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(wèn)題1
1.1.1東部草原區(qū)煤電基地開(kāi)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(kāi)發(fā)面臨的主要問(wèn)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(kāi)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(wèn)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(kāi)采節(jié)地增時(shí)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(kāi)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(shí)機(jī)制38
2.2草原區(qū)露天煤礦節(jié)地減損型開(kāi)采技術(shù)40
2.2.1酷寒區(qū)軟巖露天礦靠幫開(kāi)采技術(shù)40
2.2.2露天開(kāi)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(shí)修復(fù)方法56
2.3.1排土場(chǎng)生態(tài)修復(fù)工程條件56
2.3.2露天礦排土場(chǎng)“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(chǔ)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(kāi)采工藝適應(yīng)度評(píng)價(jià)模型73
2.4.3綜合工藝適應(yīng)度評(píng)價(jià)模型80
2.4.4綜合開(kāi)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(chǎng)生態(tài)修復(fù)型地層重構(gòu)機(jī)制85
3.1.1露天開(kāi)采對(duì)礦區(qū)地層的影響規(guī)律85
3.1.2露天礦內(nèi)排土場(chǎng)地層立體重構(gòu)機(jī)制88
3.1.3排土場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǔ)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(chǎng)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(kù)保水技術(shù)139
4.1露天煤礦地下水庫(kù)儲(chǔ)水機(jī)制139
4.1.1露天煤礦地下水庫(kù)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(kù)儲(chǔ)水能力確定方法148
4.2露天煤礦地下水庫(kù)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(kù)功能設(shè)計(jì)161
4.2.3地下水庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)163
4.2.4地下水庫(kù)安全控制設(shè)計(jì)166
4.3露天煤礦地下水庫(kù)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)169
4.3.1露天地下水庫(kù)選址技術(shù)169
4.3.2儲(chǔ)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(kù)保水技術(shù)215
5.2.1地下水庫(kù)儲(chǔ)水空間物理模型215
5.2.2采空區(qū)儲(chǔ)水介質(zhì)空隙量及庫(kù)容216
5.2.3軟巖采空區(qū)儲(chǔ)水的可注性評(píng)價(jià)224
5.3軟巖富水區(qū)安全開(kāi)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(kāi)采風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)230
第6章采-排-復(fù)一體化露天礦內(nèi)排土場(chǎng)地貌近自然重塑232
6.1露天礦內(nèi)排土場(chǎng)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(xiàn)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(chǎng)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(cè)247
6.4技術(shù)示例247
6.4.1示例區(qū)簡(jiǎn)介及數(shù)據(jù)來(lái)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(chǎng)采復(fù)子區(qū)空間識(shí)別255
6.4.5基于原始地貌的內(nèi)排土場(chǎng)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(píng)價(jià)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(xiàn)264
7.2修復(fù)區(qū)土壤剖面構(gòu)型與植被生長(zhǎng)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(píng)價(jià)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(kāi)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(duì)黏土水分和養(yǎng)分的影響313
8.1.2物理改良方式黏土對(duì)磷的養(yǎng)分動(dòng)力學(xué)特性研究317
8.1.3物理改良下黏土對(duì)植物生長(zhǎng)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(duì)土壤因子的影響326
8.2.2接種AM真菌對(duì)不同配比黑黏土的玉米光譜反演329
8.2.3氮營(yíng)養(yǎng)與AM真菌協(xié)同對(duì)玉米生長(zhǎng)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(shì)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(duì)植物生長(zhǎng)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(guān)交錯(cuò)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(cuò)帶的界定及其主要問(wèn)題347
9.1.1牧礦交錯(cuò)帶的界定347
9.1.2牧礦交錯(cuò)帶的主要問(wèn)題及研究現(xiàn)狀348
9.2牧礦交錯(cuò)帶生境保護(hù)與修復(fù)方法350
9.2.1牧礦交錯(cuò)帶生境保護(hù)技術(shù)350
9.2.2牧礦交錯(cuò)帶生境修復(fù)技術(shù)352
9.2.3牧礦交錯(cuò)帶生境保護(hù)修復(fù)技術(shù)路線(xiàn)354
9.3大型煤電基地牧礦交錯(cuò)帶演化與生境特征354
9.3.1牧礦交錯(cuò)帶群落結(jié)構(gòu)特征354
9.3.2牧礦交錯(cuò)帶的生境特征358
9.4大型煤電基地牧礦交錯(cuò)帶生境保護(hù)技術(shù)368
9.4.1牧礦交錯(cuò)帶生態(tài)廊道規(guī)劃368
9.4.2景觀(guān)隔離帶物種選擇372
9.4.3景觀(guān)隔離帶空間配置375
9.5大型煤電基地牧礦交錯(cuò)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(guān)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(chǎng)景觀(guān)主要問(wèn)題及診斷方法386
10.1.1礦區(qū)景觀(guān)生態(tài)功能提升相關(guān)理論387
10.1.2礦區(qū)景觀(guān)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(xiàn)394
10.2草原煤電基地排土場(chǎng)水土保持功能提升396
10.2.1草原煤電基地排土場(chǎng)景觀(guān)的水土保持功能提升難點(diǎn)396
10.2.2排土場(chǎng)松散邊坡地質(zhì)穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)與治理398
10.2.3排土場(chǎng)土壤復(fù)合侵蝕監(jiān)測(cè)與治理402
10.2.4排土場(chǎng)水力侵蝕規(guī)律與治理406
10.3草原煤電基地排土場(chǎng)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(píng)價(jià)方法428
11.1.1大型煤電基地生態(tài)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)模型429
11.1.2大型煤電基地生態(tài)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)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(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建458
12.1.4生態(tài)安全評(píng)價(jià)方法459
12.1.5評(píng)價(jià)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(kāi)發(fā)生態(tài)安全評(píng)價(jià)463
12.2.1大型煤電基地城礦尺度生態(tài)安全評(píng)價(jià)463
12.2.2大型煤電基地區(qū)域（盟）尺度生態(tài)安全評(píng)價(jià)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(cè)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(yǔ)504
參考文獻(xiàn)506