專利名稱：一種預防或治理采煤沉陷區水體污染的方法和系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種預防或治理水體污染的方法和系統，尤其涉及一種預防或治理采煤沉陷區水體污染的方法和系統。
背景技術：
采煤沉陷區水域一般為封閉系統，與外界溝通較少，有毒物不易排除，受煤炭粉塵和周圍環境影響較大，隨著煤炭大量開采，沉陷面積大幅增加，并且沉陷區位于采煤區內，煤礦廢水和礦井水排入，在水體附近堆積或淺埋的煤礦廢棄物，經雨水沖淋后的污染物的排入，均會沉陷區的水體環境造成污染，有研究表明，由于上述因素的影響使得大多數采煤沉陷區的水體受有機物的污染嚴重，BOD5, CODcr, TP等指標含量較高，水質狀況趨于富營養化，主要表現為部分沉陷水域透明度較低，溶解氧減少，養殖的魚類大量死亡，并且部分沉陷區水體中含有超標的煤礦重金屬元素，如不采取有效的手段進行預防或治理，上述水體污染會進一步加劇礦區生態環境的惡化。雖然現有技術中已有很多關于預防和治理河流、湖泊的水體的富營養化的報道，例如通過植物修復技術清除水體環境中的污染物，包括通過植物修復技術進行水系調控、水質強化凈化、水體生態修復等。但是非穩沉的采煤沉陷區處于不斷下沉之中，積水區域隨著采煤活動的進行而不斷擴大，是一個特殊的處于不斷的下沉之中的水體環境，因此不能采用單一的生態工程方法對上述水體環境進行預防或治理。如何提供一種方法，可對預防或治理上述處于不斷下沉之中的采煤沉陷區水體的污染，避免整個礦區的地下水環境遭受破壞，緩和整個礦區生態環境的惡化，成為有待解決的問題。
發明內容
本發明提供一種預防或治理采煤沉陷區水體污染的方法，通過將所述沉陷區劃分為非積水區和積水區，在非積水區種植具有攔截流經其表面的污染物能力的植被，在積水區種植能預防或治理該區域水體污染的植被，并隨著沉陷區的不斷下沉，對所述沉陷區重新進行生態區域劃分和植被種種植，使得可有效預防或治理采煤沉陷區水體的污染。本發明還提供一種預防或治理采煤沉陷區水體污染的系統，所述系統采用上述的方法進行采煤沉陷區的生態區域劃分和植被種植，并根據沉陷區的不斷下沉，進行生態區域的重新劃分和植被的重新種植，使得可有效預防或治理采煤沉陷區水體的污染，防止礦區生態環境的進一步惡化。本發明提供的一種預防或治理采煤沉陷區水體污染的方法，包括:1)對采煤沉陷區進行生態區域劃分，將所述采煤沉陷區劃分為非積水區和積水區，2)在所述非積水區上種植對流過其表面的水體中的污染物具有攔截能力的植被，在所述積水區上種植能預防或治理該區域水體污染的植被，3)隨著采煤沉陷區的下沉，重新進行生態區域劃分，然后在重新劃分后的非積水區種植對流過其表面的水體中的污染物具有攔截能力的植被，以及在重新劃分后的積水區上種植能預防或治理該區域水體污染的植被，所述采煤沉陷區是指受采煤活動影響已經下沉的和沒有下沉但具有下沉趨勢的區域。本發明提供的方法中，所述積水區指采煤沉陷區中積水深度在0.2米以上的區域，其余區域為非積水區。本領域技術人員可根據所要預防或治理的沉陷區的不同區域的水體污染指標進行要種植的植被的選擇，這對于本領域技術人員來說是常規的技術，本領域技術人員可根據現有的知識進行適當的選擇，例如，對于種植在非積水區的對流過其表面的水體中的污染物具有攔截能力的植被可以是黑麥草、薔薇和花桃中的一種或多種；種植在積水區的能預防或治理該區域水體污染的植被可以是茭白、水芹、蘆葦、睡蓮和香蒲中的一種或多種。上述植被的種植密度可以根據水體污染的指標進行適當選擇，只要種植的植被能夠預防或治理沉陷區水體的污染即可。在本發明的方案中，所述引起水體富營養化的物質例如可以是N、P等。隨著沉陷區的下沉，當非積水區逐漸轉變為積水區，本領域技術人員可據此進行一次或一次以上生態區域的重新劃分，并在重新劃分后的生態區域上種植相應的植物(可以拔掉或不拔掉原先種植的植被，進行重新種植)，直到非穩沉狀態(不斷下沉狀態)的沉陷區轉變為穩沉狀態(不再下沉的狀態)的沉陷區，并且有效預防或治理了沉陷區水體的污染即可，本領域技術人員可根據所要進行預防或治理的沉陷區水體污染程度不同，以及不 同的預防或治理要求進行適當選擇生態區域重新劃分和植被重新種植的次數。在本發明的一個實施例中，所述水體污染包括水體的富營養化，所述污染物包括引起水體富營養化的物質。進一步的，所述非積水區包括陸地區和斜坡區，所述陸地區指采煤沉陷區中沒有下沉但具有下沉趨勢的區域；所述斜坡區指采煤沉陷區中與地平面成大于5°的傾角(也可以是平均傾角)的非積水區；一般的，認為采煤沉陷區中與地平面成小于或等于5°的傾角(也可以是平均傾角)的非積水區屬于陸地區。更進一步的，所述積水區包括淺水區和深水區，所述淺水區是指水深小于0.5米的積水區，所述深水區是指水深大于0.5米的積水區。本發明提供的一種預防或治理采煤沉陷區水體污染的系統，包括生態區域劃分模塊，植被種植模塊，生態區域重新劃分模塊，植被重新種植模塊，所述生態區域劃分模塊用于對采煤沉陷區進行生態區域劃分，將所述采煤沉陷區劃分為非積水區和積水區；所述植被種植模塊用于在所述非積水區上種植對流過其表面的水體中的污染物具有攔截能力的植被，在所述積水區上種植能預防或治理該區域水體污染的植被；所述生態區域重新劃分模塊用于隨著采煤沉陷區的下沉，重新進行生態區域劃分；所述植被重新種植模塊用于在重新劃分后的非積水區種植對流過其表面的水體中的污染物具有攔截能力的植被，以及在重新劃分后的積水區上種植能預防或治理該區域水體污染的植被；所述采煤沉陷區是指受采煤活動影響已經下沉的和沒有下沉但具有下沉趨勢的區域。本發明提供的一種預防或治理采煤沉陷區水體污染的方法和系統具有以下優點。1、本發明提供的方法和系統通過對采煤沉陷區進行生態區域劃分，通過進行生態區域劃分，在非積水區種植對流過其表面的水體中的污染物具有攔截能力的植被，可有效減少由于雨水等地表徑流沖刷引起的污染物流入積水區，在積水區上種植能預防或治理該區域水體污染的植被，可有效減少積水區已有的污染物的積累。2、本發明提供的方法和系統能夠適應采煤沉陷區不斷下沉的需要，隨著采煤沉陷區的不斷下沉，重新進行生態區域劃分和植被種植，能夠滿足處于不同沉降階段的沉陷區的水體環境的預防或治理需求，使得可有效預防或治理處于不斷下沉之中的采煤沉陷區的水體的污染。
圖1為本發明的一種預防或治理采煤沉陷區水體污染的系統的示意圖。圖2為本發明的采煤沉陷區生態區域劃分示意圖，其中，斜線填充區域為積水區，方塊填充區域為斜坡區，原點填充區域為陸地區。圖3為本發明的采煤沉陷區生態區域植被覆蓋示意圖，其中A為陸地區植被帶，B為斜坡區植被帶，C為淺水區植被帶，D為深水區植被帶，E為水平面。
具體實施例方式以下結合具體實施例來對本發明的確定適于修復重金屬污染土壤的植物種類的系統和系統進行詳細說明。實施例1使用圖1所示的一種預防或治理采煤沉陷區水體污染的系統10對潘集沉陷區的3000平米的采煤沉陷區水體污染進行預防。I)使用一種預防或治理采煤沉陷區水體污染的系統10中的生態區域劃分模塊101對采煤沉陷區進行生態區域劃分，例如:如圖2所示，將采煤沉陷區劃分為非積水區和積水區，非積水區包括陸地區和斜坡區，其中，斜線填充區域為積水區，方塊填充區域為斜坡區，原點填充區域為陸地區。所述陸地區指采煤沉陷區中沒有下沉但具有下沉趨勢的區域，所述斜坡區指采煤沉陷區中與地平面所成的平均傾角大于5°的非積水區，所述積水區指采煤沉陷區內已經形成積水的區域。2)使用鑰銻抗分光光度法和過硫酸鉀氧化紫外分光光度法分別測定積水區中的總磷、總氮含量，并使用溶解氧測定儀測定水體中的溶解氧量，結果如表I所示。表I
權利要求
1.一種預防或治理采煤沉陷區水體污染方法，包括: 1)對采煤沉陷區進行生態區域劃分，將所述采煤沉陷區劃分為非積水區和積水區； 2)在所述非積水區上種植對流過其表面的水體中的污染物具有攔截能力的植被，在所述積水區上種植能預防或治理該區域水體污染的植被； 3)隨著采煤沉陷區的下沉，重新進行生態區域劃分，然后在重新劃分后的非積水區種植對流過其表面的水體中的污染物具有攔截能力的植被，以及在重新劃分后的積水區上種植能預防或治理該區域水體污染的植被； 所述采煤沉陷區是指受采煤活動影響已經下沉的和沒有下沉但具有下沉趨勢的區域。
2.根據權利要求1所述的方法，所述水體污染包括水體的富營養化，所述污染物包括引起水體富營養化的物質。
3.根據權利要求1所述的方法，所述非積水區包括陸地區和斜坡區，所述陸地區指采煤沉陷區中沒有下沉但具有下沉趨勢的區域。
4.根據權利要求3所述的方法，所述斜坡區指采煤沉陷區中與地平面成大于5°的傾角的非積水區。
5.根據權利要求1-4任一項所述的方法，所述積水區包括淺水區和深水區，所述淺水區是指水深小于0.5米的積水區，所述深 水區是指水深大于0.5米的積水區。
6.一種預防或治理采煤沉陷區水體污染的系統，包括生態區域劃分模塊，植被種植模塊，生態區域重新劃分模塊，植被重新種植模塊， 所述生態區域劃分模塊用于對采煤沉陷區進行生態區域劃分，將所述采煤沉陷區劃分為非積水區和積水區； 所述植被種植模塊用于在所述非積水區上種植對流過其表面的水體中的污染物具有攔截能力的植被，在所述積水區上種植能預防或治理該區域水體污染的植被； 所述生態區域重新劃分模塊用于隨著采煤沉陷區的下沉，重新進行生態區域劃分； 所述植被重新種植模塊用于在重新劃分后的非積水區種植對流過其表面的水體中的污染物具有攔截能力的植被，以及在重新劃分后的積水區上種植能預防或治理該區域水體污染的植被； 所述采煤沉陷區是指受采煤活動影響已經下沉的和沒有下沉但具有下沉趨勢的區域。
7.根據權利要求6所述的系統，所述水體污染包括水體的富營養化，所述污染物包括引起水體富營養化的物質。
8.根據權利要求6所述的系統，所述非積水區包括陸地區和斜坡區，所述陸地區指采煤沉陷區中沒有下沉但具有下沉趨勢的區域。
9.根據權利要求8所述的系統，所述斜坡區指采煤沉陷區中與地平面所成的平均傾角大于5°的非積水區。
10.根據權利要求6-9任一項所述的系統，所述積水區包括淺水區和深水區，所述淺水區是指水深小于0.5米的積水區，所述深水區是指水深大于0.5米的積水區。
全文摘要
本發明提供一種預防或治理采煤沉陷區水體污染的方法和系統，所述方法包括對采煤沉陷區進行生態區域劃分，將所述采煤沉陷區劃分為非積水區和積水區，在所述非積水區上種植對流過其表面的水體中的污染物具有攔截能力的植被，在所述積水區上種植能預防或治理該區域水體污染的植被，隨著采煤沉陷區的下沉，重新進行生態區域劃分，然后在重新劃分后的非積水區種植，以及在重新劃分后的積水區上種植相應的植被，所述采煤沉陷區是指受采煤活動影響已經下沉的和沒有下沉但具有下沉趨勢的區域。本發明提供的方法的系統能夠滿足處于不同沉降階段的沉陷區的水體環境的預防或治理需求，使得處于不斷下沉之中的受損水體環境得到有效預防或治理。
文檔編號C02F3/32GK103145248SQ20111040308
公開日2013年6月12日 申請日期2011年12月7日 優先權日2011年12月7日
發明者李守勤, 高良敏, 陳永春, 陳萍, 姚多喜, 鄭永紅, 張治國, 劉錦, 謝毫 申請人:淮南礦業(集團)有限責任公司, 安徽理工大學, 煤礦生態環境保護國家工程實驗室