重庆松藻矿区耕地再垦工程技术分析

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论文字数:88801 论文编号:sb2014121718401211219 日期:2014-12-19 来源:硕博论文网

1绪论

矿产资源开采不仅损毁占用土地,改变地下水和地表水循环系统,影响矿区植被生长,污染大气环境,破坏生态系统,而且容易引起矿山企业与矿区居民之间的矛盾,由此成为全球经济可持续发展焦点问题之一。由于我国人口数量大,可利用耕地资源少,再加上矿产资源开采大量破坏矿区耕地,使我国的人地矛盾十分突出。通过我国年代大量专家学者的努力以及土地复垦实践工作的有序推进,我国矿区土地复垦工作得到了很大程度的改善,从单一的复垦为农用地的模式向农林草结合等多元化复垦模式发展,同时在复垦过程中,我国学者更加注重对生态环境的整体把握,将生态学和景观学等理论充分运用在矿山复垦研究中,形成了不同区域、不同矿种以及不同生态环境的矿山复垦综合技术体系。煤炭开采使矿区水循环遭到破坏,地表水枯竭,地下水位严重下降,灌溉水源受到污染,使农业生产受到严重影响,已经成为区域粮食安全、经济安全、生态安全和社会稳定的重要威胁。因此,采煤塌陷区的破坏治理,受到多方关注。多年来,国内外研究技术人员尝试多种途径解决问题,如德国对煤矿区的治理便经历了从单纯的植树造林到采用复合手段重构矿区生态系统的过程;中国煤炭科学总院提出利用采空区(采动区)地基稳定性评价技术、采空区建(构)筑物抗变形技术、土地复垦及景观再造技术等成套技术对采煤沉陷区进行地基稳定性评价,压煤村庄搬迁和小城镇建设规划,并利用植被恢复、景观再造等复垦技术进行生态建设,解决矿区土地利用及生态环境破坏问题。
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2研究区概况

2.1松藻矿区概况
经过多年的开采,松藻矿区各煤矿采空区内地表破坏程度不一,对当地农民的生产、生活产生了较大的影响,尤其是对耕地的破坏,使原有水田改成旱地,甚至荒废。因此,研究松藻矿区的生态复垦技术,对当地农民的生产及社会经济发展具有重要的意义。松藻矿区采煤对环境的破坏形式具有山丘区采矿破坏的典型特征。并且由于长时间开采,可分析采空后不同时段环境影响的类型与程度,为分析其时间变化规律奠定基础。同时,由于是大型煤矿,具有丰富的勘测、分析、测量等基础资料,且具有气象、水文等长序列的观测数据,为研究的顺利开展提供了前提。松藻矿区采煤对环境的破坏形式具有山丘区采矿破坏的典型特征。并且由于长时间开采,可分析采空后不同时段环境影响的类型与程度,为分析其时间变化规律奠定基础。同时,由于是大型煤矿,具有丰富的勘测、分析、测量等基础资料,且具有气象、水文等长序列的观测数据,为研究的顺利开展提供了前提。

2.2塌陷区破坏现状与影响范围分析
松藻矿区煤炭开采后,由于地下水连通性好,在地下形成范围很大的地下水降落漏斗,使通常开采影响范围以外很远的地方井泉干枯,溪水断流,地下水位下降,造成地下水疏干。由于地表岩层出现裂缝,导致地表水库、山坪塘、灌溉水渠损毁严重,无法蓄水输水。研究区内的水库、河流、山坪塘、石河堰、水渠以及提灌站等供蓄水设施均遭到了不同程度的毁坏,使原本就缺水的区域供需水矛盾日益突出。煤炭井工开采引起地表移动和变形,诱发地质灾害。据松藻矿区地质灾害危险性评估、綦江县南部四镇地质灾害排查和现场调查数据,采煤影响区域原生地质灾害类型主要为危岩和陡崖,采煤引起地质灾害类型主要为地裂缝和滑坡,在采煤扰动作用下,矿区煤炭采空区造成大量的山体沉陷、拉裂、滑坡、危岩等地质灾害。采煤塌陷破坏表土。煤层开采后引起上覆岩层移动和变形,使溶洞水疏干,地表产生各种不同形态的塌陷漏斗和塌陷坑,导致耕地资源遭到严重破坏,使耕地数量减少、生产力严重下降;有的耕地因地表出现裂缝,表土受到雨水冲刷,部分表土流失,地表形成多种冲沟,使耕地减产、绝收,农民的生产条件遭到严重影响。据现场调查和农户访谈.

 3水田缺水机理分析.........19
3.1水田土壤剖面裂隙探测分析...........19
3.2水田耕层土壤理化性质分析...........29
3.3水田包气带土壤渗水实验分析.........31
4水田复垦措施实验对比分析....................43
4.1水稻型水田保水层恢复实验.........43
4.2旱稻型水田种植实验..........59
4.3本章小结............72
5耕地复垦工程技术研究..................73
5.1水田保水工程技术分析........73
5.2旱地田块复垦工程设计与工艺.............84

5耕地复垦工程技术研究

5.1水田保水工程技术分析
研究区耕地复垦的最大障碍为可利用水资源缺乏,根据第三章水田缺水机理研究成果,本章针对水文汇流路径、水源补给以及水田保水能力提升等三个方面,从水资源供需分析、蓄水保水工程设计等角度出发,选择典型示范区,进行受损耕地工程复垦技术研究。研究区地形地貌条件复杂,在山包相间的槽谷中形成排水设施,在坡面中也形成一些天然或人工挖取的拦水和排水设施。这些排水设施对于排泄整个研究区坡面径流,减少水土流失和洪涝现象具有重要的作用,只是当前部分沟渠垮塌严重,排泄能力降低导致部分区域排泄作用有限产生洪涝或水土流失现象。整个研究区灌溉条件较差,基本无任何灌溉保障,加上采煤影响导致土壤的保水能力较弱,因此研究区的干旱现象十分严重,成为了研究区农业种植的主要制约条件。同时研究区现有沟渠主要位于一些槽谷或者坡面中,虽然可以解决大范围的排水要求,但是现有沟渠不足以满足排水要求,导致坡面水源在汇集过程中势必造成一些坡面的水土流失。针对研究区现状条件,尽力解决灌溉条件和必要的排水设施是研究区的主要问题。

5.2旱地田块复垦工程设计与工艺
本章在前面章节有关水田缺水机理以及水田复垦措施研究成果的基础上,通过水资源分析、典型示范区研究、现场走访调研以及文献查阅等方法,对研究区受损耕地工程复垦技术进行分析研究,主要得出以下成果:研究区全年水资源量可以满足作物生长所需,但是由于研究区当前没有有效的地表水蓄积设施,无法对地表水源进行有效蓄积,导致研究区大部分区域受旱;梳理保水工程设计,确定典型示范区蓄水区建设面积和位置,并提出在水质有保证的前提下充分利用矿井涌水;全面梳理松藻矿区旱地田块工程设计与复垦工艺。
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6结论和展望

本文通过大量实验对比,分析得出松藻矿区水田缺水机理以及耕地复垦技术工程措施等研究成果,为重庆松藻矿区耕地复垦提供科学依据,为西南山地矿区耕地复垦提供参考。同时,在本文的研究过程中,也存在一些困难和不足之处:旱稻型水田复垦实验是在冬季采用室内保温情景下开展的,受自然条件限制,植被的生长态势较自然条件下差,有条件的情况下应当开展旱稻正常生长季节的室外实验,方能获得更为准确、合理的结果;保水剂对土壤的影响本次未做深入分析,在长年效用的情况下是否对土壤结构产生不良破坏尚不能确定;实验未完全得到收获,保水剂的施用对产量的影响不明确,但从目前的植被长势情况来看,初步推断保水剂具有促进旱稻生长的作用;受时间、资金以及人员限制,水稻型水田复垦试验田数据记录方法和时间节点存在误解,导致部分水田数据无法应用,可用实验样点数据减少;本文并未对矿井水水质进行深入分析,以探索其作为水田灌溉水源的可行性。在未来的西南山地采煤塌陷地耕地复垦技术工程措施研究中,将针对以上不足进行改近,同时,加强复垦措施与经济效益以及水质等相关方面研究,以提高该研究的全面性、客观性和准确性。

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参考文献(略)


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