地下采煤導致覆巖與地表沉陷及環(huán)境損害。西部黃土高原是我國重要的煤炭生產(chǎn)基地,人居生態(tài)環(huán)境脆弱,大范圍采煤沉陷改變了原有的地理生態(tài)環(huán)境,加劇水土流失、土地退化和地質(zhì)災害風險。土壤濕度是影響地理生態(tài)環(huán)境的重要因子,學術界對于采煤沉陷引起土壤濕度變化的研究尚處于探索階段。為此,本文選擇典型黃土礦區(qū)大佛寺煤礦為研究區(qū)域,采用遙感影像反演、實地監(jiān)測、光譜數(shù)據(jù)建模等方法,從不同尺度分析采煤沉陷區(qū)土壤濕度變化的時空演變特征,揭示開采沉陷引起的土壤濕度變化機理。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:（1）從礦區(qū)尺度上分析了大佛寺煤礦近十年來土壤濕度演變的時序特征。利用2010-2019年的遙感影像建立礦區(qū)Ts-NDVI特征空間,計算近十年的溫度植被干旱指數(shù),對礦區(qū)土壤濕度進行時序反演,并于周邊選取與其地理環(huán)境相似的非礦區(qū)進行對比分析。結(jié)果表明,礦區(qū)土壤濕度的時序變化較非礦區(qū)明顯波動更大,在季節(jié)上,1月份礦區(qū)內(nèi)土壤濕度較非礦區(qū)更大,而7月份較非礦區(qū)更小。（2）從工作面尺度上研究了采煤沉陷區(qū)的土壤濕度特征。以41209采煤工作面地表為實驗區(qū),選取沉陷區(qū)裂縫地帶和非采動影響區(qū)進行采樣,實測土壤含水量,并利用地物光譜儀采集... 

【文章來源】：西安科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

大佛寺礦區(qū)位置圖

西安科技大學全日制工程碩士學位論文10表2.1彬州氣象資料統(tǒng)計類別單位數(shù)值類別單位數(shù)值太陽輻射量kcal/cm2115.2年均降水量mm561.4年均日照時間h2210.8相似濕度年均值%72.5年平均氣溫℃11.1年均蒸發(fā)量mm1547年內(nèi)無霜期d177年均氣壓Pa92110年均地面溫度℃13.1年均風速m/s1.42.1.3礦區(qū)地形地貌礦區(qū)地處隴東黃土高原東南部，區(qū)域黃土層厚度超過100m，地貌破碎，溝壑縱橫，屬于典型半干旱黃土溝壑區(qū)，塬面標高范圍為+1100m~+1200m，溝谷標高范圍為+850m~+900m，相對高差為150m~250m。從西南向東北地勢逐漸降低，礦區(qū)西南廟臺子一帶最高，達1250m，最低處為東北部涇河谷地，平均高度為850m左右。整體地形復雜，主要由較發(fā)育的黃土崖、黃土沖溝和窄小破碎的黃土塬面組成。礦區(qū)地貌圖如圖2.2。礦區(qū)內(nèi)土地利用受地形及氣候條件等影響呈現(xiàn)不同的分布，草地和耕地占比最大，約占土地利用類型的三分之一，林地占比約為11.66%，其他類型占比較小，其中平坦地帶及溝谷內(nèi)植被覆蓋率高，多為中覆蓋度植被。圖2.2礦區(qū)溝壑地貌圖2.1.4礦區(qū)資源開采大佛寺煤礦可采儲量為765.68Mt，井田內(nèi)煤層埋深約為400m~700m，包括上層煤和下層煤，可采煤層為4煤，4上煤，4上-1煤，4上-2煤，煤種屬于不粘結(jié)31號，煤

西安科技大學全日制工程碩士學位論文12沉陷區(qū)采動地表裂縫沉陷區(qū)破壞的房屋圖2.3礦區(qū)地表沉陷與破壞實景礦區(qū)平坦區(qū)域內(nèi)形成的下沉盆地通常比工作面大很多，盆地內(nèi)裂縫極為發(fā)育。建筑物主要為以磚木結(jié)構和磚混結(jié)構為主的房屋、水窖，因大多數(shù)房屋未設置鋼筋混凝土圈梁而抗變形能力差，窯洞為拱形結(jié)構，抗變形能力也較差。因此，盆地內(nèi)建筑物遭受到不同程度的破壞。裂縫作為地面沉陷的主要表現(xiàn)形式，從平面上可以劃分為直線型、曲線型、弧線型、分叉型和雁列型。礦區(qū)出現(xiàn)的裂縫以直線型為主，整條裂縫的延伸方向不變；曲線型裂縫彎曲狀類似鋸齒，但整體延伸方向比較穩(wěn)定；弧線形裂縫顧名思義類似弧狀；分叉型裂縫會向兩個方向進行延伸；雁列型裂縫數(shù)量較多且基本平行，特點是首尾呼應，多為延伸較短的直線型。礦區(qū)采空地面沉陷區(qū)發(fā)育有少量小型沉陷槽，沉陷槽寬、深一般不到兩米，底部平坦。礦區(qū)內(nèi)存在黃土高崖和窯洞，地表沉陷產(chǎn)生的裂縫引發(fā)的高崖崩塌現(xiàn)象較為普遍，造成了較嚴重的地形破壞和窯洞坍塌，礦區(qū)內(nèi)許多窯洞受到了從滲水到坍塌不同程度的破壞。非窯洞區(qū)結(jié)構面高崖受地表形變影響會發(fā)生崩塌。地表沉陷引起一系列環(huán)境損害，破壞了原有土壤性質(zhì)和建筑物等設施，造成部分地區(qū)存在水土流失、地下水位下降和植被覆蓋率下降等的現(xiàn)狀，加劇了生態(tài)環(huán)境的破壞。2.1.6礦區(qū)土壤性質(zhì)及其含水量礦區(qū)位于黃隴侏羅紀煤田的中段，地表大面積被黃土覆蓋，土層較厚，占采煤深度的30-70%，易持水也易蒸發(fā)，存在濕陷性的特征。該區(qū)黃土具有特殊的抗剪強度和粘力，屬于集凝聚力、抗拉及抗彎強度于一體的結(jié)構性黃土。淺層土壤水分補給方式主要為大氣降水，土壤水分具有時空差異性，主要受地形、降水、土地結(jié)構及利用方式的影響，隨季節(jié)呈現(xiàn)低-高-低的季節(jié)

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于遙感分析西部采煤沉陷區(qū)土壤環(huán)境變化[D]. 谷金.西安科技大學 2018
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本文編號：3529554