分流失加剧,降低了土壤质量,影响到作物的生长,最终导致作物产量显著降低。     

基本农田保护区内采矿废弃地的生态重建

首先区别了矿区废弃地恢复、复垦和生态重建3个概念;随后探讨了采矿废弃地生态重建的目标和措施;在分析中国现行技术存在问题的基础上,探讨了现阶段生态重建技术的研发与示范;最后提出了为进一步保护矿区内现有的基本农田和重建因采矿破坏的基本农田,还应加强矿区开采沉陷监测与预警的系统研究,构建采矿废弃地生态重建的政策保障体系,及探讨以土地整理项目促进采矿废弃地生态重建的可推广模式。     

井工煤矿沉陷区土地复垦评价专家系统初步设计

为了提高土地复垦评价的效率,实现土地复垦评价的自动化和智能化,以Microsoft Visual C2010、ArcEngine、ArcSDE等技术为开发环境,采用Microsoft Visual C2010语言与ArcEngine开发组件集成的方式,设计了井工煤矿沉陷区土地复垦评价专家系统。该系统包括地图操作、知识获取、适宜性评价、获取专家意见等功能模块。系统通过专家知识、经验,自动匹配复垦模式,确定复垦方向,避免了复垦工程规划设计中的不足。     

门头沟区龙泉镇煤矸石山植被恢复中的树种选择

为筛选出可在煤矿废弃地生长的先锋树种,以及适宜在煤矿废弃地环境生长的景观树种,在北京市门头沟区龙泉镇的滑石道矸石山的平台上选择了10种抗逆性强的树种作为供试材料,通过测定株高、地径、冠幅生长量等生长指标和叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性等生理指标,对10种植物的适应性指标测定值进行了综合研究、分析及评价。结果表明:不同树种的年生长量(株高、冠幅、地径等)和生理指标(叶绿素含量、SOD和CAT酶活性)均不同,呈现出极显著的物种差异;荆条和千头椿的生长适应性较强,在煤矿废弃地植被恢复中可将其作为先锋树种,元宝枫、紫叶小檗、柠条和珍珠梅也较适应在煤矿废弃地环境中生存,可用来丰富矿区废弃地生态恢复中树种的多样性,提高矿区废弃地的自然景观效果。     

黄土高原山地采煤沉陷对土壤侵蚀的影响

为了测度山地井工采煤区地表沉陷引起的土壤侵蚀因子在空间和数量上的变化,该文以开采沉陷规律和模型为基础,运用数字地形分析、遥感影像融合等技术,揭示了黄土高原煤矿区山地开采沉陷引起的地表坡度、坡长、植被覆盖3大因子在空间上的改变量以及由此导致的土壤侵蚀变化量,并分析了土壤侵蚀的变化机制。研究结果表明:2001-2010年,研究区因开采沉陷导致地表平均坡度减少0.025°,平均坡长因子减少0.139;沉陷区内土壤侵蚀量不变、减小和增大的土地面积分别为3.083、3.412和4.707 km2,沉陷区外土壤侵蚀量减小和增大的土地面积分别为0.143和0.023 km2,土壤侵蚀总量减少78426.95 t,平均减小689.892t/(km2·a);开采沉陷导致坡长因子变化,对土壤侵蚀的影响波及到沉陷区以外的部分地区;山地开采沉陷对土壤侵蚀的影响与平地差异明显,不存在绝对的正向或负向影响,并且在沉陷区内外均可能为正向或负向,其结果与原地貌及沉陷幅度、区位密切相关;沉陷可能导致坡面下游区域的汇水面积和坡长因子变化。该研究结论为山地矿区土壤侵蚀区位、侵蚀量预测提供依据。     

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。