水文融合的草原露天矿内排土场地貌重塑优化

草原露天煤矿内排土场地貌受采-排-复活动中塑形方式与土方量等因素影响,面临景观破碎、水土流失等生态环境问题.在现有工艺与团队已有成果上,为进一步实现矿区重塑地貌与周边水文相融,构建基于水文保留曲面(HPCS)的采复子区划定优化模型,以新疆黑山露天矿内排土场为例,构建优化后的HPCS下近自然设计地貌(MNNDL_HPCS)为实验组,NNDL_HPCS、原始自然地貌(PNL)和传统设计地貌(TDL)3者为对照组,结合空间叠加分析与地貌演化模拟技术,评价MNNDL_HPCS在水文融合、土方调配与土壤抗水蚀 3方面的优化效果.结果表明:① 采复子区划定上,MNNDL_HPCS内除开采子区位置划定调整外,其余区域位置保持不变;② 水文融合上,以PNL为基准,MNNDL_HPCS视觉效果最优,并在水文沟道空间重叠率和水文融合率指标上,分别较NNDL_HPCS与TDL高 52.84%和 7.04%,与 66.66%和 18.11%;③ 土方调配上,MNNDL_HPCS土方平均运距较NNDL_HPCS缩减约 0.98 m/m3,较TDL高约 4.93%,土方运移成本较优化前略有降低;④ 土壤抗水蚀能力上,MNNDL_HPCS较PNL、NNDL_HPCS和TDL的 10年可分别减少约 31.65%、56.86%和 80.59%的土壤水蚀总量,其中平均坡度缓和(0.28°)是MNNDL_HPCS土壤抗水蚀优于PNL的主因,其通过HPCS模型内坡度缓和优化模块实现.研究成果可助于恢复研究矿区内原径流通道和原地貌与景观,提高矿区生态修复稳定性.