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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:为研究煤矸石基质风化过程中温度场变化引起的充填复垦重构土壤水分时空响应特征,选取不同粒径级配同等覆土厚度的煤矸石充填复垦田间试验小区,分层分区埋设温度和湿度传感器,动态监测重构土壤不同梯度的温度及水分.实验结果表明:煤矸石层及充填界面温度总体低于土壤剖面15 cm(H1层),25 cm(H2层)处温度,高于35 cm(H3层)处土壤温度,说明地表热传导作用于H1,H2层土壤,但是在充填界面上存在由煤矸石风化作用引起的温度场变化演替现象;复垦地土壤水分随土壤深度的增加而降低,各复垦地土壤水分总体分布趋势为中粗粒径>细粒径>粗粒径,中粗粒径和细粒径复垦地块土壤水分平均差异值为3.7%;H3层土壤温度与煤矸石层温度相关性最高;试验地各层土壤水分与煤矸石层温度相关系数大小呈H3>H2>H1;各复垦地土壤温度与水分相关性显著,粗粒径复垦地块的平均相关性系数为0.716,中粗粒径复垦地块的平均相关性系数为0.668,细粒径复垦地块的平均相关性系数为0.626.
[期刊论文] 刘曙光 徐良骥 余礼仁
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CSTPCD 北大核心
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摘要:为研究煤矿区煤矸石充填复垦地土壤理化特性的时空变化,以淮南张集矿煤矸石复垦区为研究对象,采取室外田间小区试验和室内试验分析方法,选取不同覆土厚度< 50 cm、50~60 cm、60~70cm、70~80em、>80 cm(依次命名为A~E)共5类试验地块,分别于2012年与2016年对复垦区土壤容重、水分、pH值、养分等因素进行研究,并分析煤矸石作为充填基质的复垦效应,采用模糊综合评判法评判各复垦地块土壤质量.结果显示:土壤容重随复垦时间增加呈现下降趋势;土壤含水量随时间呈上升趋势;2016年各地块土壤pH值较2012年皆呈现下降趋势,且复垦地养分含量普遍高于2012年对应的复垦地;从2012-2016年,复垦地块各理化指标变异系数显著减小;2016年A、D两地块的土壤质量综合指标值较2012年分别下降了38.7%、13.12%,B、C、E则上升了68.71%、9.61%、27.0%.
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EI CSTPCD 北大核心 SCI
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摘要:为研究煤矸石充填复垦土壤重金属含量快速有效的监测方法,以淮南创大生态园煤矸石充填复垦田间试验小区为研究区域,首先采用化学方法监测土壤(0~20 cm)重金属(Cu,Cr,As)含量,然后采用ASD(analytical spectral devices)FiSpec4型高光谱仪测量土壤样品的反射光谱,提取光谱特征,并对光谱进行一阶微分变换、二阶微分变换及倒数对数变换;将变换后的各光谱特征参数与监测的土壤重金属含量进行相关性分析,并依据相关性分析结果选择显著相关的波段作为相关因子供建模使用.采用多元逐步回归(stepwise multiple liner regression,SMLR)分析、偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)及人工神经网络(artificial neural network,ANN)三种方法分别建立基于光谱反射率估算土壤重金属含量的预测模型,并采用回归模型进行精度评定,然后确定各重金属含量的最佳预测模型.实验结果表明,经过微分变换的光谱波段与土壤重金属含量达到了显著相关;重金属Cu和Cr的一阶微分光谱的人工神经网络模型为最佳预测模型,重金属元素As的二阶微分光谱的偏最小二乘回归模型为最佳预测模型.
[期刊论文] 刘曙光 徐良骥
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CSTPCD 北大核心
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摘要:为研究废弃矿区煤矸石充填复垦地复垦效果,选取淮南市大通废弃矿区复垦地为研究试验区,对大通矿区复垦地及周边未塌陷地土壤理化性征开展研究,同时分析两地自然生长的一年蓬、葎草、蒺藜、苘麻4种苗木叶片中叶绿素总量、可溶性蛋白质、脯氨酸、过氧化氢酶含量的差异,运用主成分分析法对各植物生长状况进行综合、定量评价.结果表明:大通矿区复垦地区和未塌陷地土壤容重、含水量、微量、中量元素差异较大;大通复垦区与未塌陷地土壤有机质皆处于6级水平;大通复垦区速效氮、速效磷含量处于6级水平,速效钾含量处于5级水平;未塌陷地速效氮含量处于5级水平,速效磷、速效钾处于4级水平;由植物生长主成分得分可知,未塌陷地区葎草、蒺藜、苘麻生长状况皆好于复垦区,未塌陷地一年蓬生长位次低于复垦区一年蓬生长位次.
[硕士论文] 刘曙光
大地测量学与测量工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:矿区沉陷水域一般为封闭系统,不与外界流通,不易排除有害物质,受煤尘及周边环境的影响较大,其主要水源携带周边污染物,进而影响工农业生产。高光谱遥感技术具备常规水域监测手段难以实现的特点,可对水质进行较高精度的检测。
  本文以淮南市潘集创大生态园沉陷水域为研究对象,通过地物光谱仪对水域采样点进行光谱数据采集,同时实地取样并进行实验室分析,测量出6种重金属元素(Cu、Pb、Zn、As、Cd、Cr)的浓度。以遥感变换数据和采样点实测数据的相关性统计为基础,选择特征波段及波段组合建立水体重金属含量的高光谱反演模型,由各反演模型的决定系数及均方根误差为评判标准,选出各重金属元素的最佳反演模型,并检验其精度。实验结果表明:
  (1)研究区水体重金属元素变异系数大小顺序:Cu>Zn>As>Pb>Cr>Cd。水体样品6种重金属元素含量偏度及峰度系数均不等于0;Cu与As、Pb与Cr的相关系数较高,其分布受到某些共同因素的影响,拥有相似的污染源和污染转移过程。
  (2)基于不同变换形式的光谱特征波段及双波段比对沉陷水域各重金属含量进行不同模型(线性、对数、二次、幂、指数)的拟合,得到6种重金属的最佳反演模型。水体重金属含量的单波段反演模型对Cr的预测精度最高;二阶微分变换形式的光谱反演模型效果最佳;二次项模型对各种金属含量预测精度相对较高。基于双波段比的反演模型较单波段反演模型对6类重金属含量的预测精度并不都是提高的,对部分重金属而言,甚至出现精度大幅降低的情况。
  (3)利用光谱二阶微分变换形式得到的各种金属的逐步多元回归模型稳定性较好,精度较高。水体重金属含量预测值与实测值的拟合程度较高,各回归方程的估测效果优于其他三种方法,可为本地区沉陷水域高光谱快速估测水体重金属含量提供依据及支撑。基于BNA波段深度特征指数反演重金属含量模型精度高于其他波段深度特征指数反演模型;重金属Cu的各类波段深度模型的决定系数均高于0.6,具有一定的参考意义。
摘要:为了研究自然煤矸石充填复垦地和不同覆土厚度条件下不同颗粒级配煤矸石充填复垦地重构土壤理化性质及在其之上生长的玉米(Zea maysL.)的生理生态特性,以淮南创大“煤矸石充填复垦示范基地”为研究区域,通过分区分层采集实验区范围内土壤样品,检测并分析其主要营养元素及重金属含量,监测实验区内玉米各生理生态指标变化情况及其植株各部分的重金属含量,探究以不同颗粒级配煤矸石作为填充基质对其充填区域农作物的影响。实验结果表明:经过分选后的煤矸石作为填充基质比自然状态下的煤矸石填充基质具有较好的保水保肥性和透气性,尤其以70%~100%粒径为<80 cm的煤矸石作为填充基质的重构土壤培育的玉米,其各项生理生态指标均表现良好,说明该复垦方案更有利于玉米的生长。但两种以煤矸石作为主要填充基质的复垦方案都面临土壤中部分重金属含量超标和向植物体迁移的问题。如何降低重构土壤中重金属含量,减少土壤中重金属向植物体内的迁移将成为今后研究的重点。
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