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88801字博士毕业论文重庆松藻矿区耕地复垦技术分析

论文类型:博士毕业论文
论文字数:88801字
论点:水田,矿区,复垦
论文概述:

本文是工程博士论文,本文分析得出松藻矿区水田缺水机理以及耕地复垦技术工程措施等研究成果,为重庆松藻矿区耕地复垦提供科学依据,为西南山地矿区耕地复垦提供参考。

论文正文:

1导言

矿产资源开采不仅破坏被占土地、改变地下水和地表水循环系统、影响矿区植被生长、污染大气环境和破坏生态系统,而且容易造成矿区采矿企业和居民之间的冲突,从而成为全球经济可持续发展的焦点问题之一。由于我国人口众多,可利用的耕地资源少,加之矿产资源开采对矿区耕地的大量破坏,我国人地矛盾十分突出。经过20世纪90年代大量专家学者的努力和土地复垦实践的有序推进,我国矿区土地复垦工作得到了很大的改善,从单一的农用地复垦模式发展到农林草结合的多元化复垦模式。同时,在复垦过程中,我国学者更加注重对生态环境的整体把握,将生态学和景观学理论充分应用于矿山复垦研究,形成了不同区域、不同矿产、不同生态环境的矿山复垦综合技术体系。煤矿开采破坏了矿区水循环,地表水枯竭,地下水位严重下降,灌溉水源污染,严重影响农业生产,已成为区域粮食安全、经济安全、生态安全和社会稳定的重要威胁。因此,采煤沉陷区的破坏和治理受到了广泛关注。多年来,国内外的研究人员和技术人员已经尝试了许多方法来解决这些问题。例如,德国对煤矿区的管理经历了从简单的植树造林到通过综合手段重建矿区生态系统的过程。中国煤炭科学研究院提出利用采煤空地区(矿区)地基稳定性评价技术、采煤空地区建(构)筑物抗变形技术、土地复垦和景观重建技术对采煤沉陷区地基稳定性进行评价,规划采煤村庄搬迁和小城镇建设,利用植被恢复和景观重建等复垦技术进行生态建设,解决矿区土地利用和生态环境破坏问题。
……

2研究区概况

2.1松藻矿区概况
经过多年开采,松藻矿区采煤空地区的地表损害各不相同,这对当地农民的生产和生活有很大影响,特别是对耕地的破坏,使原有稻田变得干燥甚至荒芜。因此,松藻矿区生态复垦技术的研究对当地农民生产和社会经济发展具有重要意义。松藻矿区煤炭开采的环境破坏形式具有典型的山地开采破坏特征。此外,由于长期开采,可以分析开采后不同时期空环境影响的类型和程度,为分析时间变化规律奠定基础。同时,由于它是一个大型煤矿,具有丰富的调查、分析、测量等基础数据,以及气象、水文等一系列观测数据,为研究的顺利开展提供了前提。松藻矿区煤炭开采的环境破坏形式具有典型的山地开采破坏特征。此外,由于长期开采,可以分析开采后不同时期空环境影响的类型和程度,为分析时间变化规律奠定基础。同时,由于它是一个大型煤矿,具有丰富的调查、分析、测量等基础数据,以及气象、水文等一系列观测数据,为研究的顺利开展提供了前提。

2.2沉降区破坏现状及影响范围分析
松藻矿区采煤后,由于地下水连通性好,地下形成了大范围的地下水下降漏斗,使远离正常开采影响区的井泉干涸,断流,地下水位下降,造成地下水排泄。由于地表地层的裂缝,地表水库、山塘和灌溉渠受到严重破坏,无法蓄水和输水。研究区的水库、河流、山塘、十河堰、运河和灌溉站等供水和蓄水设施受到不同程度的破坏,使得本已缺水地区的供需矛盾日益突出。煤矿开采引起地表移动和变形,诱发地质灾害。根据松藻矿区地质灾害风险评估、綦江县南部四镇地质灾害调查及现场调查资料,煤矿受影响区主要地质灾害为危岩和陡崖,煤矿开采引发的地质灾害主要为地裂缝和滑坡。在煤矿开采扰动的影响下,矿区内的煤矿开采空区域造成了大量的地质灾害,如山体沉陷、裂缝、滑坡、危岩等。煤矿塌陷会破坏表层土壤。煤层开采后,上覆岩层会移动变形,导致溶洞排水,地表会产生各种形式的塌陷漏斗和凹坑,造成耕地资源严重破坏,耕地数量减少,生产力严重下降。由于一些耕地表面的裂缝,表层土壤被雨水冲刷,一些表层土壤流失了。土地表面形成各种沟壑,导致产量下降和农作物损失。农民的生产条件受到严重影响。根据实地调查和对农民的采访。

3稻田缺水机理分析.........19
3.1水田土壤剖面断裂检测分析……19
3.2水田耕层土壤理化性质分析……29
3.3水田曝气区土壤渗水试验分析.........31[/br/ ]4稻田复垦措施试验对比分析...................43
4.1水稻型稻田蓄水层恢复试验.........43
4.2旱稻型稻田种植试验……59
4.3本章概述……72
5土地复垦工程技术研究..............................73
5.1水田节水工程技术分析........73
5.2旱地土地复垦工程的设计和过程……84

5土地复垦工程技术研究

5.1水田节水工程技术分析
研究区耕地复垦的最大障碍是缺乏可利用的水资源。根据第三章水田缺水机理的研究成果,针对水田水文汇流路径、供水和提高节水能力三个方面,选取典型示范区,从供需分析、蓄水和节水工程设计等角度开展受损耕地工程复垦技术研究。研究区的地形地貌复杂。排水设施形成在山谷交替的山谷中,一些天然或人工开挖的阻水排水设施也形成在坡面上。这些排水设施对整个研究区的坡面径流排水、减少水土流失和洪水起到了重要作用,但目前一些沟渠塌陷严重,排水能力下降,导致部分地区排水受限,造成洪水或水土流失。整个研究区灌溉条件差,基本没有灌溉保障。此外,煤矿开采的影响导致土壤持水能力较弱。因此,研究区干旱现象十分严重,已成为研究区农业种植的主要制约条件。同时,研究区现有沟渠主要位于一些槽沟和山谷或斜坡中。虽然可以解决大规模排水要求,但现有沟渠不足以满足排水要求,导致一些边坡在坡面集水过程中水土流失。根据研究区的现状,研究区的主要问题是尽力解决灌溉条件和必要的排水设施。

5.2旱地土地复垦工程的设计与过程
基于前几章关于水田缺水机理和水田复垦措施的研究成果,本章通过水资源分析、典型示范区研究、现场调查和文献综述等方法,对研究区受损农田工程复垦技术进行了分析和研究。主要研究结果如下:研究区年水资源能够满足作物生长的需要,但由于缺乏有效的地表水积累设施,地表水无法有效积累,导致大部分研究区干旱;结合节水工程设计,确定典型示范区的建筑面积和蓄水区位置,提出在保证水质的前提下充分利用矿井涌水;全面梳理了松藻矿区旱地的工程设计和复垦技术。
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6结论与展望

通过大量的试验和比较,分析了松藻矿区水田缺水的机理及复垦的技术和工程措施等研究成果,为重庆松藻矿区复垦提供科学依据,为西南山区复垦提供参考。同时,本文的研究过程中也存在一些困难和不足。冬季室内保温条件下进行旱稻稻田复垦试验。由于自然条件的限制,植被的生长状况比自然条件下更差。如果条件允许,应在旱稻正常生长季节进行室外试验,以获得更准确合理的结果。保水剂对土壤的影响目前还没有深入分析,在长期使用的情况下是否会对土壤结构造成不良破坏仍不确定。试验未完全收获,保水剂施用对产量的影响尚不明确,但从目前植被生长状况来看,保水剂可以促进旱稻的生长。受时间、资金和人员的限制,稻田复垦试验场的数据记录方法和时间节点存在误区,导致部分稻田数据不可用,可用试验样本数据减少。本文没有对矿井水的水质进行深入分析,探讨其作为稻田灌溉水源的可行性。在今后西南山区采煤沉陷区耕地复垦技术工程措施的研究中,上述不足将得到纠正。同时,将加强对复垦措施、经济效益、水质等相关方面的研究,提高研究的全面性、客观性和准确性。

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参考文献(省略)