淮南潘谢矿区生态环境动态监测及预警研究
发布时间：2020-07-18 23:51
【摘要】：煤炭资源的开发利用为国民经济发展、社会进步和人民生活水平起到巨大推动作用的同时,对矿区的生态环境也产生了巨大的破坏,带来一系列生态环境问题。位于我国东部的淮南煤炭开采区,长期大规模的地下煤炭开采造成地面沉降,土地资源遭受破坏,形成了大面积的沉陷积水区。受周围工农业污水以及居民生活污水随意排放的影响,沉陷水域污染严重,主要表现在氮磷元素含量升高而引起的水体富营养化。而目前煤矿区的生态环境监测手段单一,存在着明显的滞后性,难以满足煤矿区生态环境动态监测的需要。因此,本文利用遥感地球化学方法在环境监测领域快速、准确、有效的优势,对淮南潘谢矿区生态环境中的土地利用长时间序列的变化和沉陷水域水质状况进行了研究分析。在此基础上,结合煤矿区生态环境实际情况和前人研究成果,综合评价了煤矿区的生态环境,并对矿区未来的生态环境进行预警。利用传统基于像素的分类方法和面向对象的分类方法分别对不同分辨率影像数据的潘谢矿区土地利用情况进行分类,发现面向对象基于规则的分类方法在潘谢矿区土地利用分类中精度很高。尤其在“同物异谱”和“同谱异物”的地物信息提取中,能够减小影响局部的光谱变化,增强异质性,有效的避免椒盐现象的出现。在高分辨率的遥感数据中,Pleiades遥感影像数据土地利用分类总精度达到90%以上。同时,利用建立的面向对象基于规则的方法对研究区长时间序列(1989-2013年)的土地利用变化进行了监测,取得了满意的分类结果。此外,通过结合矿区煤炭开采数据分析了各土地利用类型的变化规律。主要表现在耕地的面积随着煤炭开采量的增加呈下降趋势,城镇用地、水域和煤堆与煤矸石堆则表现出完全相反的趋势,三种土地利用的面积随着煤炭开采量的增加都大幅的增加。结果表明：在潘谢矿区,煤炭开采是研究区土地利用类型变化的主要因素。通过对这封闭沉陷水域和半封闭沉陷水域水质参数和水体内在光学特性研究,发现不同类型沉陷水域水体水质参数及三种光学活性物质的光谱吸收系数的时空变化。沉陷水域表现出典型内陆水体的光学特性,潘集和顾桥沉陷水域水体明显受到非色素颗粒物和黄色物质(CDOM)的影响。相比顾桥沉陷水域,潘集沉陷水域由于与泥河相连表现出了更大的悬浮颗粒物和黄色物质的影响。基于对沉陷水域的光学特性分析,利用实测高光谱数据分别建立了适合不同沉陷水域的叶绿素a反演模型,其中,三波段模型在潘集沉陷水域表现出了更高的反演精度和最小的反演误差,表明三波段模型更适合半封闭的沉陷水域,而NDCI模型在顾桥沉陷水域表现出了更高的反演精度和最小的反演误差,表明NDCI模型更适合封闭的沉陷水域。此外,由于封闭沉陷水域和半封闭沉陷水域中水体悬浮物浓度、颗粒物大小和组成成分的不同,用于反演水体悬浮物浓度的最佳波段在潘集和顾桥沉陷水域也表现出了明显的差异。潘集沉陷水域的最佳波段位置位于红波段和近红外波段,而顾桥沉陷水域的最佳波段位置位于蓝绿波段。采用综合营养指数法对沉陷水域的水质富营养化进行评价,利用环境一号卫星遥感数据建立的水质参数反演模型,发现基于多光谱遥感数据的不但能够很好的反映出沉陷水域水体的富营养状态水质在空间和时间上的分布和变化情况,而且能够发现一些常规方法难以揭示的污染源和污染物迁移特征。潘集和顾桥沉陷水域水体都已呈现出轻度-中度富营养化状态。潘集和顾桥沉陷水域在时间上和空间上存在着明显的差异,其中沉陷水域5月份的富营养化程度要明显高于11月份。顾桥沉陷水域富营养化程度要明显高于潘集沉陷水域。结合社会经济、生态环境现状和资源开发利用三个方面建立一套具有代表性、综合性及可操作性的评价指标体系,利用模糊综合评价法对研究区生态环境进行综合评价。评价结果表明：研究区在长期的地下煤炭开采作用下,生态环境比较脆弱,矿区生态环境质量综合评价2008-2013年均为Ⅳ级,质量差,有逐年恶化的趋势,前景不容乐观。通过对潘谢矿区未来三年的生态环境进行预测,研究区2016-2018年生态环境综合指数预测值级别为Ⅲ级,处于中警警度。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X835;X87;X751
【图文】：
大山与凤阳山交界处施家注，最西端位于凤台县尚塘乡侯海孜Ｗ西与利辛县接壤处，最南端逡逑位于赖山乡施家湖Ｗ南瓦璋湖水面，最北端位于茨淮新河主航道中‘。线凤台县与蒙城、利辛逡逑县交汇处。其中潘谢矿区位于淮河Ｗ北，地处东经１１６°２２＇到１１６°５７＇与北绅３２°４３＇到３２°５伊逡逑之间（图２－１）。逡逑
上石炭统太原沮总厚１１５ｍ－１２５ｍ，含煤７层－１０层。煤层较薄，极不稳定，不可义。二逡逑叠系为煤田主要含煤地层，一般含煤４０层，总厚度３０－４０ｍ，其中可采煤层为１１－１９层，可逡逑采厚度２３－３６ｍ邋（图２－３）。逡逑看逡逑Ｐ邋３０逦６０逦ｌ２０Ｋｍ逦嘴逡逑／逦－p汗恪ⅱ狻⑴义希慑澹у澹慑澹痢福慑澹慑澹穑翦澹慑澹慑宸瑰澹慑迨傧兀郑峰义咸沤珏逶沤珏骞乖烨杀嗪佩纬ぃ
本文编号：2761590
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X835;X87;X751
【图文】：
大山与凤阳山交界处施家注，最西端位于凤台县尚塘乡侯海孜Ｗ西与利辛县接壤处，最南端逡逑位于赖山乡施家湖Ｗ南瓦璋湖水面，最北端位于茨淮新河主航道中‘。线凤台县与蒙城、利辛逡逑县交汇处。其中潘谢矿区位于淮河Ｗ北，地处东经１１６°２２＇到１１６°５７＇与北绅３２°４３＇到３２°５伊逡逑之间（图２－１）。逡逑
上石炭统太原沮总厚１１５ｍ－１２５ｍ，含煤７层－１０层。煤层较薄，极不稳定，不可义。二逡逑叠系为煤田主要含煤地层，一般含煤４０层，总厚度３０－４０ｍ，其中可采煤层为１１－１９层，可逡逑采厚度２３－３６ｍ邋（图２－３）。逡逑看逡逑Ｐ邋３０逦６０逦ｌ２０Ｋｍ逦嘴逡逑／逦－p汗恪ⅱ狻⑴义希慑澹у澹慑澹痢福慑澹慑澹穑翦澹慑澹慑宸瑰澹慑迨傧兀郑峰义咸沤珏逶沤珏骞乖烨杀嗪佩纬ぃ
本文编号：2761590
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