摘要：煤-水协调共采对维持西部矿区生态平衡、缓解区域水资源短缺具有重要意义,亟需通过揭示我国西部矿区煤-水协调共采的影响因子及其作用程度,为矿区水资源保护与生态文明建设提供参考。提出了一种基于全生命周期理论的煤-水协调共采的影响因子研究方法,按照煤炭开采对地下水系统的不同扰动程度与由此引发的其他生态互馈反应,将煤矿开发周期划分成3个阶段,在此基础上总结了各阶段的影响特点。通过分析部分井工开采煤矿开发现状与煤-水共采水平,结合西部矿区特殊生态环境特点,优选影响煤-水协调共采的相关指标,判别指标间的依赖、反馈、支配关系并划分锥底元素与锥顶元素,基于尖锥网络分析法(Cone-ANP)构建分析模型,建立不同阶段下的尖锥元素集,将其用于推求各影响因子的权重分布。研究结果表明:规划设计阶段含水层性质对协调共采影响作用较强;建设开采阶段采煤方法与开采工艺、塌陷土地治理率变成协调共采的主要影响因素;闭坑整治阶段老空水利用率与水质情况、废弃井巷利用率对协调共采影响程度最大。该研究成果为西部生态脆弱矿区协调共采综合效益的提高与开采技术的改进提供了一定的参考。

摘要：煤-水协调共采对维持生态脆弱区生态平衡、缓解区域水资源短缺具有重要意义。文中旨在辨识毛乌素沙地井工开采煤矿煤-水双资源协调开采的主要影响因素及其重要程度,为破解生态脆弱区煤炭资源开发与生态环境保护的矛盾提供参考。基于全生命周期理论,按照煤炭开采对地下水系统的扰动程度及由此引发的生态互馈效应,结合矿区生态环境特性,建立了影响煤-水协调共采的动态指标库;判别各阶段指标间的相互依赖、反馈及支配关系,构建尖锥网络分析法(Cone-ANP)模型,评估影响因素权重。研究表明:规划设计阶段地质系统对实现煤-水协调共采影响较大;建设开采阶段采动系统成为主要影响因素;闭坑整治阶段生态环境系统对协调共采影响程度最大。该研究成果为生态脆弱区煤水双资源协调共采综合效益的提高与开采技术的改进提供了一定的参考。

摘要：海勃湾水库是黄河内蒙古段龙头水库,其排沙效果对水库运行及黄河内蒙古段泥沙淤积有着重要影响。水库排沙比是描述水库输沙特性的关键指标,排沙比越大,入库泥沙占水库淤积比例就越小。以海勃湾水库建成蓄水(2014年)至2021年实测资料为基础,分析水库排沙特征,并采用相关性分析探讨影响排沙比变化主要因素。结果表明:水库多年平均排沙比为19.35%,较设计值明显偏小,未产生理想排沙效果,淤积和排沙主要发生在汛期,大流量期间呈现“多来多排”的特点;排沙比变化主要受水沙条件和水库运行方式以及地形影响:排沙比与入库流量及入出库水沙协调性具有正相关关系,与坝前水位及滞洪时间具有负相关关系,水库地形上窄下宽、上陡下缓分布以及乌兰布和沙漠风沙入库对排沙比造成负面影响;汛期排沙比主要受滞洪时间影响。还建立了汛期排沙比经验计算式。

摘要：为研究寒区典型湖泊水体中溶解氧的变化特征及其影响因素,本研究对蒙新高原3个季节性冰封湖泊(乌梁素海、南海湖、岱海)的溶解氧、水温和光合有效辐射进行高频长序监测,并结合水质检测结果,对不同湖泊的溶解氧变化特征及其影响因素进行分析。结果显示,在冰封期,岱海、南海湖和乌梁素海溶解氧平均浓度分别为15.19、5.99、11.42 mg/L,3个湖泊溶解氧均表现出昼升夜降和垂向分层现象,在昼夜变化幅度上呈现出南海湖>乌梁素海>岱海;溶解氧整体变化幅度上呈现出乌梁素海>南海湖>岱海,其中乌梁素海变化幅度达到了18 mg/L,岱海仅为3.3 mg/L;溶解氧变化主要受到水温、光合有效辐射以及营养盐浓度的影响,对于不同湖泊,各项环境因子对冰下水体生化过程的影响存在显著差异。不同的冰雪条件造就了水环境的差异,继而影响了冰下水体溶解氧变化。本研究旨在通过对冰封期不同类型湖泊中溶解氧变化及其影响因素的研究,更好地了解湖泊生态系统在冰封期的变化规律,为寒区湖泊管理和保护提供理论依据。

摘要：放牧是内蒙古草原的主要利用方式,对草地植物群落具有重要影响,然而内蒙古草原植物群落特征对放牧的综合响应模式仍不清楚。基于76项研究数据,本研究对不同放牧强度、不同草地类型和不同放牧年限下,内蒙古草地植物群落特征和土壤理化性质进行meta分析,以期综合评价内蒙古草地对放牧的响应模式。结果表明:放牧显著降低了植物地上/地下生物量、盖度、高度、密度、物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson多样性指数和土壤含水量,且负效应随放牧强度和放牧时间的增加而增强。放牧对植被稀少、环境承载力低的草地(如荒漠草原、沙地等)具有更大的负效应。该研究表明内蒙古草地植物群落特征对放牧的响应受多个因素调控,应根据不同类型的草地制定适宜的放牧强度和放牧时间以实现草地的可持续利用。当前的放牧研究中放牧强度标准不统一,使不同研究之间难以比较,有些研究缺乏实验重复,研究结果不具有统计学意义。探索放牧强度的统一量化标准将是今后放牧研究中重要且具有挑战性的问题,同时实验设计的合理性也应受到重视。

摘要：露天煤矿开采过程中的矿坑疏排水是引起地下水资源流失的重要原因,寻求新的控水方法势在必行。以内蒙古赤峰市元宝山露天煤矿为研究对象,根据研究区水文地质与露天煤矿开发特征,分析了露天开采驱动下帷幕墙体建设对地下水系统控制的基本原理,得出帷幕墙体渗透能力越弱、厚度越大、与补给水体距离越近是帷幕墙减少露天采坑涌水的基本思路。将露天采矿疏排水与地下水系统数值仿真研究结合,对露天煤矿开采与帷幕墙建设对矿坑疏排水强度影响程度进行预测分析,模拟结果显示,采用针对主要涌水段的局部帷幕工程方案,地下水仍然以露天矿采坑为降落漏斗中心,区域流场形态基本未发生重大变化,在未帷幕区段地下水发生了强烈的侧向绕流现象,初期(300 d)矿坑残余涌水量较之现有矿坑排水量最大减幅37.16%,而残余涌水量随时间增大趋势明显。按准全封闭型帷幕方案建墙后,地下水基本未发生绕流现象,矿井残余涌水量为先减小后增大的趋势,最大减幅达85.79%,且后期涌水量增加幅度不大,可见准封闭型帷幕建设方案较之局部帷幕方案对矿坑整体涌水量的减排作用显著。通过分析露天煤矿开采侧向帷幕控水规律,构建帷幕阻水条件下地下水系统仿真模型,评价帷幕截水减排效果,以期为露天矿区煤–水资源协调开发提供科学依据。

摘要：以往对微灌干管管网的优化研究多是在管网布置形式已定的条件下进行管径的选择,且多为续灌或轮灌条件下干管管网的优化,对于随机供水条件下微灌干管管网的优化并不适用。提出了随机供水条件下微灌干管管网布置与管径同步优化方法,以单位面积年费用最低为目标函数,考虑节点压力、管径、流速等约束条件,建立了随机供水条件下微灌干管管网布置与管径同步优化数学模型,并给出了基于遗传算法的模型求解方法。实例计算结果表明,以控制面积最大为目标的毛管双向布置灌水小区优化模型优化结果为基础进行微灌干管管网优化时,得到的最低单位面积年费用为964.24元/(hm2·a),对应的干管管网控制面积为93.40 hm2。

摘要：明确干旱区农田开垦过程中土壤有机碳变化及其影响因素对评估其固存特征具有重要意义。本研究以乌兰布和沙漠东北部不同开垦年限(2~5、12~15、25~30、40~50年)农田为对象,以未开垦的自然土壤为对照,采用空间代替时间的研究方法,探究农田开垦过程中0~2 m土层内土壤有机碳密度变化特征及其影响因素。结果表明:随开垦年限的增加,浅层(0~0.4 m)土壤有机碳密度呈持续增加趋势,但农田土壤有机碳密度均处于较低水平(0.990~1.983 kg·m^(-2))。深层(1.2~2 m)土壤有机碳密度在开垦年限较长(25~30和40~50年)的农田中有所增加,而在开垦年限较短(2~5和12~15年)的农田中无增加趋势。未开垦土壤和各耕作年限农田深层土壤有机碳密度在0~2 m土层中占比较大(28.9%~38.6%)。不同耕作年限农田中土壤有机碳密度随土层深度的增加均呈先减小后增大的二次函数关系,且拟合度较高(R2为0.757~0.972)。土壤黏粒和粉粒含量是影响0~2 m土层有机碳密度的关键因素,且耕作年限对浅层(0~0.4 m)土壤有机碳的积累具有重要促进作用。

摘要：为了合理评估干旱对荒漠草原流域的影响程度,准确判断气象干旱与水文干旱之间的传播特征,以艾不盖河流域作为典型研究区,基于1965—2021年共57年的月降水和径流资料,计算3种不同时间尺度的标准化降水指数(SPI)和标准化径流指数(SRI),分析了气象干旱和水文干旱的演变过程、趋势特征及相关性。结果表明:应用SPI和SRI能够很好地反映气象干旱和水文干旱变化状况;SPI值和SRI值对降水量和径流量的敏感性随着时间尺度的增加而降低,时间尺度越大,发生高等级气象干旱事件和水文干旱事件的频数越高;发生气象干旱事件和水文干旱事件的趋势增强,且发生水文干旱的程度和可能性较气象干旱更重;时间尺度越大,水文干旱与气象干旱相关性越好,同时水文干旱要滞后于气象干旱,滞时为0~1月。研究成果为荒漠草原流域抗旱减灾提供了有效的理论支撑。

摘要：为了解决宝日希勒露天矿季节性矿坑水富余和用水短缺问题,实现矿区水资源的合理调蓄利用,在对矿区地质、水文地质、构造等条件进行研究的基础上,开展了矿坑水量质特征、典型污染组分处理等方面的研究。结果表明:宝日希勒矿区位于完整的陈旗煤田水文地质单元内,为波状高平原地貌,第四系底板高于区域地下水位,属于透水不含水地层;白垩系大磨拐河组各含水层之间水力联系不明显,煤层是其主要含水介质;受地质构造及古地理环境控制,宝日希勒矿区的东、南、北三面为隔水边界、西部为补给边界,形成了相对封闭的向斜蓄水构造;首采区东侧为一背斜轴部,且发育1条北北西向正断层(F15),由于含隔水层交错,与二采区之间形成了隔水性能较好天然坝体(坝体宽度>200 m),在首采区西侧建设地下储水库,既能保证二采区内排土场和采坑安全,又可以实现首采区西侧有效储水,储水库容可达119.0×10^(4) m^(3);矿区用水季节性差异较大,冬春季矿坑水富余量为72×10^(4)~81×10^(4) m^(3),矿坑水经混凝沉淀预处理和土壤表层强化处理,将宝日希勒矿坑水中浊度降至水质标准限值,可以实现矿坑水地下储存的量质安全。通过确定安全的地下储水地址,研发科学合理的预处理工艺,实现了宝日希勒矿区矿坑水的有效保护和可持续利用。