淮南大通煤礦資源枯竭礦區(qū)生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究.pdf

1、淮南為中國主要的煤炭生產(chǎn)基地，礦井關(guān)閉后有大量的廢棄土地、遺棄廠礦等廢棄遺留物，若不能很好地落實土地復(fù)墾與生態(tài)重建工作，會產(chǎn)生環(huán)境安全、人居安全等隱患。大通煤礦資源枯竭礦區(qū)為連接新老城區(qū)的中心區(qū)域，面積約5.7km2。鑒于研究區(qū)地理位置及其發(fā)展的重要性、緊迫性，開展淮南大通煤礦資源枯竭區(qū)生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究，對提升區(qū)位經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，促進可持續(xù)發(fā)展有著重要意義，對其他資源型城市的資源枯竭礦井的治理開發(fā)也具有顯著的借鑒價值。
　　本研究以大通

2、煤礦資源枯竭礦區(qū)為研究對象，通過現(xiàn)場調(diào)查、取樣及室內(nèi)試驗相結(jié)合的方法，利用地面瞬變電磁測試、網(wǎng)絡(luò)并行電法技術(shù)對沉陷區(qū)地質(zhì)穩(wěn)定性進行了綜合評價，對沉陷區(qū)損毀水系修復(fù)技術(shù)、生態(tài)修復(fù)技術(shù)和人工濕地構(gòu)建技術(shù)等科學(xué)問題進行了研究。通過研究，主要得出:
　　(1)研究區(qū)水體稀少，水體大多為塌陷坑積水形成，水質(zhì)均為Ⅴ或劣Ⅴ類，污染指標為TN、TP、COD、重金屬。特別是大通濕地源頭水質(zhì)最為惡劣，可能受化工垃圾以及煤矸石滲濾液影響較顯著，需要及時

3、進行人工干預(yù)治理。
　　(2)綜合利用了z-score標準化+主成分分析+聚類綜合法，對研究區(qū)土壤養(yǎng)分進行了綜合評價。結(jié)果表明:研究區(qū)內(nèi)的土壤養(yǎng)分F值為-5.64～1.06，土壤養(yǎng)分狀況屬于缺乏～極缺乏。土壤重金屬污染屬于中～重度污染，重金屬其中Cd、Cr污染嚴重。大通資源枯竭礦區(qū)人工恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)較為單一，尚未構(gòu)成穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，而且植物體內(nèi)重金屬含量明顯偏高。
　　(3)綜合采用工程鉆探勘—物理力學(xué)實驗—綜合地球物理探測手

4、段，獲得了廢棄礦山采空區(qū)地表穩(wěn)定性特征。結(jié)果表明，由于小煤窯的重復(fù)采動影響，導(dǎo)致研究區(qū)中部、東部采空區(qū)存在相對活化，此處仍屬相對不穩(wěn)定區(qū)，其它區(qū)域未曾受到小煤窯重復(fù)采動影響，經(jīng)過數(shù)十年的殘余沉降和覆巖再壓密過程，上覆巖層已基本穩(wěn)定。
　　(4)通過對濕地水循環(huán)基本過程、水文地質(zhì)條件以及自然水循環(huán)要素性綜合分析，研究了濕地水面面積、蓄水量與濕地入流量之間的響應(yīng)關(guān)系，以大通采煤沉陷區(qū)封閉型濕地獨有的水量平衡方程為基礎(chǔ)，探討濕地水面面積

5、和濕地入流量之間的關(guān)系，構(gòu)建大通濕地水循環(huán)模型。分析了造成濕地內(nèi)水面面積與蓄水量少的主要原因，提出了改善濕地水文狀態(tài)和生態(tài)狀態(tài)的對策。
　　(5)針對該區(qū)地形地貌遭嚴重破壞問題，研究了大通資源枯竭礦區(qū)生態(tài)修復(fù)技術(shù)，主要包括地形重建技術(shù)、矸石堆基質(zhì)剖面重構(gòu)技術(shù)和污染控制技術(shù)等。通過上述技術(shù)的選擇與使用，可使大通資源枯竭礦區(qū)植被覆蓋，水質(zhì)和生態(tài)景觀得到徹底改善，形成景觀效果良好、植物種類豐富、季相變化顯著、生態(tài)系統(tǒng)多樣、集休閑娛樂于一

6、體的城市景觀區(qū)。
　　(6)針對該區(qū)采石場土質(zhì)坡面水土流失問題，研發(fā)了土質(zhì)坡面三維植被網(wǎng)坡面修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)不僅能夠在采石場土質(zhì)坡面成功構(gòu)建以胡枝子、馬棘和狗牙根為主的人工灌-草植物群落，而且能夠有效地控制土質(zhì)坡面的水土流失。該技術(shù)的優(yōu)點在于將三維植被網(wǎng)技術(shù)中的無紡布覆蓋改為遮陽網(wǎng)覆蓋，克服了無紡布使用中的不足。不僅可用于建筑采石所形成的土質(zhì)坡面，同時在坡度小于30°，水土流失較為嚴重的其他類型坡面也具有較好的實用性，即使是那些含