基于Google Earth Pro的采煤塌陷区历史影像分析

来源:用户上传      作者:

　　摘  要：近些年，随着国家生态环境意识的不断提高，采煤塌陷区的治理问题从最开始的理论研究到逐步的落实治理，为了更加清晰的表述塌陷区的治理情况，文章在传统测绘数据的基础上，借助Google Earth Pro对济宁市某塌陷区的历史影像进行分析，提出治理意见，并对未来的塌陷趋势作出一定的预测。
　　关键词：采煤塌陷区;塌陷治理与面积预测;Google Earth Pro
　　Abstract： In recent years， with the continuous improvement of the nation's eco-environmental awareness， the governance of coal mining subsidence area has changed from the initial theoretical research to the gradual implementation of governance. In order to express the treatment situation of the subsidence area more clearly， on the basis of traditional surveying and mapping data， this paper analyzes the historical image of a subsidence area in Jining City with the help of Google Earth Pro， puts forward some suggestions， and predicts the collapse trend in the future.
　　1 Google Earth Pro简介
　　Google Earth Pro是谷歌公司開发的一个将航拍、卫星图像与GIS数据等融为一体虚拟地球软件，它可以虚拟地球，将卫星图像、各种地形地貌等数据化呈现出来。与Google Earth相比， Google Earth Pro的导入功能更强、提供的图层更多并且图像打印分辨率更高[1]。
　　2 塌陷区历史影像分析
　　2.1 研究区域概况
　　研究区域（图1）位于邹城西部，济宁市中区、邹城市与兖州市包围处，含有较多的断裂构造，地质构造较复杂。地理坐标：东经116°50′40″～116°53′68″，北纬35°23′48″～35°24′01″，西邻泗河，东临、邻白马河，北至335省道，南至孟子大道。面积约为64.44平方公里，研究区域内的煤炭资源丰富，包含兴隆庄煤矿、南屯煤矿、鲍店煤矿和东滩煤矿等煤矿，该区域从1970年大规模开采煤炭以来，土地塌陷问题一度十分严重[2]。
　　2.2 数据的选取与分析
　　2.2.1 数据选取
　　在阅读大量文献后，依据研究区域煤炭开采时间、塌陷区治理时间、相应的政策出台日期等条件，结合Google Earth Pro提供的该地区的历史影像时间跨度，得出汇总情况（表1）[3]。
　　2.2.2 数据分析
　　（1）问题凸显
　　1990年，研究区域的地表塌陷面积为4.08平方公顷，占研究区域总面积的6.33%。由此带来的直接损害是部分农田遭受破坏，居民的房屋设施被毁坏，大量排出的煤矿废气以及露天堆放的矸石山对当地群众的生命安全和生态环境产生了非常大的影响。由于对塌陷区问题的不够重视，导致了后续问题的产生[4]。
　　（2）形势加剧
　　2001年，研究区域的地表塌陷面积为6.49平方公顷，占研究区域总面积的10.07%。从2001年着手治理，到了2003年底，济宁市全市治理的采煤塌陷地面积为3.39万亩，这仅占全市塌陷地的20.9%。新的塌陷区在日益产生，并且原有塌陷区的治理项目收效甚微，塌陷区的治理进度缓慢[5]。
　　（3）初见成效
　　2009年，研究区域的地表塌陷面积达到了6.49平方公顷，占研究区域总面积的10.07%。济宁各地市在复垦耕地、发展现代化农业的基础上，各地市采取因地制宜的治理方式，如太平镇的太平国家湿地公园案例。由于湿地公园所处位置的采煤塌陷地面积扩大、降水汇集等诸多原因，致使该地区逐步沼泽化。济宁市决定建设湿地公园，实行“边采边复”的手段，多方式补充耕地，发展湿地农业经济[6]。
　　（4）逐步稳定
　　2019年，研究区域的地表塌陷面积达到了10.73平方公顷，占研究区域总面积的16.63%。根据Google Earth Pro提供的影像可知，研究区域的治理使当地的基础设施重建与经济发展的稳步进行，实现了研究区域内的生态环境得到了改善，这也警示着人们经济发展与环境保护需要“两手抓”的重要性，并为因地制宜地治理塌陷区、发挥治理区域的最大效益提供了经验做法[7]。
　　（5）塌陷面积预测
　　本文以研究区域内的兴隆庄煤矿、南屯煤矿、鲍店煤矿和东滩煤矿四所煤矿的数据为基础，对研究区域未来几年的煤炭开采与塌陷情况作出预测（表2）。
　　研究区域内的煤层是以中厚煤层为主，由表3中数据并使用预计公式[8]S=d*Q来计算研究区域内的塌陷区面积。其中，S为研究区域的塌陷区面积;d为研究区域万吨沉陷率，单位是m2/万吨，研究区域的万吨沉陷率取2226/m2[9]，Q为原煤总产量，单位是万吨。
　　济宁市在2001年便已出台文件治理塌陷区，故在预测研究区域内的塌陷区面积时，考虑生态复垦率。假设2018-2020年研究区域内的生态复垦率为35%，2020-2025年研究区域内的生态复垦率为40%。并且在预测时间内，研究区域内的采煤活动正常进行。 　　3 塌陷区治理方案探讨
　　3.1 农业发展
　　在某些地面塌陷程度比较小、没有形成积水或者积水很少的塌陷地区。在塌陷边缘的坡地进行简单平整，并修建相应的水利系统，就可“变废为宝”，将无法生产的“荒地”变成可以重新耕种的良田，从而提高塌陷地的利用率，促进城市的提升与发展[11]。
　　3.2 城市规划
　　现如今的塌陷区治理目标是建成可为社会的可持续发展提供活力，要达到这一目标，就需要对城市进行整体规划，以城市自然资源与规划局打头阵，充分调动政府各部門，在公共设施建设、城市交通修补、提升市容与文化建设等方面下功夫，促进当地产业转型，带动社会经济发展，建设成产业环保、经济增长健康发展的生态环境建设区[12]。
　　3.3 生态环境修复
　　由于采煤活动影响，地面不断下陷，原本的良田耕地也无法耕种，同时下沉的地面也满足了蓄水的先决条件，进一步发展成了湿地。在此基础上建设湿地公园，恢复了当地生态环境，将劣势转化成优势，在修复塌陷区的同时为城市发展打下坚实的基础[13]。
　　4 结束语
　　本文通过Google Earth Pro对研究区域采煤塌陷区的历史影像进行了简要分析，由研究区域的历史影像变化可得知，济宁市的塌陷区治理情况已经由最初的后知后觉过渡到先采后治，最后到边采边治、综合治理，并取得了一定的治理效益。但现有数据的整合与参数计算反映出对塌陷区的治理仍不容放松。在社会不断发展进步的情形下，遵循与生态环境的和谐共处原则，合理使用资源，以产业转型带动经济新增长将会是治理采煤塌陷区的最佳选择。
　　参考文献：
　　[1]李海燕，苗放，李海.Google Earth在采煤塌陷区遥感环境监测中的研究与应用[J].内蒙古石油化工，2007：08-12.
　　[2]王义方，李新举，李富强，等.基于多时相遥感影像的采煤塌陷区典型扰动轨迹识别[J].地质学报，2019：09-25.
　　[3]司双印，张运备，马敬杰，等.采煤塌陷区生态地质环境恢复治理 与可持续发展问题的探讨[J].地质灾害与环境保护，2004：09-28.
　　[4]姬宗皓.济宁地区煤炭塌陷区生态恢复与治理研究[J].山东国土资源，2008：12-15.
　　[5]高彦生，姬宗皓，王鲁平.济宁市采煤塌陷地现状分析与治理研究[J].煤矿现代化，2009：06-15.
　　[6]王萍，王慧，孙小银，等.采煤塌陷地动态演变及对土地利用的影响——以太平国家湿地公园为例[J].国土与自然资源研究，2017：10-15.
　　[7]许开营，刘阳.邹城市综合治理采煤塌陷地成效显著[J].山东国土资源，2007：12-15.
　　[8]李树志，周锦华，张怀新.矿区生态破坏防治技术[M].徐州：煤炭工业出版社，2003：22-24.
　　[9]李文梅，张红日，覃志豪，等.济宁市采煤塌陷地状况与治理途径研究[J].山东科技大学学报（自然科学版），2008：12-15.
　　[10]兖州煤业股份有限公司官网煤矿资料[EB/OL].2019.
　　[11]李淑娟.济东矿区塌陷地治理利用途径及经济效益分析[J].煤矿现代化，2008：10-15.
　　[12]余浩，贾宝霞.基于“城市双修”理念下的济宁市中心城区规划实践[C]//2019城市发展与规划论文集，2019：08-27.
　　[13]宋怡，李帅，王向荣.矿业城市采矿塌陷地景观再生规划与设计[J].北京规划建设，2019：01-25.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15193520.htm