大型煤電基地生態(tài)修復(fù)與綜合整治關(guān)鍵技術(shù)

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(fù)技術(shù)研究進(jìn)展6
1.2.1高強(qiáng)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(fù)技術(shù)方面10
1.2.3區(qū)域生態(tài)安全研究與實(shí)踐方面21
1.3東部草原區(qū)煤電基地生態(tài)修復(fù)挑戰(zhàn)與解決途徑22
1.3.1生態(tài)修復(fù)技術(shù)難點(diǎn)問題22
1.3.2解決思路與具體方法26
1.3.3預(yù)期目標(biāo)與效果30
第2章大型露天礦生態(tài)減損型采-排-復(fù)一體化技術(shù)32
2.1露天開采節(jié)地增時減損機(jī)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(jī)制33
2.1.3生態(tài)修復(fù)窗口利用提效增時機(jī)制38
2.2草原區(qū)露天煤礦節(jié)地減損型開采技術(shù)40
2.2.1酷寒區(qū)軟巖露天礦靠幫開采技術(shù)40
2.2.2露天開采境界內(nèi)沿幫排土技術(shù)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(fù)方法56
2.3.1排土場生態(tài)修復(fù)工程條件56
2.3.2露天礦排土場“生態(tài)修復(fù)窗口期”59
2.3.3基于生態(tài)修復(fù)目標(biāo)的表土采運(yùn)儲用規(guī)劃方法64
2.4露天礦生態(tài)減損型采-排-復(fù)一體化工藝73
2.4.1露天礦采-排-復(fù)一體化工藝優(yōu)選73
2.4.2典型露天開采工藝適應(yīng)度評價模型73
2.4.3綜合工藝適應(yīng)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(fù)促進(jìn)型基質(zhì)層與土壤重構(gòu)技術(shù)85
3.1露天礦內(nèi)排土場生態(tài)修復(fù)型地層重構(gòu)機(jī)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(gòu)機(jī)制88
3.1.3排土場土壤結(jié)構(gòu)重建的生態(tài)修復(fù)促進(jìn)機(jī)制90
3.2排土場松散土石混合體重構(gòu)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(qiáng)度重構(gòu)影響因素分析102
3.2.3土石混合體中大塊巖體破壞力學(xué)模型106
3.3排土場地層近自然立體重構(gòu)方法108
3.3.1壓實(shí)固結(jié)條件下剝離物滲透特性與隔水層構(gòu)建方法108
3.3.2近地表生態(tài)型儲水層構(gòu)建方法115
3.4草原區(qū)近地表土壤層序結(jié)構(gòu)再造技術(shù)121
3.4.1礦區(qū)土壤性質(zhì)分析121
3.4.2排土場土壤層序結(jié)構(gòu)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(shù)139
4.1露天煤礦地下水庫儲水機(jī)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(hù)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(shè)計(jì)研究157
4.2.1設(shè)計(jì)原則和主要指標(biāo)157
4.2.2地下水庫功能設(shè)計(jì)161
4.2.3地下水庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)163
4.2.4地下水庫安全控制設(shè)計(jì)166
4.3露天煤礦地下水庫建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)169
4.3.1露天地下水庫選址技術(shù)169
4.3.2儲水體重構(gòu)技術(shù)172
4.3.3采-排-筑-復(fù)一體化技術(shù)182
第5章軟巖區(qū)大型井工礦地下水原位保護(hù)技術(shù)184
5.1高強(qiáng)度采動裂隙人工引導(dǎo)自修復(fù)的含水層保護(hù)技術(shù)184
5.1.1覆巖導(dǎo)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(dǎo)水裂隙自修復(fù)機(jī)制194
5.1.3采動裂隙人工引導(dǎo)自修復(fù)的含水層原位保護(hù)技術(shù)206
5.2軟巖區(qū)大型井工礦地下水庫保水技術(shù)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(zhì)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(hù)協(xié)調(diào)技術(shù)227
5.3.1治理區(qū)選取227
5.3.2試驗(yàn)區(qū)導(dǎo)水裂隙發(fā)育探查228
5.3.3近泄流區(qū)安全開采風(fēng)險評價230
第6章采-排-復(fù)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(shù)背景及研究意義232
6.1.2技術(shù)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(gòu)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(shù)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(gòu)建250
6.4.3地貌臨界模型構(gòu)建254
6.4.4內(nèi)排土場采復(fù)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(jié)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(hù)建議263
第7章大型露天礦生態(tài)修復(fù)表土稀缺區(qū)土壤構(gòu)建與改良技術(shù)264
7.1研究技術(shù)路線264
7.2修復(fù)區(qū)土壤剖面構(gòu)型與植被生長耦合關(guān)系265
7.2.1研究區(qū)概況265
7.2.2修復(fù)區(qū)原生土壤理化性質(zhì)及養(yǎng)分狀況綜合評價267
7.2.3修復(fù)區(qū)原生土壤物理性質(zhì)與生物量關(guān)系分析280
7.2.4研究結(jié)果281
7.3基于礦區(qū)成壤廢棄物的生態(tài)修復(fù)區(qū)基質(zhì)土壤重構(gòu)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(gòu)機(jī)制283
7.3.3基于成壤廢棄物的土壤重構(gòu)方案284
7.3.4基于成壤廢棄物的土壤重構(gòu)方法288
7.3.5效果分析290
7.3.6研究結(jié)果298
7.4生態(tài)修復(fù)區(qū)基質(zhì)土壤改良方法299
7.4.1基于生物炭的土壤肥力提升機(jī)制299
7.4.2基于生物炭的土壤肥力提升試驗(yàn)方案301
7.4.3效果分析303
7.4.4研究結(jié)果310
第8章草原煤炭露天開采受損區(qū)植被恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù)312
8.1草原受損區(qū)域土壤提質(zhì)技術(shù)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(xué)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(shù)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(fù)技術(shù)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(fù)技術(shù)野外應(yīng)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(hù)與修復(fù)技術(shù)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(hù)與修復(fù)方法350
9.2.1牧礦交錯帶生境保護(hù)技術(shù)350
9.2.2牧礦交錯帶生境修復(fù)技術(shù)352
9.2.3牧礦交錯帶生境保護(hù)修復(fù)技術(shù)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(jié)構(gòu)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(hù)技術(shù)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(fù)技術(shù)380
9.5.1腐殖質(zhì)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(guān)鍵技術(shù)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(guān)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(shù)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(diǎn)396
10.2.2排土場松散邊坡地質(zhì)穩(wěn)定性監(jiān)測與治理398
10.2.3排土場土壤復(fù)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(jī)制419
10.3.3草本植被邊坡穩(wěn)定性提升技術(shù)419
10.3.4重建植被的遴選與種植技術(shù)424
第11章大型煤電基地生態(tài)穩(wěn)定性提升技術(shù)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(guān)鍵技術(shù)437
11.2.1能源植物優(yōu)選技術(shù)437
11.2.2脫硫石膏改良礦區(qū)鹽堿土技術(shù)442
11.2.3草原區(qū)沙化土壤改良技術(shù)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(shù)（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(chǔ)457
12.1.2大型煤電基地區(qū)域生態(tài)安全關(guān)鍵因子458
12.1.3生態(tài)安全評價指標(biāo)體系構(gòu)建458
12.1.4生態(tài)安全評價方法459
12.1.5評價指標(biāo)體系運(yùn)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(yù)測482
12.3.3調(diào)控體系建設(shè)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(shù)487
12.4.1煤電基地（礦區(qū)）生態(tài)安全保障關(guān)鍵修復(fù)技術(shù)487
12.4.2城礦（市旗）生態(tài)安全保障公眾參與機(jī)制489
結(jié)束語504
參考文獻(xiàn)506