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《中国地质大学(北京)》 2015年
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黄土区大型露天煤矿地貌演变与重塑研究

陈晓辉  
【摘要】:黄土区大型露天煤矿生态重建是以地貌重塑为起步和工程基础,重塑地貌的好坏直接关系到能否消除植被生存的限制性条件。本文是以黄土区大型露天煤矿为研究对象,基于GIS平台,运用水文地貌理论与方法,查证分析黄土区地貌的成因与演变,研究黄土典型样区地貌特征,分析平朔露天煤矿所在黄土区丘陵地貌的沟道特征,并利用基于耗散结构理论的侵蚀演变公式,分析矿区原始地貌与重塑后地貌的动态特征;分析传统地貌重塑与仿自然地貌重塑的差异,以平朔露天煤矿为例,探讨其仿自然地貌重塑的可行性,研究取得以下成果:(1)黄土区地貌在构造运动、气候及人为活动等作用下,形成了广泛的侵蚀地貌。取黄土区10个典型样区的DEM,包括陇西、会宁、神木、榆林、平鲁等地,利用Arc GIS设置汇水阈值为9km2,得到样区流域及沟道数据,发现形态特征极为相似,塬梁峁发育,平鲁与神木、榆林、会宁坡度较缓,在10°左右,其他样区坡度较大,在15°左右;沟道密度神木、平鲁样区最高,0.3km/km2左右,会宁、延川等地沟道密度较低。(2)依据Horton水系定律,经过地貌重塑后,研究区地貌已经失去原有的自相似性,与周围景观协调性不够;沟道长度、密度等减少,导致重塑的地貌汇流能力降低,地貌形态趋向单一;开采与排土导致地貌正负地形差距加大,沟道坡降增大,加剧侵蚀的可能性。(3)研究区地貌开采前后的面积高程积分显示,地貌特征趋近与侵蚀地貌发育的前期;依据前人研究所得的黄土区丘陵侵蚀地貌发育过程公式,适用于平朔所在的区域,经计算后,发现原地貌侵蚀模数理论值与实际测量值相近;由公式算的重塑后矿区地貌的侵蚀模数比原地貌要低,与实际情况不符,推断只要恢复当地生态系统的自组织能力,如今重塑的地貌也是合理的。(4)黄土区地貌正处在自然侵蚀和人为侵蚀都远远大于历史的阶段,完全仿自然地貌重塑,不考虑重塑土体的松散、沉降、基底应力失衡等问题,也会与黄土丘陵区其他地貌一样,侵蚀严重;如果以工程方便、耕地快速成形的角度,构建远远高于周围景观的外排,辽阔而平坦的内排,则会与周围景观严重不协调,降水渗透积累,易发生滑坡、崩塌等灾害。
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:P931.6;TD88

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