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课题设置情况

课题九:大型煤电基地生态修复关键技术集成示范

来源:      发布时间: 2016-09-29      作者:

大型煤电基地生态修复关键技术集成示范主要包括水资源保护、土地整治、土壤重构、植被恢复、景观生态恢复等,计划在区域生态系统安全评价及调控模式研究的基础上,对累积效应评估与区域生态调控模式、生态修复系列关键技术等进行集中工程示范,将科学技术向产业示范转化,为东部草原区大型煤电基地的生态修复寻找科学路径。课题通过工程设计研究、关键技术集成、修复效果评价3 个方面的研究,依托地处蒙东呼伦贝尔、锡林郭勒草原区的神华宝日希勒矿区、北电胜利矿区、大雁矿区等对关键技术进行集成示范。

9.1 研究目标

针对我国酷寒和半干旱草原区大型煤电基地露天煤矿开采、井工煤矿开采引起的土地挖损与压占、地表沉陷、水土流失、植被退化等生态问题,结合当地气候、土壤基质等条件,将已取得的各项关键技术成果进行集成与工程设计,建设酷寒草原区大型煤电基地生态修复技术集成示范区、半干旱草原区大型煤电基地生态修复技术集成示范区、露天煤矿矿井水保护利用技术集成示范区,开展生态修复与综合整治效果评价,形成适于蒙东酷寒、半干旱生态脆弱草原区的生态修复模式与修复工程技术体系。

9.2 主要研究内容

针对我国酷寒草原区和半干旱草原区大型煤电基地露天煤矿开采、井工煤矿开采造成的生态环境问题,结合当地气候、土壤基质、地下水等特点,研究提出东部草原区生态修复关键制约因素和技术需求,优化组合与集成项目关键技术成果,东部草原区大型煤电基地生态修复关键技术集成方案研究,按照集中设计、分区分类、集成示范的思路,分别在锡林郭勒大型煤电基地胜利矿区和呼伦贝尔的宝日希勒矿区和大雁矿区开展集成生态修复关键技术集成示范与效果评价研究,形成适应于东部草原区大型煤电基地生态修复技术与综合整治集成模式。具体研究内容包括:

(1)大型煤电基地生态修复关键技术集成与效果评价研究

根据遴选的示范区生态修复与综合整治技术需求,选择采排复一体化生态减损、水资源保护与利用、土壤改良技术、土地整治技术、植被配置技术、植被恢复技术、景观生态修复等与示范区生态环境特征和生态修复目标相匹配的科技成果,开展工程示范,形成大型煤电基地受损生态系统生态恢复关键技术集成体系。基于示范区域典型煤电基地的植被分布变化及其原始生态本底值,开展示范工程全过程管理与主要技术指标变化监控,优选影响生态修复与综合整治效果的关键因子,分类研究建立水资源保护与利用、土地整治、植被和景观恢复效果的评价模型和评价指标,包括水资源的“采掘-发电-灌溉”一体化利用率、水资源的“露天-井工”综合蓄存率、地层含水层水位恢复、水质变化、土壤改良率、植被覆盖率、物种多样性变迁、废迹地治理率等,评价水资源保护和生态修复技术在东部草原区的适应性及其推广潜力。

(2)大型煤电基地生态修复示范工程实施模式与管控

针对在东部草原区煤电基地的胜利矿区、宝日希勒矿区、大雁矿区的生态影响主因子和自然地质、地理气候、生态环境特征、煤炭开采方式及工艺技术等特点,结合煤电基地采排复一体化生态减损、水位恢复与水资源保护利用、土地整治、植被恢复、景观再造等各项关键技术的现场应用条件,研究提出适宜于示范区和东部草原区的示范工程实施模式,通过制定技术集成示范工程管控目标,采用计划、执行、检查、整改(PDCA)的管控模式,加强示范工程实施全过程管控;在总结经验和效果基础上,编制生态修复工程设计规范和施工技术规范,为实现示范工程目标和类似条件下的生态修复提供工程模式指导。

(3)大型煤电基地受损生态系统生态修复示范工程设计研究

针对东部草原区土壤薄贫特点,采用土壤改良材料、高效固氮、解磷、解钾等生态恢复土壤改良技术,抗逆性强、适应当地条件、以乡土植物物种为主的植物筛选和匹配技术,功能微生物-植物物种合理配置等微生物促进技术,研究制定东部草原区大型煤电基地受损生态系统示范区生态修复设计、施工技术、施工技术规范,开展示范工程设计研究,重构土壤生境系统、植被群落系统、营养物质循环系统,实现植被群落的稳定性生长和自维持。

(4)东部酷寒草原区露天矿区地下水保护利用与生态修复及区域生态调控技术集

成示范工程以宝日希勒露天矿区为依托工程,建立生态修复与综合整治的典型示范工程。研究制定露天煤矿地下水库建设方案,建立地下水库示范工程;结合地方及宝日希勒露天矿区总体规划,在区域尺度进行土方调配与平衡的采排复一体化生态减损、土地整治与复垦研究,制定区域土地利用规划与布局、土地复垦规划方案,建设示范工程;依托区域生态复合产业发展方向,开展开采废迹地的综合整治与利用方案研究,建设示范工程。

(5)东部草原区井工煤矿煤炭开采水资源保护与利用技术示范工程

基于煤炭开采引起的覆岩导水裂隙及采空区水源动态补给特征,结合矿井采掘布局规划,研究确定地下水库选址、库容设计计算、人工坝体设计与构筑、井上下供排水管网布置、水库安全监测等技术方案,以大雁矿区敏东一矿为示范点,开展水资源保护与利用示范工程,并在建设运行过程中对水库蓄水量、坝体稳定性、水质水压、供排水量等进行动态监测,确保地下水库保水示范工程的安全、经济运行。

(6)东部半干旱草原区露天煤矿生态修复技术集成示范工程

依托神华胜利矿区,应用露天煤矿采排复一体化生态减损、开采扰动区土壤重构及综合整治技术、开展矿区生态修复工程集成示范。研究制定露天矿生态减损开采、地层重构、土壤重构、土地整治、植被恢复、景观再造、生态修复稳定性控制及监测等技术方案,建设示范工程。

9.3 拟解决的重大科学问题或关键技术

(1)酷寒草原区露天煤矿地下水保护利用与生态修复集成技术;

(2)井工煤矿煤炭开采水资源保护与利用集成技术;

(3)半干旱草原区煤电基地生态修复集成技术;

(4)东部草原区大型煤电基地生态修复工程设计与施工技术;

9.4 考核指标及评测手段/方法

(1)东部草原区大型煤电基地生态修复工程集成设计方案;

(2)东部草原区大型煤电基地生态修复工程设计规范1 份;

(3)东部草原区大型煤电基地生态修复工程施工管理技术规范1 份;

(4)基地建设示范区3 个,共计 15000 亩,其中露天排土场治理示范区植被覆盖率较本底值提高30%~40%(露天排土场治理示范区内选定的治理区域本底值以2017 年为基准年、植被覆盖率小于10%作为考核基础);废迹地示范区治理率达到 96%以上(废迹地示范区内进行治理的区域有96%以上的废弃土地得到复垦、植被绿化或有效利用等);

(5)申请国家专利10~15 项,发表核心及以上文章15~20 篇,专著3 本。

评测手段/方法:考核指标(1)~(3)采用专家论证会的方式进行评测;考核指标

(4)以现场验收的方式进行评测;考核指标(5)以专利证书、学术论文和专著发表数量进行评测。

9.5 参加单位任务分工

课题牵头单位:神华集团有限责任公司

课题参加单位:中国矿业大学、国家环境保护创面生态修复工程技术中心(路域生态有限责任公司)、神宝能源公司、国能公司、神华胜利能源公司

课题负责人:李全生,神华集团有限责任公司

课题任务分工:

子课题1:大型煤电基地生态修复关键技术集成与效果评价研究,由中国矿业大学承担;

子课题2:大型煤电基地生态修复示范工程实施模式与管控,由神华集团有限公司承担;

子课题3:大型煤电基地受损生态系统生态修复示范工程设计研究,由国家环境保护创面生态修复工程技术中心(路域生态有限责任公司)承担;

子课题4:东部酷寒草原区勒露天矿区地下水保护利用与地表生态修复工程集成示范,由神宝能源公司承担;

子课题5:东部草原区井工煤矿煤炭开采水资源保护与利用工程示范,由国能集团公司承担;

子课题6:东部半干旱草原区露天煤矿生态修复工程集成示范,由神华北电胜利能源公司承担。