龍口市采煤塌陷區(qū)及水域淹沒范圍動態(tài)演變模擬分析.pdf

1、煤礦大規(guī)模的采空塌陷區(qū)常形成季節(jié)性乃至常年性積水洼地，成為制約礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展的主要因素。近年來，隨著環(huán)境保護意識的提高，煤礦塌陷區(qū)的治理和利用成為地理學界的研究重點之一。因此對采煤塌陷區(qū)的積水區(qū)域進行動態(tài)演變模擬分析也成為必然。本文以龍口市采煤塌陷區(qū)作為研究區(qū)域，在國家自然科學基金“山東海岸帶陸海作用及人類活動的環(huán)境影響與生態(tài)效應”、“龍口市土地利用數據庫更新調查”和中德合作項目“濱海地區(qū)水資源綜合管理技術研究”課題支持下，完成了龍口市

2、采煤塌陷區(qū)的水域淹沒范圍動態(tài)演變模擬分析。本文主要的研究內容和研究成果有： (1)以1984年航片、1996年TM、2000年ETM+和2004年QuickBird四個時相的遙感圖像為數據源，在圖像校正和圖像增強處理的基礎上，利用GIS方法進行航片的矢量化操作和TM、ETM+、QuickBird影像的決策樹信息提取，最終完成了對采煤塌陷區(qū)水域面積的提取。 (2)以高精度的地面高程數據為基礎，采用先建立TIN，再由TIN內

3、插成規(guī)則格網DEM的方法建立塌陷區(qū)的數字高程模型(DEM)。運用填洼法、平滑處理法及高程增量疊加計算法,對數字高程模型中的低洼點和平坦區(qū)這些偽洼地進行判別和去除，進一步提高DEM的精度。在修正后的DEM上進行地表水流方向分析，并以分水嶺為界分割采煤塌陷區(qū)與采砂沉降區(qū)。運用差值運算法計算采煤塌陷區(qū)的面積。 (3)以豐水期作為典型研究期，將塌陷積水區(qū)視為靜態(tài)水面分布，與DEM數據疊加得到相對平滑的水陸邊界高程，然后采用雙線性插值得到

4、淹沒范圍內的水深分布圖。 (4)應用平面模擬方法對研究區(qū)進行水域淹沒范圍分析。該過程中充分考慮了地下水位和地表徑流的影響，采用“無源淹沒”分析法計算各年份不同水文條件下采煤塌陷區(qū)的水域淹沒范圍。分析結果對于塌陷區(qū)水災防治具有指導作用。 (5)塌陷區(qū)水域淹沒動態(tài)演變模擬分析中，建立水域面積．水深數學模型和積水量-水深數學模型，并對模型進行精度檢驗獲得了滿意效果。該成果表明，根據水位值或塌陷水深，利用已建立的數學模型，可以很