土壤重金属累积作用指示因子的筛选方法——灰色关联度分析法与数理统计法

土壤重金属累积作用指示因子的确定,目前常用方法主要是基于背景值。背景值的研究受到长期关注,并在部分地区积累了较丰富的资料,然而也有些区域受人类活动等的影响,其背景值已不易获得,以致于该方法使用受阻,很有必要另寻适宜方法。为此,分别尝试利用灰色关联度分析与描述性数理统计原理筛选指标因子,并以小秦岭金矿区农田土壤为典型案例开展验证性研究。结果表明,所研究的两种方法能为上述两种情况筛选出适宜的指示因子,是土壤重金属累积作用指示因子筛选的适宜方法。     

小秦岭金矿区碾头岔矿渣型泥石流特征值计算

泥石流的运动参数是泥石流研究的主要内容和防治设计的重要基础。以矿渣型泥石流为对象,通过地形测量和工程地质测绘查明,碾头岔地形陡峻,沟道顺直,为泥石流的形成提供了有利的地形条件。通过钻探、坑槽探发现可能的物源包括矿渣、坡面松散层及小型沟岸滑塌体。工程力学分析表明,采矿废渣在自重状态下的稳定性系数为1.022~1.063,处于欠稳定和基本稳定之间;在自重+暴雨状态下,稳定性系数介于0.889~0.947之间,属于不稳定状态,是研究区内的主要物源。根据降雨量数据计算出碾头岔沟最大洪峰流量大于30m~3/s。在此水动力条件下,预测了泥石流发生时流体重度值为22.80k N/m~3,泥石流流速为5.11m/s;估算了20年、50年和100年一遇洪水的泥石流流量分别为4.31m~3/s、44.6m~3/s和95.5m3~/s,计算得到泥石流整体冲击力为58.34k Pa,超高2.13m,泥石流堆积区的最大危险范围0.21km~2,为小秦岭金矿区矿渣型泥石流防治工程方案的设计提供了基础参数。     

矿产资源开发中矿山地质环境问题响应差异性研究——以陕西潼关、大柳塔及辽宁阜新矿区为例

以陕西潼关、大柳塔及辽宁阜新矿区为例,采用对比分析的方法研究矿产资源开发中矿山地质环境问题差异性响应的主要因素。上述3个矿区矿产资源开发中矿山地质环境问题主要包括:20世纪90年代以前,陕西潼关金矿区是中国矿产资源开发秩序十分混乱的矿区之一,地下开采的采矿废石随意堆排导致了极为严重的矿山泥石流地质灾害及其隐患,"三废"无序排放导致土壤、河水及其底泥的重金属及氰化物污染严重,严重影响人体健康;地处生态环境脆弱带的陕西大柳塔煤矿区,20年大型机械化地下煤炭资源开采导致大面积地面塌陷及其链生的地下水含水层破坏严重,但矿区土地沙漠化程度总体没有呈现加重的趋势,水土环境重金属呈轻度污染;具有百年开发历史的辽宁阜新煤矿区,露天开采使土地生态破坏严重、边坡滑坡灾害频发、土地压占与破坏突出,地下开采引起的地面塌陷对地表建筑物及人居安全影响严重,但相对于金属矿区,该矿区水土环境重金属污染相对轻得多。对比上述3个矿区矿山地质环境问题,得到其差异性响应主要因素:矿产资源种类、原生地质环境条件、开采方式及矿山环境保护意识等。     

大柳塔煤矿采煤塌陷对土地沙漠化进程的影响

陕西神木大柳塔县地区煤炭资源的开发不可避免会产生地面塌陷、地裂缝、地下水位下降等矿山环境地质问题,地面塌陷是否会加剧土地沙漠化成为研究的热点问题。调查表明20年间整个研究区和其中的主要矿区土地沙漠化呈现出重度沙漠化土地逐年减少、轻度及非沙漠化土地面积逐年增大的一致演化趋势,采煤塌陷区土地沙漠化没有出现加剧的现象。通过4处采煤塌陷区及2处煤矿未开采区土壤垂向剖面研究,地表植被类型及覆盖度、植被根系垂向分布、土壤粒度、含水率、地下水位之间等关系表明,采煤塌陷对土地沙漠化进程没有明显的影响。年均415mm的降雨量基本满足采煤塌陷区沙生植被正常生长所需水份,其结论为该地区大规模煤炭资源开发土地沙漠化防治提供了科学依据。     

基于四旋翼无人机的宁夏羊场湾煤矿采煤沉陷量监测

小型无人机遥感技术具有成本低、操作灵活便利等优点,在地质调查中的作用愈来愈重要。采煤地表沉陷量变形监测是掌控采煤地表岩移变形规律和治理塌陷的关键性工作。重点探索四旋翼无人机遥感技术监测在羊场湾煤矿Y120212工作面采煤沉陷量的监测研究,通过野外踏勘与控制点布设、无人机航线规划与执行、4D产品制作的工作程序和监测方法,探索无人机遥感技术监测在矿山地质塌陷监测的应用。研究结果表明,通过对无人机遥感技术生成的DSM处理,经过多期地面高程的对比,得到Y120212工作面最大沉陷量达6.5m。结合分析、对比,无人机遥感技术可以实现采煤塌陷区地表沉陷变形监测,进而形成和发展了煤矿地面塌陷新的监测技术。     

潼关金矿区矿渣型泥石流灾害及防治对策

在潼关金矿区206.8 km2范围内,采矿坑口达2 500处,矿渣堆944处,占压林地土地面积255.3×104m2,矿渣量达1 100×104m3,年增加30×104m3。矿渣占到了泥石流物源的90%。74.97%矿渣堆没有拦渣稳渣工程措施,86.37%废石堆占据河道,71%废石堆稳定性差、极差。7条峪道18条沟谷均是泥石流隐患沟。针对日益严重的矿渣型泥石流灾害隐患,提出了在加大防治泥石流灾害宣传、制定泥石流灾害防治规划、建立降雨预警预报制度的基础上,采取各种工程治理措施,避免和减轻群死群伤的重大泥石流灾害发生的对策建议。     

西北地区矿山环境地质问题及动态数据库建设

西北地区矿产资源丰富，矿业开发已成为地区经济发展的主要经济支柱。但是由于该区生态环境脆弱，不合理的矿业开发导致矿山环境地质问题严峻，部分矿区呈现加速恶化势态。资源损毁、地质灾害、环境污染是矿业活动的主要环境地质问题。矿业引发的地质环境问题与矿产资源类型、开发方式、地域条件及矿山企业的规模、性质关系密切。在研究分析矿山环境地质问题的基础上，建立了以MAPGIS为平台的可视化动态环境地质数据库。     

含重金属的尾矿渣场复垦还田种植农作物的安全技术

含有毒重金属的尾矿渣场复垦还田的安全经济技术方法是目前国内外的难点。为了探索尾矿渣场复垦还田后,种植农作物的安全性和经济性,笔者开展了小秦岭金矿区尾矿渣场不同覆土厚度农作物种植试验研究。结果表明:尾矿渣为土壤、农作物重金属提供了丰富的物源,尾矿渣、土壤和农作物中重金属排序为Pb>Cd>Hg;成熟中后期的农作物内重金属超过国家标准的风险高于成熟早期,叶菜类、果实类蔬菜及粮食类作物的风险主要来自Hg、Pb、Cd;块根类蔬菜是比较安全经济的种植作物,其中萝卜、土豆、青菜的经济安全种植厚度应大于40cm、50cm、70cm,在最大覆土厚度90cm上种植其他农作物也是不安全的;种植农作物后,土壤中Pb、Cd减少量与尾矿渣上覆土厚度有一定相关性,而Hg元素还与自身的挥发性有关;农作物对重金属的选择与重金属在黄土中的迁移能力是影响农作物吸收重金属的重要影响因素。试验结果可为研究金矿尾矿渣复垦还田的安全技术方法提供借鉴作用。     

西安地质矿产研究所2004年矿山地质环境调查成果显著

《陕西潼关金矿区环境地质问题专题调查》是西安地质矿产研究所2001～2005年承担的中国地质调查局项目“重点矿区环境地质问题专题调查”中3个子题中的一个子题。调查区覆盖了陕西省潼关县黄金开采区及其环境影响区，面积约550km^2。项目的主要目标任务是通过地面倜查和1：25000大比例尺卫星影像解译，以采矿弃渣堆、矿区地表水及其底泥、地下水、农田土壤、大气等环境介质为主要调查对象，     

西北地区矿山环境图件的编图特点

矿业开发诱发了种种环境地质问题,部分矿山严重的环境地质问题已制约了地区社会经济的可持续发展。为了查明西北地区矿山环境地质问题的现状,中国地质调查局自2001年起先后在西北地区部署了大区、五省区、重点矿区等不同比例尺的矿山地质环境调查和研究工作,完成了大量基础性和综合性图件的编制。初步总结了西北地区目前已完成的不同比例尺的矿山地质环境调查与研究图件的类型、内容、表达方式和特点,旨在促进矿山环境编图技术水平的不断提高和发展,为矿山地质环境保护和防治提供科学信息。