草原露天煤矿内排土场近自然地貌重塑模拟研究——以胜利一号露天矿为例

来源 :中国矿业大学(江苏) 中国矿业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wiqjhag
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矿区废弃地近自然地貌重塑是当今矿区土地复垦与生态重建研究的热点问题之一,作为土壤重构与植被重建的地质基础,重建地貌的稳定性对于土地复垦效果起重要作用。本文基于河流地貌等相关原理,应用GeoFluv模型,在学习自然稳定地貌特征的基础上,重塑了胜利一号草原露天矿区全生命周期下的内排土场地貌,并应用景观地貌演化模型,模拟了不同情景下地貌特征变化。主要结论如下:  (1)根据地貌特征将发育过程划分为幼年期、壮年期和老年期三个阶段,以表征地貌整体稳定性的参数作为切入点,通过计算河网分形维数、地貌信息熵,对自然参照区地貌稳定性做出了定量分析。结果表明:自然参照地貌水系分形维数与面积高程积分值分别为1.77和0.41,两者均表明自然参照地貌处于发育的壮年期末期,且在向老年期发展,整体上处于相对稳定状态,具备可参考价值;在此基础上,根据模型需要,以正态分布和均值法为主要数学统计方法,提取参照区地貌的水系、地形及气象参数。  (2)煤炭开采会导致回填地表高程下降,以全生命周期内的地表下沉量作为地貌重塑的限制条件,对不同方式重塑的内排土场地貌进行重塑效果分析。结果表明:煤炭开采使重塑地貌比原始地表低30.3m;设计参数变化对区域水土流失有较大影响,而当参数取统计值时,水土流失最小,地貌稳定程度最高,这也证明了参数提取的可靠性;传统方式重塑地貌处于发育的壮年期初期,整体稳定性较弱,并且地貌融合效果差,而近自然重塑地貌处于地貌发育的壮年期末期,达到相对稳定状态,在地貌环境多样性上优于传统方式。  (3)基于CLiDE景观地貌演化模型对自然地貌、近自然重塑地貌和传统方式重塑地貌进行100年的数值模拟演化分析。研究结果表明:近自然方式重塑的内排土场土壤侵蚀控制效果要优于传统地貌重塑方式,在不考虑上下游衔接区地貌的条件下,优化效果更佳明显;近自然重塑地貌沟谷与河网演化过程与自然地貌具有一定相似性,传统重塑地貌发育的河网还未发育到稳定阶段,地貌整体稳定性较弱,该结果与侵蚀沉积统计结果相一致,均表明了近自然重塑地貌的长期稳定性要高于传统方式重塑地貌。
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