基于组件式GIS的土地潜力分区信息系统设计

土地潜力定性与定量分析,是土地开发利用整理的重要指标。本文以阜新市伊吗图镇采煤沉陷区土地整理项目为例,论述了应用组件式GIs—superMapGIs建立土地开发整理潜力分区信息系统的方法。该方法革新了传统的手工方法,提高了工作效率和质量。     

基于能值理论的采煤沉陷区土地复垦行为分析

利用能值分析方法揭示采煤沉陷区土地复垦行为特征,为采煤沉陷区土地复垦决策和土地利用导向提供科学依据。以徐州城北矿区复垦区为例,采用野外试验与能值理论分析相结合的方法,对采煤沉陷区土地复垦前后能值变化进行分析。结果表明:土地复垦是以人的价值行为为导向、自然资源为依托、生态系统流为骨架,来实现和提升采煤沉陷区生态经济系统功能;以恢复和提高区域生产力为价值导向的土地复垦行为可有效提高区域和产品服务功能,年净增加能值361.61×1016 sej;复垦后土地用途增加一定面积的鱼塘和储水区,在满足生产需求的同时,可提高区域水分涵养功能,年净增加能值4.6×1016 sej;土地复垦行为是通过调整采煤沉陷区土地利用结构、土地利用布局和土地利用行为,以实现生态经济系统能量流动与转换来增加区域生态经济系统能值。      

淮南潘谢采煤沉陷区水生态环境评价与功能区划

受采矿活动制约,采煤沉陷积水区以众多的小型塌陷湖泊类水体景观为主,由于矿区水文生态环境条件和水体利用方式等方面的差异,不同类型塌陷湖泊水体污染程度和营养状态差异较大,单个塌陷湖水体环境容量较小,对人为活动响应较快。通过对潘谢采煤沉陷区五个矿区水域的监测分析评价,并结合各分矿区土地利用情况、自然环境条件和社会经济发展状况,以生态环境质量调查和评价结果为主要依据,构建研究区的水生态功能分区指标体系,形成水生态功能分区研究成果。通过研究,可以为沉陷区水资源分类利用、污染控制和生态修复提供基础资料、理论支撑和实践指导。     

采煤沉陷对水田土壤水系统的影响及改良对策——以重庆松藻矿区为例

采煤沉陷区土地生态复垦是当前土地整治面临的主要焦点问题之一。以重庆松藻矿区沉陷区受损水田为研究对象,通过实地考察和文献总结,分析水田土壤水系统组成特征,系统探讨了采煤沉陷前后土壤水系统的含水土壤剖面层物理特性和土壤水流入渗状态,针对这些变化提出了矿区生态恢复和土地复垦的具体对策。      

我国将加大力度整治采煤引发的地质灾害

据统计，我国采煤平均吨煤排放地下水量为2～2．5吨，排放瓦斯4～5立方米；每采万吨煤沉陷面积4～5亩，消耗木材100立方米。我国煤炭工业53年中，累计排放煤矸石46～50亿吨，排放矿井水680～790亿吨，采煤沉陷土地面积950万亩，形成矸石山2800余座，积存煤矸石36亿吨，矸石山占地6．5万公顷，露天矿挖损土地1125万亩，煤炭自燃56个火区，过火面积720平方公里，采煤引起的地质灾害严重。[第一段]     

高潜水位采煤沉陷区积水范围动态演化规律

为了研究高潜水位采煤沉陷区积水范围动态演化规律，以安徽淮北五沟煤矿1031工作面为研究区域，基于Landsat-8遥感数据解译结果，总结了2013-2017年1031工作面上方地表积水范围演化规律，分析净降水量、地下水埋深、工作面推进距离等因素对积水范围演化的影响，并提出积水边界角的概念，建立了积水边界角随采动时间变化的函数关系式。研究发现:高潜水位采煤沉陷区地表积水演化分为4个阶段:未形成期、同步增长期、残余增长期、相对稳定期；在同步增长期和残余增长期，工作面推进距离、净降水量与积水面积日增长量呈正相关，地下水埋深与积水面积日增长量呈负相关；工作面推进距离是积水范围演化的关键影响因素，在工作面推进距离为476 m左右时，地表产生积水，工作面停采后5个月左右，积水面积趋于稳定；积水边界角先呈减小趋势，再趋于稳定，在同步增长期和残余增长期，积水边界角总体呈减小趋势，但受气象、地下水埋深等因素影响而波动；相对稳定期，积水边界角整体趋于90°。本研究为高潜水位采煤沉陷积水区土地利用规划、土地复垦、水陆复合生态系统建立等提供理论依据。      

采煤沉陷区地质环境现状及生态环境修复措施探析——以安龙县普坪采煤沉陷区综合治理为例

煤炭开采引起的地表沉陷造成的地质灾害、经济损失和社会问题日趋严重,对采煤沉陷区进行生态环境修复治理尤为迫切。本文以贵州安龙县普坪采煤沉陷区为研究区域,基于该采煤沉陷区矿山地质环境调查成果,针对存在的地质环境问题提出生态环境修复措施。结果认为：安龙县普坪采煤沉陷区地质环境问题主要为矿山地质灾害、地下水资源破坏和土地资源损毁。生态环境修复治理中应有针对性地采取搬迁工程措施、工业场地及废弃建筑物拆除措施、矿区残余房屋拆除措施、煤矸石堆修复工程措施、土地整治的工程措施及复绿工程措施。通过实施生态修复措施将有效改善矿区生态环境,减少和控制地质灾害发生,实现良好的环境、经济及社会效益。     

基于小波去噪和尖点突变理论的沉陷区稳定性分析及土地复垦措施建议

通过分析采煤沉陷区地表变形的特点,提出小波去噪及尖点突变理论进行稳定性评价的方法。首先,利用小波去噪对地表位移序列进行去噪处理,并对比不同去噪参数的去噪效果,得到各变形序列的最优去噪结果;其次,利用尖点突变理论对去噪后序列进行稳定评价,以判断沉陷区地表变形的稳定性;最后,对沉陷区的土地复垦措施进行研究,提出相应的复垦措施。通过实例检验,得出不同变形序列的最优去噪参数具有差异性,通过试算法确定最优参数的方法是可行且有效的;同时,尖点突变理论能对沉陷区的地表稳定性进行有效评价,具有操作简单、实用性强等优点,其评价结果为沉陷区的土地复垦工作提供了依据。     

综合方法在朱仙庄采煤沉陷区勘察中的应用与效果

地下采空区及其引发的地面沉降对人民生命、财产安全带来严重隐患,对生态环境危害极大,需要对其进行危险性评估和预测,并为矿山地质环境综合治理提供科学依据。通过遥感解译、水下测量、水工环调查、物探、钻探等手段对宿州市朱仙庄采煤沉陷区开展综合地质勘察,查明朱仙庄采煤沉陷区的地质灾害类型、分布与规模、沉陷现状及影响范围,为沉陷区地质灾害防治及综合治理、土地规划利用提供了依据。综合方法用于采煤沉陷区勘察效果好,可为今后开展类似工作提供参考。     

安徽两淮矿区采煤沉陷区综合治理现状与展望

安徽两淮矿区是全国重要的煤炭生产基地,大规模的煤炭资源开采不可避免的造成地表沉陷。通过对两淮采煤沉陷区的现状调查,客观的分析了采煤沉陷引出来的一系列社会危害;介绍了两淮矿区针对采煤沉陷区综合治理的先进模式;并对两淮矿区未来的沉陷区治理提出了几点建议,对推动两淮矿区采煤沉陷区的综合治理和生态修复具有一定的指导意义。     

靖远矿区采煤沉陷区复垦综合评价方法研究

以靖远矿区为例,从土地复垦和恢复生态学的角度出发,建立了靖远矿区采煤沉陷区复垦综合评价系统,选择土壤条件（土层厚度、土壤质地、有机质含量、土壤水分）、地形改造条件（地面坡度、地表破坏程度、改造难易程度）、气候及水文条件（年降雨量、灌溉条件）作为分类及评价因子对复垦潜力进行评价。将采煤沉陷地分为四种潜力区,对每种潜力类型区的复垦开发利用方向进行了优化设计,从理论上和实践上对靖远矿区采煤沉陷地的复垦能力以及复垦过程中用地结构的优化作了探讨,以期对当地沉陷地的复垦提供一定的科学依据。     

淮南采煤沉陷区积水来源的氢氧稳定同位素证据

淮南是我国东部重要的能源基地,由于长期地下采煤,地表形成大面积的采煤沉陷区并积水,造成严重地质灾害。针对于此,部分学者提出利用采煤沉陷区建立"平原水库"解决周边地区干旱年份农田缺水问题的设想。然而,一方面,由于煤层上覆几百米厚的新生代沉积,采煤塌陷形成的沉陷裂隙是否沟通了不同含水层之间的水力联系,并因此改变了这个地区的地下水系统,成为区域水资源评价需要了解的一个重要科学问题;另一方面,建立"平原水库"需要有稳定的补给水源,采煤形成的沉陷裂隙如果沟通了地下不同深度含水层的水力联系,是否使地下水成为塌陷区除降雨外的重要补给来源,这就成为评价"平原水库"水资源潜力的重要参考依据。氢氧稳定同位素是示踪天然水体水来源的重要手段,笔者在淮南矿区采集了旱季和雨季的浅层地下水、河水、雨水、沉陷区的积水等不同水体的水样23件,分析了其氢氧稳定同位素组成并与深层地下水进行对比。结果表明:雨季和旱季,该地区采煤沉陷区积水的氢氧稳定同位素组成都非常接近大气降水的氢氧稳定同位素组成,而与深层地下水的氢氧稳定同位素组成相差较大,说明采煤沉陷区的积水来源主要是大气降水补给。采煤沉陷区的沉陷裂隙贯穿了整个新生代地层,使地表水发生下渗与在深部与深层地下水发生不同程度的混合,而深层地下水尚不是"平原水库"的稳定补给源。     

基于无人机载LiDAR的采煤沉陷监测技术方法——以宁东煤矿基地马连台煤矿为例

探索采煤地表沉陷的高新监测技术方法是推动采煤沉陷监测的重要工作,无人机载LiDAR采煤塌陷监测技术是无人机与LiDAR构建的一种新型低空三维空间测量技术。以宁东煤炭基地马莲台煤矿采煤沉陷区为例,采用无人机机载LiDAR监测技术获取了2017年4月及8月2期三维点云数据,通过数据三维建模和沉降信息提取,得到了地面沉陷情况的三维立体图,监测出了3处地面沉降区,并利用实测水准点和已有GPS自动监测站数据,对该技术监测地面沉降的精度进行评估。研究结果表明,无人机机载LiDAR监测技术方法可满足采煤塌陷的立体监测需求,具有机动灵活、成本低、效率高、精度高等特点,未来可在类似地区推广应用。     

淮南潘集采煤沉陷区土壤及煤矸石镉环境地球化学特征

以淮南潘集采煤沉陷区土壤、煤矸石为研究对象,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定样品中重金属镉(Cd)含量,探讨其空间分布特征;利用Tessier五步形态提取法,研究样品中Cd赋存形态,分析其生物可利用性;最后采用地累积指数法评价沉陷区土壤和煤矸石中Cd污染程度。结果表明:潘集采煤沉陷区土壤Cd含量是淮南土壤背景值4.17倍,煤矸石中Cd含量是淮南土壤背景值和煤背景值5.33倍;潘集采煤沉陷区土壤和煤矸石中残渣态Cd占绝大部分,可交换态Cd含量低,但潜在生物可利用态含量高;地累积指数法结果表明,淮南潘集采煤沉陷区土壤和煤矸石中Cd中度污染,应采取措施优先治理控制。     

分布式“河道-沉陷区-地下水”水循环耦合模型——Ⅰ.模型原理与开发

基于水平衡原理提出了采煤沉陷区的水量平衡控制方程,详细描述了采煤沉陷区积水与多个水文要素之间的作用关系,并在分布式水文模拟的基础上开发了物理机制较强的"河道-沉陷区-地下水"耦合模拟模型。该模型可为采煤沉陷区积水机理、水循环转化机制、沉陷区进一步发展后的积水情势变化预测、沉陷对当地水循环的影响等研究提供定量分析工具。     

山西采煤沉陷区地质灾害特征分析

笔者从山西省的不同区域选取了7个具有代表性的采煤沉陷区区块样本,采用类比法和归纳法,对采煤沉陷区自然和人为因素引起的地质灾害类型、特征以及地质灾害的环境衍生效应进行了研究。结果表明地裂缝及地面塌陷是山西采煤沉陷区的主要地质灾害类型;地质灾害的诱发因素主要是人类工程活动,特别是采煤活动。此类灾害具有集聚性与群发性、诱发的多因性与治理的复杂性、灾害的衍生性与影响的多方面性等特征。地质灾害是造成地形地貌景观、土地资源、水资源、生态环境被破坏的重要原因,必须对其进行综合治理。     

淮北平原西淝河下段采煤沉陷区浅层地下水补排关系研究

安徽省淮北地区是我国重要的煤炭基地和能源基地,煤炭资源的长期开采形成了一定规模的采煤沉陷区。以淮北平原西淝河下段采煤沉陷区为例,分析了沉陷区蓄水与周边浅层地下水的补排关系。结合防洪、除涝等要求分析了沉陷区的蓄水条件及沉陷范围预测,确定了2020、2030年不同频次年份对应的正常蓄水位和汛限水位。选取谢桥站浅层地下水位观测资料,通过概化处理利用达西定律计算了沉陷区与周边浅层地下水的补排量,计算结果表明:月尺度上浅层地下水补给沉陷区占主导;沉陷区周边的浅层地下水会形成水位降落漏斗,但对浅层地下水水位和水量影响不是很大。     

铁法矿区采煤沉陷区的发展演化趋势分析

通过对矿区采煤沉陷区的调查，对影响沉陷形成的主要因素(煤层的厚度、煤层的埋藏深度、上覆底层的物理力学性质、松散层的厚度、矿井开采条件等)进行了针对性的分析，并对将来煤炭采空区的地面沉陷情况(至2010年末，区内将再形成约55km^2的沉陷与变形区)进行了预测，为该矿区地面沉陷的综合治理提供依据。     

虎头石煤矿土地整理地表沉陷稳定性评价

已闭坑多年的凌源市虎头石煤矿矿区范围内要实施土地整理项目,为确保土地整理工程安全,对其进行地表沉陷稳定性评价。本文通过虎头石煤矿采空区的采深采厚比及采空区埋深与覆岩破坏高度大小判断地表变形是否连续,采用概率积分法进行地表移动变形计算,通过地表移动延续时间和地表移动变形分析和评价矿区采煤沉陷稳定性,为类似煤矿地表沉陷稳定性评价提供参考。     

基于SVM的地下采煤区沉陷灾害发育敏感性分区研究

地下采煤区沉陷灾害发育重点区预测目前尚无固定程式,且敏感区预测结果存在不确定性较大的问题。以山西省太原市西山地区沉陷灾害为研究对象,分别以2012年和2014年核查编录的沉陷灾害数据为建模数据和验证数据,以高程、坡度、坡向、地势起伏度、地面曲率、地层岩组、地质构造为敏感性评价因子,综合运用GIS空间分析、统计分析和支持向量机(SVM)等方法,构建了4种核函数SVM沉陷灾害敏感性分区预测模型,分别从模型的评价因子权重、模型优选、敏感性分区预测结果、预测精度和模型适用性进行了分析。结果表明:多项式核函数SVM模型(PL-SVM)的训练精度(受试者特征曲线下面积AUC=0.854)与验证精度(AUC=0.755)均较高,模型预测能力良好,是4种模型中表现最好的模型,所划分敏感性分区结果合理,极高与高敏感区以较小面积分布较多沉陷灾害点,而低敏感区则以较大面积分布极少沉陷灾害点。PL-SVM模型预测的太原西山地区沉陷灾害发育极高、高、中和低敏感区的面积占比分别为:20.19%、17.43%、21.18%、41.20%,频率比值与敏感性等级之间呈良好的正相关,符合线性函数关系。PL-SVM模型敏感性评价结果可靠,适用性好,对地下采煤区沉陷灾害发育特征研究及灾害普查重点区预判具有参考意义。