淮南张集采煤塌陷积水区水环境动态监测研究

基于多时相的遥感影像数据,对张集采煤塌陷积水区十多年的时空变化和水环境富营养化状态进行动态监测。结果表明:研究区自2001年建成投产以来,塌陷积水区面积逐年增加,面积达到近900hm2,2013年5月积水区水体为轻度富营养化水平,同时从春季到冬季,张集采煤塌陷积水区水体富营养化呈现先上升后下降的趋势。     

基于环境一号卫星影像的淮南潘集采煤塌陷积水区富营养化评价

通过研究淮南潘集杨庄采煤塌陷积水区水体水质指标与环境一号卫星影像4个波段反射率值之间的关系,针对叶绿素、透明度、总磷、总氮、高锰酸钾指数5项主要水质参数建立了遥感监测模型。采用综合营养状态指数法,评价了该地区水体整体水质富营养化程度。评价结果表明,该塌陷积水区水体为轻度—中度富营养化,与实测水样分析监测的结果基本吻合,证明了水质遥感模型反演技术在当地水质监测中的适用性和可靠性,为实现该地区水质动态监测与预警提供了技术支持。     

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。     

瞬变电磁法在采空塌陷灾害中的应用——以神东煤矿采空区调查为例

由人工采矿及天然作用形成的地下空洞是引起地面塌陷、地裂缝等多种环境地质灾害的根源之一。在煤矿开采区,地下空洞主要是煤矿采空区,采空区受水文地质条件和开采时间的影响,呈现积水和不积水状态。利用瞬变电磁法对神东矿区采空区进行了调查勘探,用最原始的归一化二次电位解释采空不积水区及采空积水区,并根据地下空洞发育的时间长短及积水程度的不同,会呈现高阻异常或低阻异常,在视电阻率断面图上呈现出十分显著的特征。给瞬变电磁法勘探应用于采空区及采空积水区的探测提供了实例,对预测和防治采空区引起的塌陷环境地质灾害具有重要意义。      

基于HJ-1A卫星CCD遥感影像数据的煤矿区塌陷坑积水和煤堆监测

地表塌陷积水和煤堆的识别与区分是煤矿开采区环境保护的重要工作内容。本文利用HJ-1A卫星CCD遥感影像数据,以神东矿区为例,在深入分析矿区煤堆、塌陷积水、其它水体和工矿用地等地物的光谱特征基础之上,通过波段反射率差异和归一化水体指数(NDWI)构建了矿区内煤堆和塌陷积水的遥感提取与识别决策树模型。模型分析表明,塌陷积水的NDWI指数范围为[0.02,0.13],与部分裸土/工矿用地容易混合,需要利用红光通道阈值进行剔除。煤堆与其他非水体地物都有较明显的区分但与塌陷水体较为一致,需进一步通过红色通道阈值加以区分,当阈值为0.14时研究区提取结果最佳。研究区内共提取出煤堆373个,面积4.96 km2,塌陷积水11个,面积0.51 km2。通过与2.5 m空间分辨率的SPOT卫星目视解译验证表明,本文利用HJ-1A CCD影像数据识别总精度可达97.77%,构建的决策模型适用于矿区内煤堆及水体信息的自动提取。     

淮南矿区采煤塌陷积水区水生态环境研究

采煤塌陷积水体已成为淮南市一种特殊的地表水体。本文概要地评价了淮南煤矿区塌陷积水区水生态环境状况,以及这些水体目前能支持的功能用途,说明该积水体水生态环境已受到一定程度的污染,必须加强该区的生态环境监管。      

兖州煤田矿山地质环境现状与治理对策

针对煤炭开采引发的采空塌陷和矿山生态环境破坏等问题,调查分析了山东兖州煤田开发利用现状,及采空塌陷、水环境污染、土壤污染等地质灾害的分布范围及其危害。统计表明,截止2005年,兖州煤田已累计塌陷116.127 km2,其中塌陷积水区已达18.92 km2,最大塌陷深度9.2 m,预计到21世纪中叶,兖州煤田将形成32 000 hm2的塌陷区。针对兖州煤田实际,提出了改进采矿方式、煤炭地下气化、塌陷土地复垦、煤矸石综合利用等矿山地质环境保护与治理对策,同时提出了建立和实施具有行业特色的矿区循环经济发展模式。      

石膏矿区采空地面塌陷易发性分区与监测预警研究

邳州市邳北石膏矿区采空地面塌陷日益严重,为防治地质灾害,市政府于2016年进行了石膏矿区采空地面塌陷专项地质灾害防治规划。通过分析矿区已有资料、分析已发塌陷点和现场调查,阐述了采空区地面塌陷的特点与危害,并采用模糊综合评判方法对地面塌陷的易发性进行了分区。根据分区结果,结合人员密集程度,提出了区域采空区综合治理和地面塌陷地质灾害防治监测预警的措施和方法,为地质灾害防治工作提供依据。     

江苏省邳州石膏矿区采空地面塌陷发育特征与防治对策研究

采空地面塌陷是江苏省邳州石膏矿区最主要的地质灾害类型,具有突发性、偶然性、隐蔽性等特点,矿区上方人口密集,耕地、河流分布广泛,对矿区内居民生命财产安全危害较大。在该区以往地质工作研究的基础上,通过对已发生的地面塌陷进行野外地质调查,综合分析了塌陷坑所处的基础地质条件、工程地质条件、水文地质条件、采空区形成历史、塌陷坑的形态、塌陷发展过程和人类工程活动等要素。结果表明: 邳州石膏矿老采空区主要分布于矿区中部及西部,其规格严重偏离房柱法开采规范要求,整体稳定性差,常形成面状地面变形和波状地面塌陷等; 近期采空区主要分布于中部及东部,常形成点状地面塌陷; 巷道开拓区,主要位于中东部新建矿井区,常形成点状地面塌陷及塌陷隐患点。根据国内对石膏矿区采空地面塌陷的治理经验,结合本区实际情况,提出了一系列防治措施,以便有效规避灾害风险。该研究对矿区下一步开展采空地面塌陷治理工作提供了技术支撑。     

基于光纤传感的石膏矿地面塌陷监测预警系统

近年来,江苏省邳州市北部石膏矿区发生了20多起采空塌陷灾害。由于传统的采空区地表土体变形监测方法均难以满足采空区地面塌陷监测超前预报的要求,为解决石膏矿区采空塌陷监测预警机制缺乏的问题,邳北石膏矿区开展了基于光纤传感技术的监测预警工作。根据前期调查分析和数值模拟等成果推导石膏矿地面塌陷机理,并采用光纤传感器对采空区上覆...     

干旱区天然植被生态需水量计算方法

依据生态适宜性理论,建立了植物生长与地下水位关系的对数正态分布模型;基于此模型,结合遥感技术进行的生态分区和植物生理需水的现场实验数据,提出了干旱区天然植被生态需水量计算方法;应用此方法计算了黑河流域额济纳旗天然植被生态需水量,计算成果与其他成果比较相差较小。结果表明,该计算方法是合理的,可以推广应用于干旱区其他地区。     

陕北现代化煤炭开采区土地沙漠化影响及原因——以大柳塔—活鸡兔矿区为例

为了弄清楚陕北现代化煤炭开采对沙漠与黄土交界处土地沙漠化和地质环境的影响,以神府煤田的大柳塔—活鸡兔矿区为例,采用遥感解译、大比例尺地面调查以及GIS技术,对矿区近20年来煤炭开采区沙漠化土地及地质环境的演化特征进行分析,探讨了土地沙漠化的影响因素。结果表明：近20年来研究区土地沙漠化总体呈好转趋势,1986—1996年是矿区沙漠化好转的主要时期,主要因为该时期煤炭开采规模较小,采空塌陷区增加缓慢;20世纪80年代中期以来,矿区因煤矿采空所形成的塌陷区面积不断扩大,但采空塌陷至少对严重和中度沙漠化土地的影响微弱;1996年以来,随着煤炭开采力度不断加大,采空塌陷区面积呈指数增长,但土地沙漠化仍处于一个相对稳定的时期;煤炭资源开发造成大面积地面塌陷和裂隙、地下水水位下降、泉水流量减少甚至干涸,以及地表径流减少等,会导致区域生物多样性的减少和湿地植被的演替,使生态环境更加脆弱。因此,影响矿区土地沙漠化的主要因素是气候变化和其他人为因素,而不是矿区生态特征和采空塌陷因素。设立重要的生态环境和水资源保护区是保护有限的水资源和生物资源必要手段,也是减轻土地沙漠化的重要途径。     

基于神经网络的沉陷区水深遥感研究

为获取煤矿积水沉陷区遥感影像数据与沉陷区水深的定量关系,建立了BP神经网络水深反演模型,并对淮南潘一矿积水沉陷区水深进行了反演。首先对Landsat卫星影像数据(TM影像)进行几何校正、大气校正和沉陷区范围提取等,然后输出像元反射率值,并与水深实测控制点坐标匹配,使水深值与反射率值对应。实验结果表明:以水深值2 m为阈值,水深值小于2 m的区域,模型反演水深值与实测水深值的平均绝对误差为0.166 3 m,平均相对误差为13.29%;水深值为2~6 m的区域,模型反演水深值与实测水深值平均绝对误差为0.578 6 m,平均相对误差为15.20%。      

基于多时相遥感影像的采煤塌陷区典型扰动轨迹识别——以山东省济宁市典型高潜水位矿区为例

本文以济宁典型采煤塌陷地区为研究区域,首先基于1985~2018年Landsat系列遥感影像,利用动态时间规整算法获取本区域典型扰动轨迹特征,然后利用Python决策树分类算法对区域内像元扰动类型和扰动时间进行聚类和识别,从而揭示采矿活动对本区域土地的扰动类型和扰动时间的数量结构、空间分布特征。结果表明：1985~2018年间,研究区范围内存在扰动的像元数量为48517个,面积约4367 km2,占研究区总面积的62.30%,其中扰动最多的年份主要集中在1994~2007年,累计扰动的像元量为35724个,占所有扰动像元的73.78%。1998年扰动像元数量在监测期内最多,像元数为8868个,占所有扰动像元的18.28%。整个研究区域扰动像元数量呈逐步减少趋势,说明该区域整体扰动强度正在减弱,生态环境状况正逐步恢复。本研究探索了多时相遥感地表扰动监测的新方法,研究结果可为区域内生态环境治理提供一定科学依据。     

陕西大柳塔煤矿区土地沙漠化时空演变研究

通过野外路线穿越调查和地面分辨率为2．5m的1：25000 SPOT5遥感影像解译，查明了研究区2005年沙漠化土地现状，采用TM遥感影像解译对比了1986年煤矿建设初期、1996年开发中期同时段土地沙漠化程度及面积。研究表明：20年来研究区土地沙漠化面积减少了11．67km^2。主要煤矿塌陷区土地沙漠化变化与研究区趋势相同，即重度、中度面积逐渐缩小，采煤塌陷区土地沙漠化没有出现加剧的现象。这一结论为该区大规模开发煤炭资源，同时保护生态地质环境提供了科学依据。     

广东石人樟钨矿矿山采矿塌陷区提取及成果应用

地裂缝、塌陷坑是塌陷区的两个重要要素,根据两期Spot6遥感影像判读解译,对地下开采矿山塌陷区进行遥感监测,圈定两期影像矿山采矿造成的采矿塌陷坑、地裂缝,运用两期遥感影像建立三维视图,直观展示塌陷坑、地裂缝,通过对比两期影像圈定的图斑,计算出塌陷坑面积、地裂缝长度及其变化,综合分析塌陷发展趋势,圈定该矿山塌陷区范围,及时为有关部门对矿山环境进行整治提供依据和技术支撑,同时也为该矿区生态环境的综合治理提供基础数据和科学依据。     

新疆苇湖梁煤矿塌陷区遥感监测研究

苇湖梁煤矿已有50多年的开采历史, 长期的地下开采造成了严重的地面塌陷。本文将新疆苇湖梁煤矿塌陷区作为研究区, 以2013年的IKONOS高分遥感影像为主要数据源, 以ArcGIS为支撑平台, 采用人机交互的解译方法对塌陷区的相关信息进行提取, 结合实地调查验证的方法, 分析研究区内地质灾害的特征。通过遥感调查发现: 研究区内发育规模较大、位于塌陷区周围的拉伸区的地裂缝约有64条;塌陷坑(群)约有94个, 主要分布于南北塌陷槽及两侧;塌陷回填区总面积达0.92 km², 并在回填区发现了3个新塌陷坑。本文充分发挥了遥感技术宏观性强、速度快的特点, 调查结果反映了塌陷区灾害的实际情况。     

遥感技术在西北生态脆弱区生态地质勘查中的应用研究

生态地质勘查正在成为煤炭地质勘查工作的主要发展方向。遥感技术作为“非接触式”勘查技术,在生态地质勘查中应有一席之地。通过阐述遥感技术在煤炭、天然气水合物、油页岩等资源勘查中的工作程序及勘查实例,认为在西北生态脆弱区资源勘查领域遥感技术具有独特的优势:通过不同比例尺的遥感煤田地质填图,可快速高效圈定含煤远景区;利用遥感图像的热红外波段数据可以快速获取与水合物相关的温度异常信息,圈定热异常分布区,为天然气水合物进一步勘探指明方向;通过对遥感图像的处理可直接提取与油页岩相关的成矿异常信息,圈定找矿远景区。在西北生态脆弱区应用遥感技术进行资源勘查具有好的经济效益和生态效益。     

滇东北彝良-两河地区控煤构造研究中遥感技术的应用

以卫星遥感图像为数据源,采用遥感图像解译和野外调查验证、以及常规地质资料分析相结合的综合调查方法,对自然地理条件差、交通不便的彝良-两河地区的控煤构造特征进行了研究。结果表明:该区以褶皱断裂组合为主,煤系在向斜核部和较缓的一翼由于受构造破坏较小,保存完整。运用构造控煤理论,圈定了含煤远景区,为区内煤炭资源调查评价起到了较好的指导作用。     

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。