胜利矿区煤炭粉尘污染时空变化特征

作     者：霍江润 李晶 王党朝 王科雯 闫萧萧 HUO Jiangrun;LI Jing;WANG Dangchao;WANG Kewen;YAN Xiaoxiao

作者机构：中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 神华北电胜利能源有限公司内蒙古锡林浩特026000 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2024年第49卷第8期

页      面：3522-3534页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2022YFE0127700) 

主　　题：Google Earth Engine 煤炭粉尘污染 时空变化 像元二分模型 线性回归分析 

摘      要：露天煤矿开采产生的煤炭粉尘对矿区及周边大气、植被、土壤和居住环境造成影响,但煤炭粉尘污染程度、污染范围量化及其长时序趋势变化等相关研究滞后。提出了煤炭粉尘最大影响范围和持续影响范围概念,基于Google Earth Engine平台和2006—2021年Landsat TM/ETM^(+)/OLI影像,反演增强型煤炭粉尘指数(Enhanced Coal Dust Index,ECDI)和煤炭粉尘污染程度,综合运用线性回归和叠置分析方法,揭示了胜利矿区开采过程中煤炭粉尘的时序变化及空间差异特征。结果表明:①煤炭粉尘污染年际变化可分为严重期(2006—2009年)、改善期(2010—2013年)和稳定期(2014—2021年),与开采生命周期基本一致,且随开采时间的推进呈现先强后减弱的变化趋势;②2019—2021年春季和夏季煤炭粉尘污染程度普遍偏高,季相变化在相对无污染区、轻度污染区和中度污染区相对明显;③煤炭粉尘持续影响范围的总体识别精度为92.67%(kappa系数为0.85),随着原煤产量的递增,常年持续和最大影响范围不断缩小,下降幅度分别为43%和80%,年内持续影响范围空间分布保持基本稳定,年内最大影响范围下降;④2006—2021年相对无污染区面积净增191.69 km^(2)(62.70%),严重污染区面积净减4.59 km^(2)(19.74%),煤炭粉尘污染程度呈下降、上升趋势的面积分别占矿区面积的52.11%和4.07%。2021年相对无污染区和轻度污染区面积达矿区总面积的91.91%(约601.13 km^(2))。