大型煤電基地生態(tài)修復與綜合整治關鍵技術

目錄
序
前言
第1章緒論1
1.1東部草原區(qū)煤電基地生態(tài)安全面臨的主要問題1
1.1.1東部草原區(qū)煤電基地開發(fā)與生態(tài)本底特征1
1.1.2東部草原區(qū)煤電基地開發(fā)面臨的主要問題3
1.2草原區(qū)域生態(tài)恢復技術研究進展6
1.2.1高強度開采生態(tài)減損方面6
1.2.2大型露天礦區(qū)生態(tài)修復技術方面10
1.2.3區(qū)域生態(tài)安全研究與實踐方面21
1.3東部草原區(qū)煤電基地生態(tài)修復挑戰(zhàn)與解決途徑22
1.3.1生態(tài)修復技術難點問題22
1.3.2解決思路與具體方法26
1.3.3預期目標與效果30
第2章大型露天礦生態(tài)減損型采-排-復一體化技術32
2.1露天開采節(jié)地增時減損機制32
2.1.1露天礦生產(chǎn)的土地占用規(guī)律32
2.1.2露天開采節(jié)地減損機制33
2.1.3生態(tài)修復窗口利用提效增時機制38
2.2草原區(qū)露天煤礦節(jié)地減損型開采技術40
2.2.1酷寒區(qū)軟巖露天礦靠幫開采技術40
2.2.2露天開采境界內(nèi)沿幫排土技術48
2.2.3節(jié)地型露天礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)布局優(yōu)化51
2.3露天礦“生態(tài)窗口期”協(xié)同利用增時修復方法56
2.3.1排土場生態(tài)修復工程條件56
2.3.2露天礦排土場“生態(tài)修復窗口期”59
2.3.3基于生態(tài)修復目標的表土采運儲用規(guī)劃方法64
2.4露天礦生態(tài)減損型采-排-復一體化工藝73
2.4.1露天礦采-排-復一體化工藝優(yōu)選73
2.4.2典型露天開采工藝適應度評價模型73
2.4.3綜合工藝適應度評價模型80
2.4.4綜合開采工藝系統(tǒng)間協(xié)調(diào)配合82
第3章大型露天礦采區(qū)生態(tài)修復促進型基質層與土壤重構技術85
3.1露天礦內(nèi)排土場生態(tài)修復型地層重構機制85
3.1.1露天開采對礦區(qū)地層的影響規(guī)律85
3.1.2露天礦內(nèi)排土場地層立體重構機制88
3.1.3排土場土壤結構重建的生態(tài)修復促進機制90
3.2排土場松散土石混合體重構特性92
3.2.1重塑土石混合體變形規(guī)律93
3.2.2土石混合體強度重構影響因素分析102
3.2.3土石混合體中大塊巖體破壞力學模型106
3.3排土場地層近自然立體重構方法108
3.3.1壓實固結條件下剝離物滲透特性與隔水層構建方法108
3.3.2近地表生態(tài)型儲水層構建方法115
3.4草原區(qū)近地表土壤層序結構再造技術121
3.4.1礦區(qū)土壤性質分析121
3.4.2排土場土壤層序結構再造方案124
3.4.3基于近地表剝離物的表土替代材料研發(fā)131
第4章軟巖區(qū)大型露天煤礦地下水庫保水技術139
4.1露天煤礦地下水庫儲水機制139
4.1.1露天煤礦地下水庫基本概念139
4.1.2露天煤礦地下水保護模式143
4.1.3地下水庫儲水能力確定方法148
4.2露天煤礦地下水庫設計研究157
4.2.1設計原則和主要指標157
4.2.2地下水庫功能設計161
4.2.3地下水庫結構設計163
4.2.4地下水庫安全控制設計166
4.3露天煤礦地下水庫建設關鍵技術169
4.3.1露天地下水庫選址技術169
4.3.2儲水體重構技術172
4.3.3采-排-筑-復一體化技術182
第5章軟巖區(qū)大型井工礦地下水原位保護技術184
5.1高強度采動裂隙人工引導自修復的含水層保護技術184
5.1.1覆巖導水裂隙水流動特性及其主通道分布模型184
5.1.2水-氣-巖相互作用下覆巖導水裂隙自修復機制194
5.1.3采動裂隙人工引導自修復的含水層原位保護技術206
5.2軟巖區(qū)大型井工礦地下水庫保水技術215
5.2.1地下水庫儲水空間物理模型215
5.2.2采空區(qū)儲水介質空隙量及庫容216
5.2.3軟巖采空區(qū)儲水的可注性評價224
5.3軟巖富水區(qū)安全開采與地下水原位保護協(xié)調(diào)技術227
5.3.1治理區(qū)選取227
5.3.2試驗區(qū)導水裂隙發(fā)育探查228
5.3.3近泄流區(qū)安全開采風險評價230
第6章采-排-復一體化露天礦內(nèi)排土場地貌近自然重塑232
6.1露天礦內(nèi)排土場地貌近自然重塑背景及意義232
6.1.1技術背景及研究意義232
6.1.2技術原理234
6.2自然地貌特征提取235
6.2.1自然坡線特征提取235
6.2.2自然溝道特征參數(shù)提取239
6.2.3其他自然地貌特征參數(shù)提取242
6.3內(nèi)排土場邊坡近自然地貌重塑244
6.3.1土方優(yōu)化地貌重塑模型構建244
6.3.2溝道提取及再優(yōu)化246
6.3.3重塑地形穩(wěn)定性檢測247
6.4技術示例247
6.4.1示例區(qū)簡介及數(shù)據(jù)來源247
6.4.2近自然邊坡模型構建250
6.4.3地貌臨界模型構建254
6.4.4內(nèi)排土場采復子區(qū)空間識別255
6.4.5基于原始地貌的內(nèi)排土場土方平衡優(yōu)化256
6.4.6溝道優(yōu)化及近自然重塑地形結果257
6.4.7重塑地貌穩(wěn)定性評價260
6.4.8重塑地貌養(yǎng)護建議263
第7章大型露天礦生態(tài)修復表土稀缺區(qū)土壤構建與改良技術264
7.1研究技術路線264
7.2修復區(qū)土壤剖面構型與植被生長耦合關系265
7.2.1研究區(qū)概況265
7.2.2修復區(qū)原生土壤理化性質及養(yǎng)分狀況綜合評價267
7.2.3修復區(qū)原生土壤物理性質與生物量關系分析280
7.2.4研究結果281
7.3基于礦區(qū)成壤廢棄物的生態(tài)修復區(qū)基質土壤重構方法282
7.3.1礦區(qū)成壤廢棄物特性分析282
7.3.2基于成壤廢棄物的土壤重構機制283
7.3.3基于成壤廢棄物的土壤重構方案284
7.3.4基于成壤廢棄物的土壤重構方法288
7.3.5效果分析290
7.3.6研究結果298
7.4生態(tài)修復區(qū)基質土壤改良方法299
7.4.1基于生物炭的土壤肥力提升機制299
7.4.2基于生物炭的土壤肥力提升試驗方案301
7.4.3效果分析303
7.4.4研究結果310
第8章草原煤炭露天開采受損區(qū)植被恢復關鍵技術312
8.1草原受損區(qū)域土壤提質技術312
8.1.1不同物理改良方式對黏土水分和養(yǎng)分的影響313
8.1.2物理改良方式黏土對磷的養(yǎng)分動力學特性研究317
8.1.3物理改良下黏土對植物生長及土壤改良效果研究321
8.2草原區(qū)極端環(huán)境受損區(qū)微生物增容技術326
8.2.1接種不同叢枝菌根對土壤因子的影響326
8.2.2接種AM真菌對不同配比黑黏土的玉米光譜反演329
8.2.3氮營養(yǎng)與AM真菌協(xié)同對玉米生長及土壤肥力的影響333
8.3草原區(qū)極端環(huán)境受損區(qū)域生物綜合修復技術335
8.3.1草原區(qū)與極端環(huán)境受損區(qū)域優(yōu)勢生物種群篩選與保育336
8.3.2物理改良下黏土不同接菌處理對植物生長的影響340
8.3.3接種叢枝菌根及其他內(nèi)生真菌促生作用342
8.3.4生物綜合修復技術野外應用情況及效果343
第9章大型煤電基地牧礦景觀交錯帶生境保護與修復技術347
9.1大型煤電基地牧礦交錯帶的界定及其主要問題347
9.1.1牧礦交錯帶的界定347
9.1.2牧礦交錯帶的主要問題及研究現(xiàn)狀348
9.2牧礦交錯帶生境保護與修復方法350
9.2.1牧礦交錯帶生境保護技術350
9.2.2牧礦交錯帶生境修復技術352
9.2.3牧礦交錯帶生境保護修復技術路線354
9.3大型煤電基地牧礦交錯帶演化與生境特征354
9.3.1牧礦交錯帶群落結構特征354
9.3.2牧礦交錯帶的生境特征358
9.4大型煤電基地牧礦交錯帶生境保護技術368
9.4.1牧礦交錯帶生態(tài)廊道規(guī)劃368
9.4.2景觀隔離帶物種選擇372
9.4.3景觀隔離帶空間配置375
9.5大型煤電基地牧礦交錯帶退化生境修復技術380
9.5.1腐殖質層再造380
9.5.2微生物激發(fā)劑研發(fā)380
9.5.3消除入侵植物化感作用384
第10章大型煤電基地景觀生態(tài)功能提升關鍵技術386
10.1大型煤電基地排土場景觀主要問題及診斷方法386
10.1.1礦區(qū)景觀生態(tài)功能提升相關理論387
10.1.2礦區(qū)景觀生態(tài)功能提升診斷方法391
10.1.3研究方法與技術路線394
10.2草原煤電基地排土場水土保持功能提升396
10.2.1草原煤電基地排土場景觀的水土保持功能提升難點396
10.2.2排土場松散邊坡地質穩(wěn)定性監(jiān)測與治理398
10.2.3排土場土壤復合侵蝕監(jiān)測與治理402
10.2.4排土場水力侵蝕規(guī)律與治理406
10.3草原煤電基地排土場重建植被群落優(yōu)化配置417
10.3.1基于群落穩(wěn)定性的植被配置模式417
10.3.2重建植被群落穩(wěn)定性維持機制419
10.3.3草本植被邊坡穩(wěn)定性提升技術419
10.3.4重建植被的遴選與種植技術424
第11章大型煤電基地生態(tài)穩(wěn)定性提升技術428
11.1大型煤電基地生態(tài)穩(wěn)定性評價方法428
11.1.1大型煤電基地生態(tài)穩(wěn)定性評價模型429
11.1.2大型煤電基地生態(tài)穩(wěn)定性評價研究434
11.2大型煤電基地生態(tài)穩(wěn)定性提升模式與關鍵技術437
11.2.1能源植物優(yōu)選技術437
11.2.2脫硫石膏改良礦區(qū)鹽堿土技術442
11.2.3草原區(qū)沙化土壤改良技術447
第12章大型煤電基地區(qū)域生態(tài)安全調(diào)控及保障技術（以東部草原區(qū)為例）456
12.1東部草原區(qū)大型煤電基地生態(tài)安全主控因素457
12.1.1大型煤電基地生態(tài)安全評價理論基礎457
12.1.2大型煤電基地區(qū)域生態(tài)安全關鍵因子458
12.1.3生態(tài)安全評價指標體系構建458
12.1.4生態(tài)安全評價方法459
12.1.5評價指標體系運行462
12.2東部草原區(qū)大型煤電基地能源開發(fā)生態(tài)安全評價463
12.2.1大型煤電基地城礦尺度生態(tài)安全評價463
12.2.2大型煤電基地區(qū)域（盟）尺度生態(tài)安全評價477
12.3東部草原區(qū)大型煤電基地生態(tài)安全調(diào)控方法480
12.3.1調(diào)控模擬481
12.3.2調(diào)控預測482
12.3.3調(diào)控體系建設483
12.3.4調(diào)控模式484
12.3.5調(diào)控措施484
12.4大型煤電基地生態(tài)安全保障技術487
12.4.1煤電基地（礦區(qū)）生態(tài)安全保障關鍵修復技術487
12.4.2城礦（市旗）生態(tài)安全保障公眾參與機制489
結束語504
參考文獻506