第一章绪论土地整理:对村庄、农田和其它零星土地采取综合治理和调整措施,以增加耕地和其它农业用地的有效利用面积,提高土地生产率,改善生态环境的活动。
土地开发:指对荒山、荒坡、荒滩、荒水等未利用或基本未利用宜耕土地采取工程或生物措施,使其投入生产经营的活动。
土地复垦:对人为和自然损毁的土地,因地制宜地采取整治措施,使其恢复到可供利用的期望状态的行为或者过程。
生态重建:是指将人类破坏的生态系统恢复成具有生物多样性和动态平衡的本地生态系统,其实质是将破坏的区域环境恢复或者重建成一个与当地自然界相和谐的生态系统。
土地复垦的研究对象:1 在生产建设过程中,因挖损、塌陷、压占等造成破坏的土地(采煤,煤矸石,砖瓦场);2 因道路改线、建筑物搬迁、废弃旧宅基地压占的土地和其它零星闲散的废弃地;3 交通水利建设压占、污染和破坏的土地;4 工业排污造成土地化学污染而废弃的土地;5 自然灾害损毁等其它有原因荒废的土地土地复垦与生态重建的作用:1、土地复垦与生态重建是恢复土地资源、解决人地矛盾的一种有效措施;2、土地复垦与生态重建是保护生态环境、提高人民生活质量的有效措施;3、土地复垦与生态重建是缓解工农矛盾、解决就业和维护社会安定团结的有效途径4、土地复垦与生态重建是区域和矿业可持续发展的有力保障第二章采矿对土地与环境的影响我国《土地复垦规定》将待复垦的破坏土地分为3类,即挖损、塌陷和压占。
(注:受损土地要加上:污染)井工开采沉陷对地表的破坏形式: 1.地表下沉盆地,在开采影响及波及地表以后,受采动影响的地表从原有标高向下沉降,从而在采空区上方地表形成一个比采空区面积大得多的沉陷区域,这种地表沉陷区域称为地表下沉盆地;2.裂缝及台阶,在地表下沉盆地的外边缘区,地表可能形成裂缝;3.塌陷坑,多出现在急倾斜煤层开采的地区采矿对环境的影响:(一)井工开采沉陷对环境的影响 1.对景观的影响,地下开采在地表形成下沉盆地、地裂缝、台阶、塌陷坑后,原有的地表形态发生变化,影响植被的生长发育,破坏自然景观2、对生物的影响,主要是对植物、野生动物和微生物的影响,造成绿色植物的大幅度减少,导致矿区原有野生动物的种群和数量下降,影响土壤中微生物的活动 3.引发滑坡和泥石流,由于地下开采使覆岩产生破坏,影响岩石的物理力学性质和滑坡的稳定性,很容易诱发滑坡或引起新的滑坡 4.加剧岩石的风化和剥蚀,地表受采动影响后容易发生水土流失,因此在表土层不厚的情况下,很容易使基岩裸露而遭受风化和剥蚀 5.疏干地下水,地下水位下降,由于煤矿开采排水打破了地下水原有的自然平衡,在其影响半径之内,地下水流加快,水位下降,储存量减小(二)露天采场对环境的影响 1.对景观的影响,不仅影响自然景观,破坏生态景观,还影响城市景观,沿交通道路分布的采石场影响城市对旅游者、投资商及居民的吸引力 2.对水资源的影响,在采场及其附近的排土场内,地形表现为疏干或出现水量过多,未进行净化处理的露天矿坑水会造成地表水和地下水的酸化(三)固体废弃物对环境的影响 1.对景观的影响,在开采中产生大量固体废弃物,废弃物的堆放破坏环境景观,燃烧影响自然风光 2.对生物的影响,固体废弃物的堆积使得压占土地的生物灭绝 3.对水资源的影响,矸石山经雨水、雪水等等淋溶产生的淋溶水酸性大且有毒,盐类高度集中,流入水体后使水质发生变化 4.对大气的影响,煤矸石在运输、堆放过程中产生扬尘,随风扬散,加重空气的粉尘污染,自燃时产生许多有毒气体 5.对环境其他方面的影响,主要指煤矸石对环境的放射性污染,煤矸石山崩塌和滑坡,煤矸石泥石流,煤矸石山爆炸第三章土地复垦和生态重建的理论基础土壤污染:是指人类活动所产生的污染物通过各种途径进入土壤,其数量和速度超过了土壤的容纳能力和净化速度,从而使土壤的性质、组成及性状等发生变化,并导致土壤的自然功能失调和土壤质量恶化的现象。
土壤自净:是指在自然因素的作用下,通过土壤自身的作用,使污染物在土壤环境中的数量、浓度或形态发生变化,活性、毒性降低的过程。
土壤污染的发生类型:1 水质污染类型2 大气污染型3 固体废弃物污染型4 农业污染型5 综合污染型土壤自净类型:1 物理自净作用机械阻留、土壤水分稀释、土壤固相表面吸附2 物理化学自净作用土壤胶体上原来吸附的阴阳离子与污染物的阴阳之间的离子交换吸附,减轻有害离子浓度。
这种吸附只是暂时的、不稳定的。
3 化学净化作用通过发生一系列的化学反应,使污染物转化成难溶性、难解离的物质使危害程度和毒性减少。
4 生物净化作用土壤中的有机污染物,在土壤生物及其酶作用下,通过生物降解被分解为简单无机物而消散的过程。
土壤净化作用的强弱取决于生物净化作用。
土壤环境背景值:是指未受或很少受人类活动(特别是人为污染)影响的土壤环境本身化学元素组成及其含量。
土壤环境容量:是在人类生存和自然生态不致受害的前提下,土壤环境所能容纳的污染物的最大负荷量。
实际上是土壤污染物起始值和最大负荷值之间的差值。
植物根系对土壤环境的作用:植物根系对土壤环境的改良作用、根系对土壤养分循环的作用、根系对提高土壤抗冲击性的作用、根系对固土护坡的作用、根系对污染物的吸收与分解作用土壤重构:是以工矿区破坏土地的土壤恢复或者重建为目的,采取适当的采矿和重构技术工艺,应用工程措施以及物理、化学、生物措施,重新构造一个适宜的土壤剖面和土壤肥力因素,在较短时间内恢复和提高重构土壤的生产力,并改善重构土壤的环境质量。
土壤重构的类型:1)按土地破坏成因和形式,主要分为:①采煤沉陷地的土壤重构;②露天煤矿排土场的土壤重构;③矿区固体废弃物堆积地的土壤重构。
2)按土壤重构的阶段性分为:①土壤剖面工程重构;②土壤培肥改良。
3)按复垦所用物料性质分为:①土壤的重构;②软质岩土的土壤重构;③硬质岩土的土壤重构;④废弃物填埋场及堆积地的土壤重构等。
4)按土壤的自然地理和地带类型分为:红壤、黄壤、褐土、黑土等的土壤重构。
5)沉陷地土壤重构可分为:充填重构和非充填重构。
6)按照重构的目的和土地用途可分为:农田土壤、林业土壤、草业土壤,其中以农业土壤要求标准最高。
土壤重构原理和模型:采矿-复垦一体化的土壤重构原理(条带式倒堆工艺的土壤剖面重构原理)、挖深垫浅复垦的土壤重构原理、表土重构原理(P82-P85)第六章土地复垦规划设计技术土地复垦规划:是对土地复垦在一定时期内的总体安排。
它需要根据矿山企业发展规划与矿产资源开采计划、地方的自然、经济与社会条件对复垦项目、复垦进度、复垦项目的工程措施及复垦后土地的用途甚至生态类型等做出决策。
土地复垦规划设计的意义主要表现在以下方面:1.避免土地复垦工程的盲目性;2.保证土地利用结构和矿区生态系统结构更合理;3.保证土地管理部门对土地复垦工作的宏观调控;4.保证土地复垦项目时空分布的合理性第七章采煤沉陷地复垦与生态重建技术沉陷区土地复垦的各种技术的优缺点:(一)挖深垫浅复垦技术适用条件:1.沉陷较深,有积水的高、中潜水位地区;同时,挖深区的挖方量大于或者等于垫浅区的需土量,能使复垦后土地达到期望的高程;2.水质适宜于水产养殖;3.沉陷深部加深后足以形成标准鱼塘;4.鱼塘进排水条件便利,且与井下采空区无水力联系优点:操作简单,适用面广,经济效益好,生态效益显著缺点:对土壤的扰动比较大,处理不好可能导致复垦地的土壤肥力条件较差(1)泥浆泵复垦技术优点:工艺简单,成本低,在不少矿区得到广泛运用。
缺点:1) 复垦后深层土壤和上层土壤混合,破坏了原有土层结构;2) 土壤在水力切割、粉碎、运输、沉淀过程中,养分易流失3) 土壤结构受到破坏,复垦后土壤容易板结。
4)土壤动物、微生物受到影响5)泥浆自然沉淀过程缓慢,大量水不易排出,复垦工期长,易盐渍化;鉴于以上原因,复垦后可能导致土壤贫瘠,影响复垦效益。
复垦后农田景观恢复期较长,难以恢复的只能改为林地、居民点等其他景观。
(2)拖式铲运机复垦技术优点:1) 土地复垦速度快,效率高,工期短;2) 不受运输距离限制,弥补了挖掘机和推土机的不足3) 施工时不受土壤内部结构成分的影响,如砾石,弥补了泥浆泵的不足;4) 铲运机前面的推斗可调整高度和方向,机械灵活,挖出的鱼塘较规则平整;5) 施工时地块分段、分层剥离和分层回填,土层结构破坏较小;6) 复垦后土地平整,即可种植,弥补泥浆泵对土壤结构破坏严重,土壤干结,复种周期长的缺点。
缺点:1)施工时受积水和潜水位条件限制,需要对积水区排水,或者打井降低水位;为了减少抽水费用,一般需要长时间连续作业,工人劳动强度较大;2)对机械设备要求较高,复垦成本也较其他工艺高;3)易压实土壤(3)挖掘机复垦技术优点:挖掘力强,速度快,适应性强,可以克服拖式铲运机挖掘能力相对较差的不足;缺点:1)无运输能力,需要和卡车、四轮翻斗车等运输机械联合作业;2)易压实土壤(二)充填复垦技术适用条件:有足够的充填材料,且该材料无污染或者有经济有效的污染防治措施;优点:既解决了沉陷地复垦问题,又进行了固体废弃物的处理;缺点:复垦土地生产力一般不高,且可能造成二次污染。
(三)疏排法复垦技术适用条件:地表沉陷不大,且正常的排水措施和地表整修工程能保证土地的恢复利用,多用在低潜水位地区或者单一煤层、较薄煤层开采的高、中潜水位地区。
优点:工程量小,投资少,见效快,且不改变土地原用途。
缺点:需要配套水利设施长期有效地进行防涝除渍,保证沉陷地持续利用。
第九章煤矸石资源化利用及复垦技术我国煤矸石的利用方式主要有以下几方面:1) 用作燃料供热或者发电2) 用作建筑材料3) 用作充填材料4) 制取化工产品5) 生产农用肥和改良土壤自燃煤矸石的灭火措施:注浆法、泡沫法、挖除火源法或挖掘熄灭法、表面封闭法(覆盖法)、注水法、低温惰性气体法现有的灭火方法有:挖掘熄灭法、泡沫灭火法、注浆法煤矸石废弃地的植物种类选择的基本原则:适地适植物原则;优先选择乡土树种的原则;水土保持与土壤快速改良原则;植被恢复效益最优原则;乔、灌、草相结合的原则煤矸石山绿化抗旱栽植技术:1)选用良种壮苗2)苗木保护与保水技术3 )保水剂技术4)地表覆盖技术5)生根粉应用技术6)局部防渗保水技术7 )菌根菌造林技术坡体稳定处理技术:1.削坡、分级处理:对边坡高度大于4m、坡度大于1:1.5的,宜采取削坡分级工程。
土质坡面的削坡分级主要有直线形、折线形、阶梯形、分级马道等4种形式2.坡脚拦挡处理:坡脚拦挡处理工程措施主要是砌石挡墙。
根据防护强度不同可分为干砌石、浆砌石挡墙,结构形式多为重力式,有仰斜式、直立式、俯斜式、凸形折线式、衡重式等断面形式坡面植被恢复技术:植被毯坡面植被恢复技术;植生袋坡面植被恢复技术;生态灌浆坡面植被恢复技术;土工格室坡面植被恢复技术潞安矿区生态恢复模式:(一)稳定塌陷区生态恢复模式:模式1,矸石充填和林、灌、草覆盖模式;模式2,粉煤灰充填生态恢复模式;模式3,集约化生态农业恢复模式;模式4,农、渔、禽生态利用模式;模式5,水土保持型生态恢复模式;模式6,畜牧养殖模式;模式7,设施农业建设模式;模式8,水上公园生态重建模式(二)潜在或动态塌陷区生态恢复模式:模式9,农田-牧草生态复合模式;模式10,立体开发模式;模式11,煤矸石综合利用模式;模式12,煤矸石综合治理模式;模式13,矿区废弃地林灌草生态恢复模式;模式14,村庄废弃地“林果—畜禽”复合生态模式;模式15,生物修复模式;模式16,生态防治模式;模式17,休闲园区开发模式;模式18,生态村庄建设模式;模式19,湿地景观建设与生态旅游模式;模式20,科普园区模式矿山开采沉陷对环境影响到评价步骤和评价书的写法开采沉陷对环境影响评价的一般程序:(1)制定环境影响的评价大纲;(2)建立开采沉陷的预测模型;(3)开采沉陷对环境影响的分项评价和综合评价;(4)经济技术论证;(5)送审、报批开采沉陷环境影响评价报合书的内容:(1) 前言(2) 矿区开发概况(3) 矿区周围地区的环境状况(4) 矿区开采沉陷环境影响现状及其处理(5)开采沉陷预测(6)开采沉陷对环境影响的分项评价(7) 综合评价(8) 环境保护措施及其技术经济论证(9)结论。