基于采礦固廢的東部草原表土稀缺礦區(qū)土壤重構(gòu)試驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-27 02:05
煤炭資源是中國(guó)乃至全球最主要的化石能源,為全球的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力,但煤炭的大規(guī)模開采也帶來了一系列的生態(tài)及社會(huì)問題。在當(dāng)前生態(tài)文明建設(shè)的大背景下,如何實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)與保護(hù)的雙贏越來越受到重視,因此土地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)工作勢(shì)在必行。而在實(shí)際工作中土地復(fù)墾工作又受到當(dāng)?shù)刈匀毁Y源條件的限制,因此需要遵循一礦一策的原則,因地制宜的制定土地復(fù)墾策略。東部草原礦區(qū)是中國(guó)重要的煤電基地,但同時(shí)又屬生態(tài)脆弱區(qū),劇烈的采礦活動(dòng)使得原本就很脆弱的生態(tài)環(huán)境更為脆弱,而稀薄的表土層卻嚴(yán)重制約著礦區(qū)的土地復(fù)墾工作。從解決礦區(qū)表土稀缺問題及實(shí)現(xiàn)固體廢棄物資源化利用兩方面著手,研究以工業(yè)固體廢棄物作為表土替代材料,實(shí)現(xiàn)礦區(qū)生產(chǎn)與生態(tài)的雙贏。采用實(shí)地調(diào)研與實(shí)地采樣法,方差分析法,盆栽試驗(yàn)法等方法。在實(shí)地調(diào)研的基礎(chǔ)上,選定煤矸石,粉煤灰及巖土剝離物作為表土替代材料,在溫室大棚內(nèi)進(jìn)行盆栽試驗(yàn),通過分析重構(gòu)土壤理化性質(zhì),植物生長(zhǎng)狀況及耐旱性的差異性,篩選適宜東部草原礦區(qū)的基于采礦固體廢棄物的重構(gòu)土壤配方。結(jié)果表明:(1)采用煤矸石等采礦固體廢棄物作為表土替代材料,相比較原表土而言,土壤養(yǎng)分狀況有效改善,有機(jī)質(zhì)含量提高尤其明...
【文章來源】:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:101 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)工程碩士論文112.方法與材料2.1.研究區(qū)概況本研究選定的研究區(qū)域位于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林浩特市神華北電勝利能源有限公司一號(hào)露天礦。勝利露天煤礦隸屬于神華北電勝利能源有限公司,負(fù)責(zé)開采勝利一號(hào)露天礦,位于勝利煤田的中西部,錫林浩特市北郊5km。礦區(qū)地表東西平均長(zhǎng)6.84km,南北平均寬5.43km,面積34.36km2,可采儲(chǔ)量18.90億t,煤炭平均熱值3340kcal/kg。一號(hào)露天礦地處煤田西部的剝蝕堆積與侵蝕堆積地形的過渡地帶,露天礦西北部為低緩的丘陵區(qū),東西高差較大,海拔標(biāo)高在+970m到+1035m之間。勝利一號(hào)露天礦境內(nèi)及其周圍地勢(shì)平坦,草原植被發(fā)育,地形略呈西高東低。圖2-1勝利礦區(qū)一號(hào)露天煤礦位置示意圖本區(qū)屬半干旱草原氣候,冬寒夏炎,年溫差較大。本區(qū)極端最高氣溫38.3℃(1955年7月25日),最低氣溫-42.4℃(1953年1月15日)。氣溫-25℃以下平均每年發(fā)生40天。1974-1993年近二十年間平均降水量294.74mm,年平均蒸發(fā)量1794.64mm。每年的6、7、8三個(gè)月為雨季,占全年降水量的71%。年最大降
方法與材料12水量481.00mm(1974年),最小146.70mm(1980年),日最大降水量43.90mm。春季多風(fēng),風(fēng)向多為南西,風(fēng)速2.1-8.4m/s,瞬時(shí)最大風(fēng)速36.6m/s。1979-1988年近十年間平均每年發(fā)生大風(fēng)1.2次。平均10分鐘最大風(fēng)速20.7m/s(1990年-1993年)。凍結(jié)期為10月初-12月上旬,解凍期為翌年3月末到4月中旬,最大凍土深度2.89m。1984-1993年近10年由于氣候變暖,最大凍土深度為2.40m。露天礦區(qū)土壤類型主要由栗鈣土、草甸栗鈣土、草甸土等組成,該部分土壤有機(jī)質(zhì)含量較高,土壤肥力較好;而部分地段由于草場(chǎng)退化,以形成沙化、礫石化栗鈣土。礦區(qū)范圍內(nèi)土壤侵蝕屬于輕度-中度侵蝕區(qū),規(guī)劃區(qū)原生地面土壤侵蝕為90.40萬t/a,平均侵蝕模數(shù)500-5000t/km2·a。土壤侵蝕的主要原因是本區(qū)風(fēng)大所致,加之部分草場(chǎng)有退化現(xiàn)象、土地覆蓋度低所致。但是大部分區(qū)域還屬于自然侵蝕過程。本區(qū)以草甸土為主,構(gòu)成非地帶性土壤,有機(jī)質(zhì)含量低,并且在土壤表層約20cm以下存在明顯的鈣積層。2017年9月在勝利礦區(qū)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地采樣發(fā)現(xiàn),該地原生表層土壤貧瘠、厚度小,植被覆蓋度低,自然生態(tài)環(huán)境極其脆弱。圖2-2勝利礦原地貌上土壤與植被狀況在已復(fù)墾的南排土場(chǎng)及北排土場(chǎng)上,由于表土數(shù)量不足,導(dǎo)致排土場(chǎng)上覆土厚度不足,且表層土壤內(nèi)礫石含量極高。圖2-3勝利礦北排土場(chǎng)土壤與植被狀況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]煤矸石的綜合治理及其開發(fā)利用現(xiàn)狀[J]. 姚逸,鄧秋婷,李藝,盧海,鄒榮燦. 中國(guó)資源綜合利用. 2019(12)
[2]探析綠色發(fā)展理念下的煤矸石處理與利用[J]. 張國(guó)權(quán). 資源節(jié)約與環(huán)保. 2019(10)
[3]煤矸石綜合利用研究進(jìn)展[J]. 賈敏. 礦產(chǎn)保護(hù)與利用. 2019(04)
[4]草原露天礦區(qū)復(fù)墾地與未損毀地土壤物理性質(zhì)對(duì)比[J]. 黃雨晗,況欣宇,曹銀貴,羅古拜,王舒菲,楊庚,白中科. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào). 2019(07)
[5]露天礦區(qū)排土場(chǎng)復(fù)墾地土壤容重差異、GPR特征識(shí)別與反演[J]. 羅古拜,曹銀貴,白中科,黃雨晗,王舒菲. 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào). 2019(04)
[6]基于不同重構(gòu)土壤材料配比的草木樨生物量差異分析[J]. 況欣宇,曹銀貴,羅古拜,李樹志,白中科. 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào). 2019(04)
[7]溫度對(duì)煤矸石動(dòng)態(tài)淋溶特性的影響[J]. 冉洲,劉文禮,潘永泰,劉文昌,高自然,趙英霄. 煤炭學(xué)報(bào). 2019(04)
[8]我國(guó)固體廢棄物污染的現(xiàn)狀及治理[J]. 郎文博,張家銅. 山東工業(yè)技術(shù). 2019(06)
[9]黃土區(qū)植被恢復(fù)對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響[J]. 譚學(xué)進(jìn),穆興民,高鵬,孫文義,趙廣舉,顧朝軍. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2019(02)
[10]高潛水位采煤塌陷地粉煤灰充填復(fù)墾可行性分析[J]. 程艷芳. 煤礦開采. 2018(06)
博士論文
[1]西部露天礦區(qū)海綿營(yíng)養(yǎng)土及其應(yīng)用方法與作用機(jī)理的研究[D]. 榮穎.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2018
碩士論文
[1]利用污泥、粉煤灰和鐵尾礦配制人工土壤的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 郝棟.東北大學(xué) 2008
本文編號(hào):3460654
【文章來源】:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:101 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)工程碩士論文112.方法與材料2.1.研究區(qū)概況本研究選定的研究區(qū)域位于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林浩特市神華北電勝利能源有限公司一號(hào)露天礦。勝利露天煤礦隸屬于神華北電勝利能源有限公司,負(fù)責(zé)開采勝利一號(hào)露天礦,位于勝利煤田的中西部,錫林浩特市北郊5km。礦區(qū)地表東西平均長(zhǎng)6.84km,南北平均寬5.43km,面積34.36km2,可采儲(chǔ)量18.90億t,煤炭平均熱值3340kcal/kg。一號(hào)露天礦地處煤田西部的剝蝕堆積與侵蝕堆積地形的過渡地帶,露天礦西北部為低緩的丘陵區(qū),東西高差較大,海拔標(biāo)高在+970m到+1035m之間。勝利一號(hào)露天礦境內(nèi)及其周圍地勢(shì)平坦,草原植被發(fā)育,地形略呈西高東低。圖2-1勝利礦區(qū)一號(hào)露天煤礦位置示意圖本區(qū)屬半干旱草原氣候,冬寒夏炎,年溫差較大。本區(qū)極端最高氣溫38.3℃(1955年7月25日),最低氣溫-42.4℃(1953年1月15日)。氣溫-25℃以下平均每年發(fā)生40天。1974-1993年近二十年間平均降水量294.74mm,年平均蒸發(fā)量1794.64mm。每年的6、7、8三個(gè)月為雨季,占全年降水量的71%。年最大降
方法與材料12水量481.00mm(1974年),最小146.70mm(1980年),日最大降水量43.90mm。春季多風(fēng),風(fēng)向多為南西,風(fēng)速2.1-8.4m/s,瞬時(shí)最大風(fēng)速36.6m/s。1979-1988年近十年間平均每年發(fā)生大風(fēng)1.2次。平均10分鐘最大風(fēng)速20.7m/s(1990年-1993年)。凍結(jié)期為10月初-12月上旬,解凍期為翌年3月末到4月中旬,最大凍土深度2.89m。1984-1993年近10年由于氣候變暖,最大凍土深度為2.40m。露天礦區(qū)土壤類型主要由栗鈣土、草甸栗鈣土、草甸土等組成,該部分土壤有機(jī)質(zhì)含量較高,土壤肥力較好;而部分地段由于草場(chǎng)退化,以形成沙化、礫石化栗鈣土。礦區(qū)范圍內(nèi)土壤侵蝕屬于輕度-中度侵蝕區(qū),規(guī)劃區(qū)原生地面土壤侵蝕為90.40萬t/a,平均侵蝕模數(shù)500-5000t/km2·a。土壤侵蝕的主要原因是本區(qū)風(fēng)大所致,加之部分草場(chǎng)有退化現(xiàn)象、土地覆蓋度低所致。但是大部分區(qū)域還屬于自然侵蝕過程。本區(qū)以草甸土為主,構(gòu)成非地帶性土壤,有機(jī)質(zhì)含量低,并且在土壤表層約20cm以下存在明顯的鈣積層。2017年9月在勝利礦區(qū)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地采樣發(fā)現(xiàn),該地原生表層土壤貧瘠、厚度小,植被覆蓋度低,自然生態(tài)環(huán)境極其脆弱。圖2-2勝利礦原地貌上土壤與植被狀況在已復(fù)墾的南排土場(chǎng)及北排土場(chǎng)上,由于表土數(shù)量不足,導(dǎo)致排土場(chǎng)上覆土厚度不足,且表層土壤內(nèi)礫石含量極高。圖2-3勝利礦北排土場(chǎng)土壤與植被狀況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]煤矸石的綜合治理及其開發(fā)利用現(xiàn)狀[J]. 姚逸,鄧秋婷,李藝,盧海,鄒榮燦. 中國(guó)資源綜合利用. 2019(12)
[2]探析綠色發(fā)展理念下的煤矸石處理與利用[J]. 張國(guó)權(quán). 資源節(jié)約與環(huán)保. 2019(10)
[3]煤矸石綜合利用研究進(jìn)展[J]. 賈敏. 礦產(chǎn)保護(hù)與利用. 2019(04)
[4]草原露天礦區(qū)復(fù)墾地與未損毀地土壤物理性質(zhì)對(duì)比[J]. 黃雨晗,況欣宇,曹銀貴,羅古拜,王舒菲,楊庚,白中科. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào). 2019(07)
[5]露天礦區(qū)排土場(chǎng)復(fù)墾地土壤容重差異、GPR特征識(shí)別與反演[J]. 羅古拜,曹銀貴,白中科,黃雨晗,王舒菲. 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào). 2019(04)
[6]基于不同重構(gòu)土壤材料配比的草木樨生物量差異分析[J]. 況欣宇,曹銀貴,羅古拜,李樹志,白中科. 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào). 2019(04)
[7]溫度對(duì)煤矸石動(dòng)態(tài)淋溶特性的影響[J]. 冉洲,劉文禮,潘永泰,劉文昌,高自然,趙英霄. 煤炭學(xué)報(bào). 2019(04)
[8]我國(guó)固體廢棄物污染的現(xiàn)狀及治理[J]. 郎文博,張家銅. 山東工業(yè)技術(shù). 2019(06)
[9]黃土區(qū)植被恢復(fù)對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響[J]. 譚學(xué)進(jìn),穆興民,高鵬,孫文義,趙廣舉,顧朝軍. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2019(02)
[10]高潛水位采煤塌陷地粉煤灰充填復(fù)墾可行性分析[J]. 程艷芳. 煤礦開采. 2018(06)
博士論文
[1]西部露天礦區(qū)海綿營(yíng)養(yǎng)土及其應(yīng)用方法與作用機(jī)理的研究[D]. 榮穎.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2018
碩士論文
[1]利用污泥、粉煤灰和鐵尾礦配制人工土壤的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 郝棟.東北大學(xué) 2008
本文編號(hào):3460654
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