基于地表径流调控的塌陷区水体系统性保护修复
雷少刚1
徐俣璠2
张免2
陈东兴3
华夏3
郭栋3
1.中国矿业大学矿山生态修复教育部工程研究中心,江苏徐州 221116;山东省采煤塌陷地和采空区治理工程研究中心,山东济宁 2720002.中国矿业大学矿山生态修复教育部工程研究中心,江苏徐州 2211163.山东省采煤塌陷地和采空区治理工程研究中心,山东济宁 272000
摘要：为解决东部高潜水位矿区地表径流紊乱、水体连通性差、水动力水循环能力弱等问题,并降低大量塌陷区水体周边的农业、工矿生产空间形成的面源污染、点源污染随地表径流进入塌陷区水体,引起水质退化与水生态环境风险,促进采煤塌陷区水体的持续性保护修复和塌陷区生态系统健康,基于山水林田湖草沙系统性保护修复理念、关键部位景观格局优化和地表径流系统性调控原理,创新性提出了一种"连通+截污"相组合的塌陷区水体系统性保护修复新技术,主要技术内容包括:基于高精度DEM的地表径流网络分析、各类水体识别及其水面高程精准监测、水体连通廊道网络构建及水动力提升效果评价、水体植被缓冲带适宜范围计算、缺失植被缓冲带空间识别、水体保护修复效果评价等技术环节.以山东兖州矿区为例,开展了基于地表径流调控的塌陷区水体系统性保护修复技术应用模拟分析,研究结果表明:①通过在关键部位修建水体连通廊道,基于水体连通的水动力提升技术,有效连通了45个生态源地,连通后研究区东-西方向上的最大连通距离增加了5倍,流域整体的连通性得到提升,廊道内平均水速达到0.067 m/s,显著改善了矿区的水动力条件;②通过基于关键部位植被缓冲带空间优化布局的污染物截留技术,以水体连通廊道和生态源地为关键区域,利用Phillips水文模型计算得出兖州矿区所需的植被缓冲带宽度主要集中在15～35 m,面积总计为5.59km2,其中已有植被覆盖的面积为18km2,缺失待建设的植被缓冲带面积41 km2;③SWAT情景模拟分析结果进一步验证了该模式对矿区水体保护修复具有明显作用,通过该模式能够至少降低10.14％～15.5％的污染,且对磷元素的去除效果尤为显著.笔者提出的煤矿塌陷区系统性保护修复技术是景观生态学与生态水文学在矿区生态保护修复的典型结合应用,对于其他类型地区通过地表径流调控实现区域系统性保护修复具有重要参考价值.
关键词：系统修复地表径流水体连通景观格局水生态修复
分类号：X52(水体污染及其防治)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFC3804205)
论文发表日期：2025-02-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 1223-1233 )
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