【摘要】：煤炭資源的開發(fā)利用為國民經(jīng)濟發(fā)展、社會進步和人民生活水平起到巨大推動作用的同時,對礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境也產(chǎn)生了巨大的破壞,帶來一系列生態(tài)環(huán)境問題。位于我國東部的淮南煤炭開采區(qū),長期大規(guī)模的地下煤炭開采造成地面沉降,土地資源遭受破壞,形成了大面積的沉陷積水區(qū)。受周圍工農(nóng)業(yè)污水以及居民生活污水隨意排放的影響,沉陷水域污染嚴重,主要表現(xiàn)在氮磷元素含量升高而引起的水體富營養(yǎng)化。而目前煤礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測手段單一,存在著明顯的滯后性,難以滿足煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測的需要。因此,本文利用遙感地球化學方法在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域快速、準確、有效的優(yōu)勢,對淮南潘謝礦區(qū)生態(tài)環(huán)境中的土地利用長時間序列的變化和沉陷水域水質(zhì)狀況進行了研究分析。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境實際情況和前人研究成果,綜合評價了煤礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境,并對礦區(qū)未來的生態(tài)環(huán)境進行預(yù)警。利用傳統(tǒng)基于像素的分類方法和面向?qū)ο蟮姆诸惙椒ǚ謩e對不同分辨率影像數(shù)據(jù)的潘謝礦區(qū)土地利用情況進行分類,發(fā)現(xiàn)面向?qū)ο蠡谝?guī)則的分類方法在潘謝礦區(qū)土地利用分類中精度很高。尤其在“同物異譜”和“同譜異物”的地物信息提取中,能夠減小影響局部的光譜變化,增強異質(zhì)性,有效的避免椒鹽現(xiàn)象的出現(xiàn)。在高分辨率的遙感數(shù)據(jù)中,Pleiades遙感影像數(shù)據(jù)土地利用分類總精度達到90%以上。同時,利用建立的面向?qū)ο蠡谝?guī)則的方法對研究區(qū)長時間序列(1989-2013年)的土地利用變化進行了監(jiān)測,取得了滿意的分類結(jié)果。此外,通過結(jié)合礦區(qū)煤炭開采數(shù)據(jù)分析了各土地利用類型的變化規(guī)律。主要表現(xiàn)在耕地的面積隨著煤炭開采量的增加呈下降趨勢,城鎮(zhèn)用地、水域和煤堆與煤矸石堆則表現(xiàn)出完全相反的趨勢,三種土地利用的面積隨著煤炭開采量的增加都大幅的增加。結(jié)果表明：在潘謝礦區(qū),煤炭開采是研究區(qū)土地利用類型變化的主要因素。通過對這封閉沉陷水域和半封閉沉陷水域水質(zhì)參數(shù)和水體內(nèi)在光學特性研究,發(fā)現(xiàn)不同類型沉陷水域水體水質(zhì)參數(shù)及三種光學活性物質(zhì)的光譜吸收系數(shù)的時空變化。沉陷水域表現(xiàn)出典型內(nèi)陸水體的光學特性,潘集和顧橋沉陷水域水體明顯受到非色素顆粒物和黃色物質(zhì)(CDOM)的影響。相比顧橋沉陷水域,潘集沉陷水域由于與泥河相連表現(xiàn)出了更大的懸浮顆粒物和黃色物質(zhì)的影響�；趯Τ料菟虻墓鈱W特性分析,利用實測高光譜數(shù)據(jù)分別建立了適合不同沉陷水域的葉綠素a反演模型,其中,三波段模型在潘集沉陷水域表現(xiàn)出了更高的反演精度和最小的反演誤差,表明三波段模型更適合半封閉的沉陷水域,而NDCI模型在顧橋沉陷水域表現(xiàn)出了更高的反演精度和最小的反演誤差,表明NDCI模型更適合封閉的沉陷水域。此外,由于封閉沉陷水域和半封閉沉陷水域中水體懸浮物濃度、顆粒物大小和組成成分的不同,用于反演水體懸浮物濃度的最佳波段在潘集和顧橋沉陷水域也表現(xiàn)出了明顯的差異。潘集沉陷水域的最佳波段位置位于紅波段和近紅外波段,而顧橋沉陷水域的最佳波段位置位于藍綠波段。采用綜合營養(yǎng)指數(shù)法對沉陷水域的水質(zhì)富營養(yǎng)化進行評價,利用環(huán)境一號衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)建立的水質(zhì)參數(shù)反演模型,發(fā)現(xiàn)基于多光譜遙感數(shù)據(jù)的不但能夠很好的反映出沉陷水域水體的富營養(yǎng)狀態(tài)水質(zhì)在空間和時間上的分布和變化情況,而且能夠發(fā)現(xiàn)一些常規(guī)方法難以揭示的污染源和污染物遷移特征。潘集和顧橋沉陷水域水體都已呈現(xiàn)出輕度-中度富營養(yǎng)化狀態(tài)。潘集和顧橋沉陷水域在時間上和空間上存在著明顯的差異,其中沉陷水域5月份的富營養(yǎng)化程度要明顯高于11月份。顧橋沉陷水域富營養(yǎng)化程度要明顯高于潘集沉陷水域。結(jié)合社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀和資源開發(fā)利用三個方面建立一套具有代表性、綜合性及可操作性的評價指標體系,利用模糊綜合評價法對研究區(qū)生態(tài)環(huán)境進行綜合評價。評價結(jié)果表明：研究區(qū)在長期的地下煤炭開采作用下,生態(tài)環(huán)境比較脆弱,礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價2008-2013年均為Ⅳ級,質(zhì)量差,有逐年惡化的趨勢,前景不容樂觀。通過對潘謝礦區(qū)未來三年的生態(tài)環(huán)境進行預(yù)測,研究區(qū)2016-2018年生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)預(yù)測值級別為Ⅲ級,處于中警警度。
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X835;X87;X751
【圖文】：

大山與鳳陽山交界處施家注，最西端位于鳳臺縣尚塘鄉(xiāng)侯海孜Ｗ西與利辛縣接壤處，最南端逡逑位于賴山鄉(xiāng)施家湖Ｗ南瓦璋湖水面，最北端位于茨淮新河主航道中‘。線鳳臺縣與蒙城、利辛逡逑縣交匯處。其中潘謝礦區(qū)位于淮河Ｗ北，地處東經(jīng)１１６°２２＇到１１６°５７＇與北紳３２°４３＇到３２°５伊逡逑之間（圖２－１）。逡逑

上石炭統(tǒng)太原沮總厚１１５ｍ－１２５ｍ，含煤７層－１０層。煤層較薄，極不穩(wěn)定，不可義。二逡逑疊系為煤田主要含煤地層，一般含煤４０層，總厚度３０－４０ｍ，其中可采煤層為１１－１９層，可逡逑采厚度２３－３６ｍ邋（圖２－３）。逡逑看逡逑Ｐ邋３０邐６０邐ｌ２０Ｋｍ邐嘴逡逑／邐－p汗�、⑩、女辶x希懾澹у澹懾澹痢福懾澹懾澹穡翦澹懾澹懾宸瑰澹懾迨儐兀鄭峰義咸?jié)a玨逶?jié)a玨騫乖燁殺嗪佩緯ぃ

本文編號：2761590