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西部重点矿区土地退化因素调查

生态与农村环境学报 2016年第2期32卷 173-177页

作者：卞正富沈渭寿中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 环境保护部南京环境科学研究所江苏南京210042

在国家科技基础性工作专项的支持下,西部重点矿区土地退化因素调查工作于2014年初正式启动。按照总体调查方案,需要对51个煤矿区作一般性调查,对12个重点煤矿区、17个重点金属矿山和8个重点非金属矿山进行重点调查,对2个煤矿区开展土地... 详细信息

在国家科技基础性工作专项的支持下,西部重点矿区土地退化因素调查工作于2014年初正式启动。按照总体调查方案,需要对51个煤矿区作一般性调查,对12个重点煤矿区、17个重点金属矿山和8个重点非金属矿山进行重点调查,对2个煤矿区开展土地退化因素跟踪监测,分为5个课题进行。项目启动近2 a来,项目组重点编制了调查技术方案与规程草案,搭建了调查矿区的自然地理与环境本底数据库平台,完成了近60%的野外调查任务,初步掌握了重点煤矿区、金属矿山和非金属矿山的土地退化特点、规律和驱动因素。调查结果表明,不同的矿产资源开发引起土地退化的因素不同,位于不同地理区域的矿区损毁的土地类型也不同。

关键词：矿产开发土地退化调查西部

基于SBAS和混沌理论的内排土场沉降监测及预测

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煤炭学报 2019年第12期44卷 3865-3873页

作者：田雨雷少刚卞正富中国矿业大学国土资源研究所江苏徐州221116 矿山生态修复教育部工程研究中心江苏徐州221116

为研究露天矿内排土场工后沉降规律,定义内排土场下沉系数为地表最终沉降量与初始覆土高度的比值,并以内蒙古锡林浩特市胜利一号露天矿内排土场为研究区,利用41期高时间分辨率sentinel-1 A数据采用小基线集(SBAS)技术进行内排土场沉降监... 详细信息

为研究露天矿内排土场工后沉降规律,定义内排土场下沉系数为地表最终沉降量与初始覆土高度的比值,并以内蒙古锡林浩特市胜利一号露天矿内排土场为研究区,利用41期高时间分辨率sentinel-1 A数据采用小基线集(SBAS)技术进行内排土场沉降监测,在此基础上引入混沌理论中的相空间重构理论结合二阶Volterra自适应滤波对沉降时间序列进行单步预测。结果表明:①内排土场沉降剖面呈现明显的半漏斗状,总体上累积沉降量与到矿坑的距离成反比,通过沉降时间序列分析可得Ⅰ,Ⅱ区域处于沉降活跃期,存在滑坡、泥石流风险,是后期沉降监测的重点区域,Ⅲ~Ⅶ区域步入稳定过渡期,Ⅷ区域已基本稳定,初步判断该区已基本满足了土地复垦及建设简单构筑物的基本要求。②经曲线拟合,得观测周期内,内排土场下沉系数约为0.639 cm/m。③经最大Lyapunov指数验证,通过SBAS技术得到的4组沉降量时间序列均具有混沌特征。④运用混沌理论中的相空间重构理论结合二阶Volterra自适应滤波对沉降量进行单步预测,预测结果显示其可在短期内较好地反应真实值变化趋势,前10步预测结果的平均绝对误差(MAE)、平均相对误差(MAPE)和均方根误差(RMSE)均在6%以下,但随预测步数的增加,预测精度逐渐下降,这表明二阶Volterra自适应滤波仅可用于SBAS获取的一维沉降观测数据的短期预测,将其应用于长期预测的结果不可靠。

关键词：内排土场沉降 SBAS 混沌理论露天矿二阶Volterra自适应滤波预测

基于适宜性的济南市宜耕未利用地开发潜力评估

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农业工程学报 2010年第2期26卷 307-312页

作者：王筱明闫弘文卞正富中国矿业大学环境与测绘学院徐州221008 山东师范大学人口资源与环境学院济南250014

为了实现粮食安全,未利用地作为后备耕地资源,是中国补充耕地的重要途径。该文以济南市为例,根据土地适宜性评价,估算宜耕未利用地的开发潜力,在此基础上,结合地形、交通条件、基础设施及区位等因素,运用聚类分析方法,对宜耕未利用地开... 详细信息

为了实现粮食安全,未利用地作为后备耕地资源,是中国补充耕地的重要途径。该文以济南市为例,根据土地适宜性评价,估算宜耕未利用地的开发潜力,在此基础上,结合地形、交通条件、基础设施及区位等因素,运用聚类分析方法,对宜耕未利用地开发潜力进行分区。结果表明,济南市宜耕未利用地面积占未利用地总面积65.39%,但质量较差,受自然条件限制,各区县宜耕未利用地分布差异较大。从各潜力类型区分布来看,Ⅰ类潜力区主要分布于济南市北部,以平原为主,为优先开发潜力区。Ⅱ类潜力区分布较广,济南市北部、中部、南部均有分布,为次优先开发潜力区。Ⅲ类潜力区主要分布于济南市中部的城郊地带,为适度开发潜力区。Ⅳ类潜力区主要分布于济南市中部的山地丘陵区,为最差开发潜力区。该研究可确定济南市不同地域的未利用地开发时序,研究结果可为编制济南市未利用地开发规划提供参考。

关键词：土地利用聚类分析区域规划未利用地适宜性评价潜力分区济南市

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西部干旱区煤炭开采环境影响研究

生态学报 2014年第11期34卷 2837-2843页

作者：雷少刚卞正富中国矿业大学环境与测绘学院徐州221116

大规模煤炭资源开采与干旱脆弱生态环境的空间耦合将会诱发日益严峻的社会、环境问题。分析了我国西部干旱区煤炭地下开采对植被、土壤水、地下水、土壤等关键环境要素影响的研究进展与不足;指出现有研究主要以单一环境要素、局部尺度为... 详细信息

大规模煤炭资源开采与干旱脆弱生态环境的空间耦合将会诱发日益严峻的社会、环境问题。分析了我国西部干旱区煤炭地下开采对植被、土壤水、地下水、土壤等关键环境要素影响的研究进展与不足;指出现有研究主要以单一环境要素、局部尺度为主,缺乏多尺度综合的环境要素协同损伤规律与井上下联动响应机理等基础研究。因此,现有成果还无法满足指导煤炭开采技术改进与控制环境损伤的需要。建议从井下到井上,从工作面、矿井、矿区、流域多尺度综合实现地空一体化同步监测,加强对西部干旱矿区各关键环境要素的协同损伤规律研究;加强对井上下环境要素对开采地质条件响应机理研究;建立不同开采条件、不同评价尺度下,矿区开采环境损伤的评价与预测模型。

关键词：煤炭开采干旱区环境要素环境扰动

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新疆煤炭资源开发的环境效应与保护策略研究

煤炭科学技术 2020年第4期48卷 43-51页

作者：卞正富雷少刚中国矿业大学教育部矿山生态修复工程中心江苏徐州221116

为提供新疆煤炭资源保护性开发与开采的对策,促进新疆煤炭资源开发与环境相适应,总结分析了我国煤炭能源基地建设规划和新疆煤炭资源赋存特征、自然生态环境条件和现有开采方法特点。分析表明,新疆地理环境特殊,与中东部地区存在较大的... 详细信息

为提供新疆煤炭资源保护性开发与开采的对策,促进新疆煤炭资源开发与环境相适应,总结分析了我国煤炭能源基地建设规划和新疆煤炭资源赋存特征、自然生态环境条件和现有开采方法特点。分析表明,新疆地理环境特殊,与中东部地区存在较大的差异,影响采矿后环境变化的地质条件与特征不明;煤炭开采引起覆岩活动与地质灾害规律不清;煤炭开发与环境的相容性以及可采性不确定。研究新疆煤炭资源开发开采的环境效应,需要重点考虑煤炭资源开发与自然生态环境的相容性、采矿方式影响生态要素及系统的可逆性、考虑资源环境价值的煤炭资源的可采性这3类关键问题。因此,针对新疆煤炭资源与生态环境协调开发的研究不充分及区域环境容量已对煤炭资源开发规模与布局形成倒逼机制的形势,提出了新疆煤炭资源宏观开发策略与微观开采技术相结合的策略,重点需要加强新疆煤田资源赋存特征、水文循环与水资源转换特征、生态环境脆弱特征研究,划分出煤炭资源-水资源-自然生态环境组合类型;煤炭开采引起覆岩活动与地质灾害规律、生态环境损伤机理及综合考虑资源环境价值与技术经济条件的新疆煤炭资源可采性研究的建议。这些研究成果对于优化煤炭产业布局、制定合理的煤炭开发规划、选择合适的开采方式、因地制宜划定生态红线,同时对加大矿区生态环境保护力度,研究推广矿山绿色开采技术,促进新疆煤炭产业可持续发展将具有重要的现实意义。

关键词：煤炭开采环境效应生态修复煤炭可采性绿色开采

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徐州煤矿区土地利用格局演变分析

地理学报 2006年第4期61卷 349-358页

作者：卞正富张燕平中国矿业大学国土资源研究所徐州221008

利用徐州东矿区1979年、1987年、2001年三个年份的遥感影像分析了矿区景观要素及其景观格局的变化规律。从1979年到1987年,沉陷积水面积增加299.35%,农用地减少7.83%,建设用地增加48.4%。从1987年到2001年,东矿区农用地减少了13.04%,建... 详细信息

利用徐州东矿区1979年、1987年、2001年三个年份的遥感影像分析了矿区景观要素及其景观格局的变化规律。从1979年到1987年,沉陷积水面积增加299.35%,农用地减少7.83%,建设用地增加48.4%。从1987年到2001年,东矿区农用地减少了13.04%,建设用地增加了37.62%,而沉陷积水区增加了137.26%;农用地的9.55%转变为建设用地,5.15%转变为沉陷积水区;建设用地的5.25%转变为农用地,主要集中于报废矿井工业广场附近,是由于部分地方小煤矿关闭后,一些废弃物堆场得到了复垦,3.21%转变为沉陷积水区,主要也是分布在各矿工业广场附近;有14.86%的沉陷积水区转变为农用地,主要位于原沉陷积水区的边缘部分,有10.88%转变为建设用地,主要集中在韩桥矿和权台矿的工业广场范围内。因此,应该加强对沉陷积水区的复垦和综合治理,因地制宜发展生态农业、养殖业、林业、牧业及其加工业,最大限度地利用土地资源。

关键词：采矿土地利用/土地覆被变化遥感应用煤矿区徐州

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矿区土地修复的几个基本问题

煤炭学报 2018年第1期43卷 190-197页

作者：卞正富雷少刚金丹王丽中国矿业大学国土资源研究所江苏徐州221116 矿山生态修复教育部工程研究中心江苏徐州221116

通过对与土地复垦有关的概念梳理后,提出以土地修复作为高一级学科建设的名称涵盖土地复垦的名称。基于生态系统自恢复力的假说,讨论了矿区土地修复过程中,自然恢复与人工干预的作用,提出了引导型矿山土地自修复模式及其应用条件,指出... 详细信息

通过对与土地复垦有关的概念梳理后,提出以土地修复作为高一级学科建设的名称涵盖土地复垦的名称。基于生态系统自恢复力的假说,讨论了矿区土地修复过程中,自然恢复与人工干预的作用,提出了引导型矿山土地自修复模式及其应用条件,指出了对关键限制性因素及其阈值的识别与修复是矿山生态系统引导自修复的关键;并进一步讨论了引导型矿区土地修复目标的合理程度。还讨论了采前预防及采后修复在矿区土地修复中的作用,对于露天矿山,采前预防或减损工艺应成为主流,在剥采排复一体化工艺实现后,土壤重构成为露天矿区土地修复成功的关键,而对于井工开采矿山,采前预防措施通常被用于局部需要特殊保护的地表建构筑物或具有重要保护价值的生态类型区,采后修复仍是主要的技术手段。

关键词：土地修复土地复垦生态重建生态恢复

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新疆煤基固体废弃物处置与资源化利用研究

煤炭科学技术 2021年第1期49卷 319-330页

作者：黄艳利王文峰卞正富中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 新疆工程学院矿业工程与地质学院新疆乌鲁木齐830023 新疆大学地质与矿业工程学院新疆乌鲁木齐830046 中国矿业大学教育部矿山生态修复工程中心江苏徐州221116

新疆煤炭资源储量丰富,是我国重要的煤炭生产接续区和战略性储备区,开发利用过程中产生的煤基固废合理处置与资源化问题是制约矿区环境保护的难题之一。总结分析了新疆煤基固废的理化特征和分类形式及其产生的地质背景。分析表明:吐哈... 详细信息

新疆煤炭资源储量丰富,是我国重要的煤炭生产接续区和战略性储备区,开发利用过程中产生的煤基固废合理处置与资源化问题是制约矿区环境保护的难题之一。总结分析了新疆煤基固废的理化特征和分类形式及其产生的地质背景。分析表明:吐哈、准噶尔、伊犁、库拜4大煤田产生的煤基固废的理化特征存在明显地区差异,以低阶烟煤为主的低变质煤田区域的煤矸石多以砂岩、黏土岩、钙质岩为主;通过对典型煤基固废的综合评价,提出了新疆煤基固废梯级资源化利用的产业链布局模式;提出了以煤基固废的就地充填为基础,协同发展保水开采、净水开采、储能开采等煤基固废利用的新方法,探讨了煤基固废-电-化、煤基固废-电-建等高附加值开发利用产业布局模式,详细阐述了煤基固废在发电利用、建材利用、化工产品制备、充填处置及工程填料等方面综合资源化利用方法的原理和技术路线,提出了以合理处置矸石和水资源保护为目标的煤炭资源高效集约化开采技术。研究成果对新疆地区优化煤炭产业布局、煤基固废梯级资源化利用及矿区生态环境保护具有重要的指导意义。

关键词：新疆煤画煤基固废资源化利用充填开采

熵权模糊物元模型在土地生态安全评价中的应用

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农业工程学报 2012年第5期28卷 260-266页

作者：余健房莉仓定帮朱琳卞正富中国矿业大学环境与测绘学院徐州221116 安徽师范大学国土资源与旅游学院芜湖241003 安徽自然灾害过程与防控研究省级实验室芜湖241003 中国矿业大学管理学院徐州221116

针对目前生态安全评价中信息屏蔽和主观性问题,该文运用物元分析法和熵权法对皖江地区马鞍山、合肥、芜湖等9个市土地生态安全水平进行评价,并与多指标综合评价法进行比较。熵权物元分析法包括构建评价指标体系、评价指标经典域、节域,... 详细信息

针对目前生态安全评价中信息屏蔽和主观性问题,该文运用物元分析法和熵权法对皖江地区马鞍山、合肥、芜湖等9个市土地生态安全水平进行评价,并与多指标综合评价法进行比较。熵权物元分析法包括构建评价指标体系、评价指标经典域、节域,建立土地生态安全评价物元模型,计算评价指标关联度,确定指标权重等内容。研究结果表明:马鞍山的土地生态安全级别为"较不安全",池州、安庆、的土地生态安全级别向"较不安全"级转化,巢湖、芜湖、铜陵的土地安全级别向"较安全"转化,宣城、合肥、滁州的土地安全级别为"理想安全",与多指标综合评价结果基本一致。物元分析单指标评价结果表明:皖江地区土地生态安全主要影响因子是单位面积耕地农药负荷、单位GDP二氧化硫排放量、人均水资源量、人口密度、森林覆盖率、大于25°坡耕地面积比例及工业废气处理率等。多指标综合评价能得到综合质量信息,而物元模型既能得到综合质量信息,也能反映评价对象的稳定状态,同时可以揭示评价对象单个评价指标的分异。研究表明熵权物元分析法在土地生态安全评价具一定应用价值。

关键词：生态模型数学方法生态安全熵权物元分析