礦業(yè)土地利用

礦業(yè)土地利用(一) 礦山地質環(huán)境

礦業(yè)土地利用1、基本概念

礦山地質環(huán)境是指曾經(jīng)開采、正在開采或準備開采的礦床及其鄰近地區(qū)，礦業(yè)活動影響到的巖石、土壤、地下水、地質作用和現(xiàn)象及其大氣圈、水圈、生物圈之間相互作用所組成的相對獨立的環(huán)境系統(tǒng)。這一系統(tǒng)是以巖石圈為依托，礦產(chǎn)資源開發(fā)為主導，不斷改變著的地球表面和巖石圈自然平衡狀態(tài)的地質環(huán)境。

礦業(yè)土地利用2、我國礦山地質環(huán)境問題

我國是世界上第三大礦業(yè)大國，采礦歷史悠久，礦業(yè)在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中發(fā)揮著重要基礎作用，95%左右的一次性能源和80%以上的工業(yè)原料，大部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料取自礦產(chǎn)資源。長期大規(guī)模、超強度的礦產(chǎn)資源開發(fā)和利用，為國家的經(jīng)濟建設和發(fā)展做出了巨大貢獻，同時造成的負面環(huán)境影響也在與日俱增，礦山環(huán)境遭到嚴重破壞，生態(tài)環(huán)境問題突出，礦山環(huán)境現(xiàn)狀堪憂。

我國因采礦引起的礦山地質環(huán)境問題較多，類型較為復雜，依據(jù)問題性質可將礦山地質環(huán)境問題分為：地面變形、“三廢”問題、礦山生態(tài)失衡問題、沙漠化和水土流失等問題。

1. 占用大量土地

據(jù)有關資料統(tǒng)計分析，我國采礦業(yè)破壞的土地面積約有1.4~2.0萬km，占全國各項建設用地及其他破壞占用耕地的49.1%。造成礦山占地的原因主要是露天采場及各類礦渣、尾礦垃圾堆置所致。

據(jù)統(tǒng)計，一座大型礦山平均占地達18~20萬m2，小礦山也達到幾萬平方米。據(jù)對1 173家國有大中型礦山企業(yè)的統(tǒng)計資料分析表明，共占用土地面積729 971.6ha，其中露天采礦場、排土場、尾礦場和塌陷區(qū)占地面積為212 817.4ha，占礦山用地面積的1/3。由此比例可以推算出，全國礦山開發(fā)占用林地月105.9萬ha，占用草地面積約26.3萬ha。

2）地面變形

地面變形問題包括開采沉陷、地面巖溶塌陷、地面沉降、地裂縫、崩塌、滑坡和泥石流等。礦產(chǎn)資源開采造成地面（沉）塌陷，邊坡失穩(wěn)等地面變形問題嚴重。

我國大部分地區(qū)礦產(chǎn)采用井下開采，據(jù)統(tǒng)計井下開采的礦山約占全部開采礦山的70%以上。采空區(qū)地面塌陷是礦山地質環(huán)境主要問題之一。在我國，煤炭開采量在各類固體礦產(chǎn)開采中居首要地位，因此采空區(qū)地面塌陷以煤炭礦山最為嚴重。山西省社會科學院李連濟研究員完成的國際哲學社會科學基金重點課題“我國煤炭城市采空塌陷災害及防治對策研究”得到：“截至2004年12月3日，全國煤礦累計采空塌陷面積超過70萬ha，造成的損失已經(jīng)超過500億元。”

據(jù)不完全統(tǒng)計，全國因采礦引起的較大規(guī)模地面沉陷在180處以上，塌陷坑約2 000個，塌陷面積達1 150km2,。全國發(fā)生采空區(qū)沉陷災害的礦業(yè)城市近40個，其中嚴重者有25個；全國每年因采空區(qū)地面塌陷災害造成的經(jīng)濟損失達4億元以上。采礦引發(fā)的地面塌陷，不僅破壞自然頸環(huán)，毀壞農(nóng)田，還毀壞地表各類建筑物、道路、河床等，對礦區(qū)及其周圍地區(qū)城鄉(xiāng)居民的安全構成威脅，對農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)也產(chǎn)生嚴重的負面影響。

3）“三廢”問題

A. 氣相廢棄物

氣相廢棄物對大氣環(huán)境質量的影響主要包括總懸浮顆粒，硫氧化物、碳氧化物、氮氧化物和碳氫化合物等。

礦產(chǎn)資源開發(fā)產(chǎn)生大量廢氣和粉塵，嚴重影響了礦區(qū)周圍的大氣環(huán)境，引發(fā)了大氣污染和酸雨等問題，其中以煤炭和硫化礦礦山最為嚴重。

B. 液相廢棄物

礦山液相廢棄物一般是指礦山勘探、開采、采后和洗選過程中說產(chǎn)生的廢水。

我國每年因采礦產(chǎn)生的廢水約占全國工業(yè)廢水排放總量的5%，大量未經(jīng)處理的廢水排入江河湖海，污染嚴重。礦山“三廢”排放導致地表水、地下水污染嚴重，加劇了礦區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水和人居飲水的緊張矛盾。

C. 固相廢棄物

固相廢棄物堆積是礦山地質環(huán)境面臨的一個主要問題。在我國，采礦業(yè)產(chǎn)生的固體廢棄物排放量占固廢排放量的40%左右。據(jù)1999—2002年統(tǒng)計，全國大中型礦山尾礦庫約1 500座，累計積存尾礦50.26億t。尾礦、固體廢棄物的堆放，不僅占用了大量土地，損壞地表，還會造成水土環(huán)境的嚴重污染，而且尾礦庫潰壩將會造成更為嚴重污染和災害事件。

4）礦山生態(tài)失衡問題

由于礦井疏干排水，導致區(qū)域性地下水位下降，破壞礦區(qū)水系統(tǒng)均衡。在某些地方地下水下降數(shù)十米甚至上百米。產(chǎn)生大面積疏干漏斗，致使地下水資源枯竭、地表河水斷流、地表水入滲或經(jīng)塌陷灌入地下，影響礦石地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

山西省因采煤造成18個縣26萬人吃水困難，30多萬畝水田變旱地，全省井泉斷流達3 000多處。

沿海地區(qū)的一些礦山因疏干漏斗不斷發(fā)展，當其邊界到達海水面時，將引起海水入侵現(xiàn)象。

5）水土流失和土地沙化

由于地表物質的剝離、擾動、搬運和堆積，破壞了大量的植被和山坡土體，產(chǎn)生的廢石、廢渣等松散物質極易加劇礦山地區(qū)的水土流失。作為煤炭大省的山西省，每年廢渣棄土量1.3億t，增加河道泥沙量0.6億t，占水土流失總量的46%。

此外，由于采礦工程與礦坑排水，使地下水頭壓力與圍巖之間失去平衡，從而引起一系列工程問題。如地下采空區(qū)頂板冒落及塌陷、巷道底板鼓脹、露天采礦邊坡的滑動，礦坑涌水等，均會造成嚴重的危害。

關于礦業(yè)城市土地利用優(yōu)化配置，其內涵主要有以下幾個方面：

1、礦產(chǎn)開發(fā)要有前瞻性，做好規(guī)劃性開采

要認真研究礦產(chǎn)開發(fā)破壞土地的規(guī)律以及依據(jù)塌陷規(guī)律建立起來的預測模式，運用這些模式，科學地預測規(guī)劃期內煤礦生產(chǎn)可能造成的土地破壞數(shù)量和破壞程度。同時研究采煤對土地破壞以及對水資源的破壞，對生態(tài)環(huán)境造成的影響。通過破壞土地評價，研究已破壞土地和規(guī)劃期內可能破壞土地適宜性復墾，明確破壞土地復墾的潛力與方向，提出土地復墾整治的分階段目標，并切實執(zhí)行。提高土地復墾工藝，并保證資金渠道和補償機制，提高復墾土地的質量狀況。

2、加強耕地特別是基本農(nóng)田的保護，實行多種經(jīng)營

一定要穩(wěn)定礦業(yè)城市的耕地特別是基本農(nóng)田數(shù)量，在數(shù)量穩(wěn)定的前提下想方設法提高土地質量，保障當?shù)丶Z食安全。礦業(yè)城市的地形地貌一般都比較惡劣復雜，耕地和基本農(nóng)田的質量都不高，必須要實行多種經(jīng)營。要加強耕地的基本建設，發(fā)揮耕地的生產(chǎn)潛力，提高糧食單產(chǎn)；要大力增加“現(xiàn)有”林木的撫育管理，努力增加林地面積，提高森林覆蓋率；要管好現(xiàn)有草地資源，制止過度放牧，防止草地的繼續(xù)退化，抓好人工改良草地，提高草地的產(chǎn)草量和質量，提高載畜量。通過加強農(nóng)田基礎設施建設、改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、改善作物品種，合理調整農(nóng)、林、牧結構，不斷改善生態(tài)環(huán)境，減少水土流失，提高農(nóng)業(yè)整體水平，增加農(nóng)民收入。

3、建設項目要做好環(huán)境影響評價，嚴格控制農(nóng)轉非

嚴格實施低占用指標控制與用途分區(qū)管制措施，嚴格把握建設項目審批關，建立“論區(qū)位、評效應、核指標”的建設用地審批與管理制度，嚴格控制耗能高、占地多的建設項目。合理配置土地資源，鼓勵土地資源的集約節(jié)約利用。按照土地利用現(xiàn)狀水平與潛力，盤活存量土地，在建設用地呈現(xiàn)閑置浪費時，應因地制宜，樹立挖潛存量土地為先的理念，限制征用非農(nóng)用地。供給引導需求，按照城市建設與產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，保證重點，優(yōu)地優(yōu)用，對存量土地潛力大的地區(qū)和污染嚴重或效益低下的企業(yè)實行限制供地。充分發(fā)揮土地政策在正確引導生態(tài)建設、產(chǎn)業(yè)發(fā)展與布局中的調控作用。 2100433B

礦地是指蘊藏有一定礦物資源的土地。

礦地利用的特性主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1. 礦地開發(fā)的實質在于把礦物從與土地的原始聯(lián)系中分離出來，轉化為能夠用于生產(chǎn)或消費的物質財富

2. 礦地開發(fā)完全以礦藏的自然地理位置為轉移，礦地開發(fā)的地址沒有選擇余地。

3. 礦地開發(fā)具有純攫取性，同時對土地又有一定破壞作用（地面塌陷、污染、礦渣堆積等）

4. 交通的發(fā)展，往往是礦地利用先決條件。不過從另一方面看，礦業(yè)發(fā)展也會促進交通事業(yè)發(fā)展。新發(fā)現(xiàn)的大型礦藏的開發(fā)，往往伴隨著新鐵路、新公路的興建和航線的開辟，以至于新市鎮(zhèn)的形成。

礦地利用的上述特性決定了在礦地開發(fā)中，必須認真進行調查和勘探，對全國和各經(jīng)濟區(qū)不同位置的各種礦產(chǎn)資源的開發(fā)可行性作出科學的綜合評價，確定礦地的開發(fā)方式及開發(fā)途徑

中國礦地利用的主要問題是開發(fā)利用不盡合理，浪費較為嚴重。不僅有礦產(chǎn)資源本省的浪費，還有礦產(chǎn)資源開發(fā)中造成的浪費。另外礦山地質環(huán)境面臨著諸多問題。

為了解決這些問題，必須加強礦產(chǎn)資源開發(fā)的前期工作。首先對礦產(chǎn)資源作全面的調查勘探，對礦山地質環(huán)境進行及時評價，為合理開發(fā)礦產(chǎn)資源、保護礦山地質環(huán)境、整治礦山環(huán)境、恢復與重建礦山生態(tài)等提供基礎資料和依據(jù)。結合周圍土地利用及交通運輸情況，制定合理的卡發(fā)規(guī)劃，確定礦業(yè)用地面積指標，包括礦井工人場地、礦區(qū)廠房裝置用地、尾礦堆積用地以及礦區(qū)工人生活區(qū)用地等。加強對礦產(chǎn)開發(fā)過程中的地質環(huán)境監(jiān)督管理，礦產(chǎn)資源開發(fā)以后，還要及時做好礦地復墾再利用和礦產(chǎn)采掘后的轉產(chǎn)預案。

《礦業(yè)城市土地利用與生態(tài)演化》以礦業(yè)城市土地利用為核心，對礦業(yè)城市土地利用變化主要特征及其變化的作用機制進行理論研究，構建了礦業(yè)城市土地利用變化機制的一般理論框架，并以江蘇省典型礦業(yè)城市——徐州市為分析樣本，充分利用RS與GIS技術，圍繞土地利用變化“過程、格局、機制、效應”這一科學命題，系統(tǒng)分析礦業(yè)城市土地利用時空變化過程與格局特征，綜合研究資源、經(jīng)濟、技術、交通、社會等因素對礦業(yè)城市土地利用變化的影響，并從生態(tài)系統(tǒng)視角分析礦業(yè)城市土地利用變化的生態(tài)環(huán)境效應。

《礦業(yè)城市土地利用與生態(tài)演化》可以作為地理學、地理信息系統(tǒng)專業(yè)及其相關專業(yè)的研究生的教學參考書和相關專業(yè)研究人員的參考資料。

1　緒論

1．1　研究背景和意義

1．1．1　研究背景

1．1．2　研究意義

1．2　國內外研究進展

1．2．1　國內外LUCC研究進展

1．2．2　國內外礦業(yè)城市研究進展

1．2．3　礦業(yè)城市徐州市LUCC研究進展

1．3　目前研究中存在的主要問題

1．4　研究目標、內容與技術路線

l．4．1　研究目標

l．4．2　研究內容

1．4．3　技術路線

1．5　內容結構

2　研究區(qū)概況及遙感數(shù)據(jù)處理

2．1　研究區(qū)概況

2．1．1　研究區(qū)基本概況

2．1．2　礦業(yè)經(jīng)濟發(fā)展概況

2．2　數(shù)據(jù)基礎及遙感數(shù)據(jù)處理

2．2．1　研究區(qū)范圍

2．2．2　數(shù)據(jù)源

2．2．3　遙感數(shù)據(jù)處理工作平臺及技術路線

2．2．4　遙感數(shù)據(jù)預處理

2．2．5　遙感影像解譯

2．2．6　矢量圖的生成及建庫

3　礦業(yè)城市土地利用變化理論研究

3．1　礦業(yè)城市基本內涵

3．2　中國礦業(yè)城市發(fā)展及理論研究意義

3．3　礦業(yè)城市土地利用變化特征

3．4　礦業(yè)城市土地利用變化機制的理論研究

3．4．1　分析方法成因分析法

3．4．2　礦業(yè)城市土地利用變化驅動因子系統(tǒng)層次關系辨識

3．4．3　礦業(yè)城市土地利用變化驅動力作用機制理論框架

3．5　本章小結

4　徐州城市土地利用變化過程與格局研究

4．1　技術流程及研究方法

4．1．1　技術流程

4．1．2　研究方法

4．2　結果分析

4．2．1　土地利用變化速度與變化強度

4．2．2　土地利用類型增減轉移

4．2．3　土地利用變化的空間格局

4．3　本章小結

5　徐州城市建設用地結構與空間格局研究

5．1　徐州城市建設用地結構演變分析

5．1．1　研究方法土地利用結構信息熵及均衡度

5．1．2　城市建設用地結構變化

5．1．3　土地利用結構信息熵和均衡度計算及分析

5．1．4　用地變化與土地利用結構信息熵變化的關系分析

5．2　徐州城市建設用地空間格局演化研究

5．2．1　城市建設用地分類及研究數(shù)據(jù)基礎

5．2．2　研究方法

5．2．3　工業(yè)用地空間分析

5．2．4　居住用地空間分析

5．2．5　商服用地空間分析

5．2．6　工業(yè)、居住及商服用地空間格局對比分析

5．2．7　工業(yè)、居住及商服用地空間格局關系分析

5．3　本章小結

6　徐州城市土地利用變化驅動力機制研究

6．1　驅動力評價指標體系構建、定量研究方法及研究主要內容

6．1．1　評價指標體系構建

6.1．2　主要定量評價方法

6．1．3　驅動力機制研究的主要內容

6．2　徐州城市土地利用變化驅動力實證研究

6．2．1　自然因素影響

6．2．2　礦產(chǎn)資源影響

6．2．3　經(jīng)濟人文因素影響

6．2．4　驅動力因素系統(tǒng)綜合影響的定量研究

6．3　本章小結

7　州城市土地利用變化的生態(tài)效應

7．1　基于生態(tài)服務價值理論的徐州城市土地利用變化生態(tài)效應研究

7．1．1　生態(tài)系統(tǒng)服務價值理論及應用

7．1．2　生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估方法

7．1．3　計算結果與分析

7．2　基于生態(tài)足跡理論的徐州城市土地利用變化的生態(tài)效應研究

7．2．1　生態(tài)足跡理論及應用

7．2．2　生態(tài)足跡計算及分析

7．2．3　生態(tài)承載力計算及分析

7．2．4　生態(tài)盈余（或赤字）計算與分析

7．3　基于景觀生態(tài)理論的徐州城市土地利用變化的生態(tài)效應研究

7．3．1　景觀生態(tài)理論及應用

7．3．2　結果與分析

7．4　本章小結

8　總結與研究展望

8．1　總結

8．2　主要創(chuàng)新

8．3　不足與展望

參考文獻

附表

后記

礦業(yè)工程一級學科包含采礦工程、礦物加工工程、安全技術及工程等二級學科。礦業(yè)工程學科既要按照礦井的地質、生產(chǎn)和經(jīng)濟特性來完善和發(fā)展傳統(tǒng)的礦業(yè)工程科技，又要吸收和融匯現(xiàn)代科學技術的最新成就使礦業(yè)工程科技不斷提高和更新。礦業(yè)工程學科和地質資源與地質工程、能源工程、冶金工程、材料科學與工程、力學、土木工程、機械工程、化學等相鄰學科有密切聯(lián)系。

礦業(yè)工程一級學科設置的采礦工程、礦物加工工程、安全技術及工程二級學科之間存在相互依賴、共同發(fā)展的內在聯(lián)系。采礦工程場所大多處在錯綜復雜的環(huán)境中，采礦工程依賴安全技術及工程提供安全保障。安全技術及工程學科的對象是工礦企業(yè)的安全技術問題，但其突出研究對象是礦業(yè)領域的重大災害事故和安全問題。采礦工程開采出的礦產(chǎn)資源，通常需要經(jīng)過礦物加工才能成為冶金、能源、化工、建材等行業(yè)的原料。礦業(yè)工程學科的發(fā)展對國民經(jīng)濟建設和社會發(fā)展極為重要，并將不斷推動和促進國民經(jīng)濟的可持續(xù)協(xié)調發(fā)展。