大型煤電基地生態修復與綜合整治關鍵技術

《大型煤電基地生態修復與綜合整治關鍵技術》是2023年科學出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：大型煤電基地生態修復與綜合整治關鍵技術
• 出版時間：2023年12月1日
• 出版社：科學出版社
• ISBN：9787030749109

內容簡介

大型煤電基地科學開發是國家能源安全戰略和區域生態安全的基本保障，有效控制生態損傷則是系統提升科學開發水平的關鍵。《大型煤電基地生態修復與綜合整治關鍵技術》針對我國大型煤電基地開發生態損傷的系統控制問題，按照“減損開採”與“系統提升”的技術思路，以東部草原區大型煤電基地典型區為例，重點介紹了大型露天礦生態減損型開採技術、採區生態促進性基質層與土壤重構技術、大型露天煤礦地下水庫保水技術、大型井工礦地下水原位保護技術等源頭減損關鍵技術，排土場地貌近自然重塑技術、貧瘠土壤提質增容與有機改良、極端條件下生物促進型植被修復等水-土-植協同修復關鍵技術，牧礦景觀交錯帶生境保護與修復技術、景觀生態功能提升技術、生態穩定性提升技術和生態安全調控及保障技術等多尺度協同提升關鍵技術，初步形成了大型煤電基地生態減損型開發關鍵技術體系。

圖書目錄

序

前言

第1章緒論1

1.1東部草原區煤電基地生態安全面臨的主要問題1

1.1.1東部草原區煤電基地開發與生態本底特徵1

1.1.2東部草原區煤電基地開發面臨的主要問題3

1.2草原區域生態恢復技術研究進展6

1.2.1高強度開採生態減損方面6

1.2.2大型露天礦區生態修復技術方面10

1.2.3區域生態安全研究與實踐方面21

1.3東部草原區煤電基地生態修復挑戰與解決途徑22

1.3.1生態修復技術難點問題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章大型露天礦生態減損型采-排-復一體化技術32

2.1露天開採節地增時減損機制32

2.1.1露天礦生產的土地占用規律32

2.1.2露天開採節地減損機制33

2.1.3生態修復視窗利用提效增時機制38

2.2草原區露天煤礦節地減損型開採技術40

2.2.1酷寒區軟岩露天礦靠幫開採技術40

2.2.2露天開採境界內沿幫排土技術48

2.2.3節地型露天礦地面生產系統布局最佳化51

2.3露天礦“生態視窗期”協同利用增時修複方法56

2.3.1排土場生態修復工程條件56

2.3.2露天礦排土場“生態修復視窗期”59

2.3.3基於生態修複目標的表土採運儲用規劃方法64

2.4露天礦生態減損型采-排-復一體化工藝73

2.4.1露天礦采-排-復一體化工藝優選73

2.4.2典型露天開採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綜合開採工藝系統間協調配合82

第3章大型露天礦採區生態修復促進型基質層與土壤重構技術85

3.1露天礦內排土場生態修復型地層重構機制85

3.1.1露天開採對礦區地層的影響規律85

3.1.2露天礦內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修復促進機制90

3.2排土場鬆散土石混合體重構特性92

3.2.1重塑土石混合體變形規律93

3.2.2土石混合體強度重構影響因素分析102

3.2.3土石混合體中大塊岩體破壞力學模型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近地表生態型儲水層構建方法115

3.4草原區近地表土壤層序結構再造技術121

3.4.1礦區土壤性質分析121

3.4.2排土場土壤層序結構再造方案124

3.4.3基於近地表剝離物的表土替代材料研發131

第4章軟岩區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-築-復一體化技術182

第5章軟岩區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覆岩導水裂隙水流動特性及其主通道分布模型184

5.1.2水-氣-岩相互作用下覆岩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軟岩區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採空區儲水介質空隙量及庫容216

5.2.3軟岩採空區儲水的可注性評價224

5.3軟岩富水區安全開採與地下水原位保護協調技術227

5.3.1治理區選取227

5.3.2試驗區導水裂隙發育探查228

5.3.3近泄流區安全開採風險評價230

第6章采-排-復一體化露天礦內排土場地貌近自然重塑232

6.1露天礦內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自然地貌特徵提取235

6.2.1自然坡線特徵提取235

6.2.2自然溝道特徵參數提取239

6.2.3其他自然地貌特徵參數提取242

6.3內排土場邊坡近自然地貌重塑244

6.3.1土方最佳化地貌重塑模型構建244

6.3.2溝道提取及再最佳化246

6.3.3重塑地形穩定性檢測247

6.4技術示例247

6.4.1示例區簡介及數據來源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內排土場采復子區空間識別255

6.4.5基於原始地貌的內排土場土方平衡最佳化256

6.4.6溝道最佳化及近自然重塑地形結果257

6.4.7重塑地貌穩定性評價260

6.4.8重塑地貌養護建議263

第7章大型露天礦生態修復表土稀缺區土壤構建與改良技術264

7.1研究技術路線264

7.2修復區土壤剖面構型與植被生長耦合關係265

7.2.1研究區概況265

7.2.2修復區原生土壤理化性質及養分狀況綜合評價267

7.2.3修復區原生土壤物理性質與生物量關係分析280

7.2.4研究結果281

7.3基於礦區成壤廢棄物的生態修復區基質土壤重構方法282

7.3.1礦區成壤廢棄物特性分析282

7.3.2基於成壤廢棄物的土壤重構機制283

7.3.3基於成壤廢棄物的土壤重構方案284

7.3.4基於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生態修復區基質土壤改良方法299

7.4.1基於生物炭的土壤肥力提升機制299

7.4.2基於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章草原煤炭露天開採受損區植被恢復關鍵技術312

8.1草原受損區域土壤提質技術312

8.1.1不同物理改良方式對黏土水分和養分的影響313

8.1.2物理改良方式黏土對磷的養分動力學特性研究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草原區極端環境受損區微生物增容技術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氮營養與AM真菌協同對玉米生長及土壤肥力的影響333

8.3草原區極端環境受損區域生物綜合修復技術335

8.3.1草原區與極端環境受損區域優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生真菌促生作用342

8.3.4生物綜合修復技術野外套用情況及效果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狀348

9.2牧礦交錯帶生境保護與修複方法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徵354

9.3.1牧礦交錯帶群落結構特徵354

9.3.2牧礦交錯帶的生境特徵358

9.4大型煤電基地牧礦交錯帶生境保護技術368

9.4.1牧礦交錯帶生態廊道規劃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微生物激發劑研發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礦區景觀生態功能提升相關理論387

10.1.2礦區景觀生態功能提升診斷方法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排土場鬆散邊坡地質穩定性監測與治理398

10.2.3排土場土壤複合侵蝕監測與治理402

10.2.4排土場水力侵蝕規律與治理406

10.3草原煤電基地排土場重建植被群落最佳化配置417

10.3.1基於群落穩定性的植被配置模式417

10.3.2重建植被群落穩定性維持機制419

10.3.3草本植被邊坡穩定性提升技術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穩定性提升技術428

11.1大型煤電基地生態穩定性評價方法428

11.1.1大型煤電基地生態穩定性評價模型429

11.1.2大型煤電基地生態穩定性評價研究434

11.2大型煤電基地生態穩定性提升模式與關鍵技術437

11.2.1能源植物優選技術437

11.2.2脫硫石膏改良礦區鹽鹼土技術442

11.2.3草原區沙化土壤改良技術447

第12章大型煤電基地區域生態安全調控及保障技術（以東部草原區為例）456

12.1東部草原區大型煤電基地生態安全主控因素457

12.1.1大型煤電基地生態安全評價理論基礎457

12.1.2大型煤電基地區域生態安全關鍵因子458

12.1.3生態安全評價指標體系構建458

12.1.4生態安全評價方法459

12.1.5評價指標體系運行462

12.2東部草原區大型煤電基地能源開發生態安全評價463

12.2.1大型煤電基地城礦尺度生態安全評價463

12.2.2大型煤電基地區域（盟）尺度生態安全評價477

12.3東部草原區大型煤電基地生態安全調控方法480

12.3.1調控模擬481

12.3.2調控預測482

12.3.3調控體系建設483

12.3.4調控模式484

12.3.5調控措施484

12.4大型煤電基地生態安全保障技術487

12.4.1煤電基地（礦區）生態安全保障關鍵修復技術487

12.4.2城礦（市旗）生態安全保障公眾參與機制489

結束語504

參考文獻506