水文融合的草原露天矿内排土场地貌重塑优化

作者：夏嘉南; 李根生; 李园园; 卞正富; 雷少刚^*

来源：煤炭学报, 2023, 48(04): 1673-1686.

DOI：10.13225/j.cnki.jccs.2022.0592

• 露天煤矿
• 内排土场
• 地貌重塑
• 水文融合
• 矿山生态修复

草原露天煤矿内排土场地貌受采-排-复活动中塑形方式与土方量等因素影响，面临景观破碎、水土流失等生态环境问题。在现有工艺与团队已有成果上，为进一步实现矿区重塑地貌与周边水文相融，构建基于水文保留曲面(HPCS)的采复子区划定优化模型，以新疆黑山露天矿内排土场为例，构建优化后的HPCS下近自然设计地貌(MNNDL＿HPCS)为实验组，NNDL＿HPCS、原始自然地貌(PNL)和传统设计地貌(TDL)3者为对照组，结合空间叠加分析与地貌演化模拟技术，评价MNNDL＿HPCS在水文融合、土方调配与土壤抗水蚀3方面的优化效果。结果表明：(1)采复子区划定上，MNNDL＿HPCS内除开采子区位置划定调整外，其余区域位置保持不变；(2)水文融合上，以PNL为基准，MNNDL＿HPCS视觉效果最优，并在水文沟道空间重叠率和水文融合率指标上，分别较NNDL＿HPCS与TDL高52.84%和7.04%，与66.66%和18.11%；(3)土方调配上，MNNDL＿HPCS土方平均运距较NNDL＿HPCS缩减约0.98 m/m3，较TDL高约4.93%，土方运移成本较优化前略有降低；(4)土壤抗水蚀能力上，MNNDL＿HPCS较PNL、NNDL＿HPCS和TDL的10年可分别减少约31.65%、56.86%和80.59%的土壤水蚀总量，其中平均坡度缓和(0.28°)是MNNDL＿HPCS土壤抗水蚀优于PNL的主因，其通过HPCS模型内坡度缓和优化模块实现。研究成果可助于恢复研究矿区内原径流通道和原地貌与景观，提高矿区生态修复稳定性。

• 单位
  中国矿业大学; 中国矿业大学（北京）