本發(fā)明涉及采煤塌陷地改造，尤其涉及一種基于高潛水位采煤塌陷地的種養(yǎng)兩用農(nóng)田構(gòu)建方法。

背景技術(shù)：

1、我國華東地區(qū)潛水位高，在地下采礦沉陷后，通常形成季節(jié)性或永久性積水區(qū)，導(dǎo)致農(nóng)田減產(chǎn)或絕產(chǎn)，降低農(nóng)民收入。為改善生態(tài)環(huán)境，保障農(nóng)民權(quán)益，亟待開展生態(tài)修復(fù)。針對(duì)高潛水位采煤塌陷農(nóng)田的生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要有兩種，一種是通過挖深墊淺技術(shù)將高潛水位采煤塌陷農(nóng)田改造為水域，用于發(fā)展光伏、養(yǎng)殖、濕地旅游等產(chǎn)業(yè)；另一種是利用矸石、建筑材料、客土、粉煤灰實(shí)施充填復(fù)墾，將高潛水位采煤塌陷地農(nóng)田復(fù)原，仍然用于農(nóng)業(yè)種植。

2、然而，現(xiàn)有的采煤塌陷區(qū)生態(tài)修復(fù)方法也存在著以下缺陷或不足：

3、當(dāng)使用充填式復(fù)墾技術(shù)時(shí)，充填物料少、成本高，充填復(fù)墾后農(nóng)田與開采沉陷前農(nóng)田相比，生產(chǎn)能力不能顯著提升，甚至?xí)陆?，?dǎo)致充填復(fù)墾投入大、效益低，生態(tài)修復(fù)動(dòng)力不足；

4、當(dāng)使用挖深墊淺式技術(shù)將塌陷地改造為水域時(shí)，雖然通過引入光伏、養(yǎng)殖、旅游等產(chǎn)業(yè)可以提升效益，但原有農(nóng)田沉陷積水后的土地用途性質(zhì)仍然為耕地，甚至是永久基本農(nóng)田。根據(jù)國家嚴(yán)格的耕地?cái)?shù)量和質(zhì)量保護(hù)政策，這些沉陷積水的農(nóng)田難以變更用途，因而無法實(shí)施挖深墊淺式水域改造工程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種基于高潛水位采煤塌陷地的種養(yǎng)兩用農(nóng)田構(gòu)建方法，用于修復(fù)高潛水位采煤塌陷區(qū)，提升其經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益，具體技術(shù)方案如下：

2、一種基于高潛水位采煤塌陷地的種養(yǎng)兩用農(nóng)田構(gòu)建方法，包括以下步驟：

3、s1，將高潛水位采煤塌陷地劃分為改造區(qū)和常年積水區(qū)，所述改造區(qū)包括非積水區(qū)和季節(jié)性積水區(qū)；

4、s2，在所述改造區(qū)內(nèi)設(shè)置第一功能區(qū)，并在所述第一功能區(qū)上覆蓋設(shè)置地面傾角調(diào)節(jié)層、毛管水阻斷層、表土層；

5、s3，在所述第一功能區(qū)表面下坡位設(shè)置第二功能區(qū)，所述第二功能區(qū)用于控制對(duì)應(yīng)第一功能區(qū)的潛水位；

6、s4，在所述改造區(qū)內(nèi)，沿地面傾向方向開設(shè)溝通水道，所述溝通水道指向所述常年積水區(qū)，并與所述常年積水區(qū)溝通連接；

7、進(jìn)一步的，所述地面傾角調(diào)節(jié)層將所述第一功能區(qū)的地面傾角調(diào)整為1-3°，傾向指向所述常年積水區(qū)；所述毛管水阻斷層填充物設(shè)置為碎秸稈，其高度設(shè)置為15cm-25cm。

8、進(jìn)一步的，設(shè)置所述第一功能區(qū)地面標(biāo)高大于塌陷地潛水位標(biāo)高與土壤毛管上升高度之和，計(jì)算公式如下：

9、h＝[h0+w×(tanα-tanβ)]

10、并且，

11、h≥(he+hs)

12、式中，h為第一功能區(qū)標(biāo)高；h0為塌陷地標(biāo)高；w為第一功能區(qū)寬度；α為塌陷地傾角；β為第一功能區(qū)傾角；he為塌陷地潛水位標(biāo)高；hs為土壤毛管上升高度。

13、進(jìn)一步的，所述第一功能區(qū)設(shè)置為長(zhǎng)方形，其短邊垂直于所述改造區(qū)的地形等高線。

14、進(jìn)一步的，所述第一功能區(qū)的邊緣設(shè)置田埂，所述田埂包圍所述第一功能區(qū)。

15、進(jìn)一步的，所述第二功能區(qū)在田埂內(nèi)側(cè)沿所述第一功能區(qū)邊緣呈u型溝開設(shè)，所述第二功能區(qū)的寬度設(shè)置為3m-5m，與垂直面呈3-5°傾角，傾向指向所述常年積水區(qū)。

16、進(jìn)一步的，所述溝通水道開設(shè)在所述第一功能區(qū)的田埂外側(cè)，并與所述第一功能區(qū)通過埋設(shè)管道溝通連接；所述溝通水道的寬度設(shè)置為3m-5m，其底部高程小于塌陷地常年水位。

17、進(jìn)一步的，若塌陷地潛水位標(biāo)高小于所述改造區(qū)地面標(biāo)高與土壤毛管上升高度之差時(shí)，所述改造區(qū)可作為作物種植場(chǎng)；

18、所述改造區(qū)作為養(yǎng)殖場(chǎng)時(shí)，可用于水禽/水產(chǎn)養(yǎng)殖；所述第一功能區(qū)作為養(yǎng)殖動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，所述第二功能區(qū)儲(chǔ)水后作為水池并套養(yǎng)水產(chǎn)，所述潛水寬井用于提供飲用水；

19、所述改造區(qū)作為作物種植場(chǎng)時(shí)，可用于種植作物；所述第一功能區(qū)作為種植場(chǎng)，所述第二功能區(qū)作為水位控制器并套養(yǎng)水產(chǎn)，所述潛水寬井用于灌溉。

20、進(jìn)一步的，所述第二功能區(qū)的面積≦第一功能區(qū)總面積的10％。

21、進(jìn)一步的，所述潛水寬井設(shè)置在所述第一功能區(qū)上坡位，其直徑設(shè)置為3m-8m，其深度設(shè)置為5m-10m。

22、基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明具備以下有益效果：

23、1、在采煤塌陷地設(shè)置出第一功能區(qū)和第二功能區(qū)，通過第二功能區(qū)控制塌陷地的非常年積水區(qū)的水位，同時(shí)第一功能區(qū)還設(shè)置了毛管水阻斷層，能夠有效阻斷塌陷地高鹽土壤中的毛管水上升，提高表土層脫鹽率，防止農(nóng)田鹽漬化，避免土壤鹽漬化對(duì)高潛水位塌陷地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的限制。

24、2、利用高潛水位采煤塌陷地潛水位高的特點(diǎn)，開挖潛水寬井汲取潛水，潛水經(jīng)過自然土層過濾后，水質(zhì)優(yōu)于塌陷地開敞水面水質(zhì)，可用于動(dòng)物飲用水、農(nóng)作物育苗用水等；而開設(shè)的溝通水道則確保了改造區(qū)與塌陷地常年積水區(qū)之間的地表水力聯(lián)系，避免遠(yuǎn)距離抽水，節(jié)約抽水成本。

25、3、本發(fā)明依據(jù)采煤塌陷地具有3-8°斜坡地勢(shì)的特點(diǎn)，在改造區(qū)整理時(shí)，第二功能區(qū)保留3-5°傾角，底部形成深淺結(jié)合的地勢(shì)，有利于養(yǎng)殖不同類型魚蝦；第一功能區(qū)保留1-3°傾角，有利于種植灌溉或養(yǎng)殖動(dòng)物糞便沖洗。

26、4、通過實(shí)施本發(fā)明的方法，對(duì)塌陷地的非積水區(qū)、季節(jié)性積水區(qū)進(jìn)行改造，第一功能區(qū)的地面與水面的面積比例符合國家要求，改造后的第一功能區(qū)可認(rèn)定為耕地。相對(duì)于傳統(tǒng)的挖深墊淺式技術(shù)將塌陷地改造為水域，本發(fā)明中的方法可以確保土地用途性質(zhì)不變，完成礦區(qū)耕地復(fù)墾要求。

27、5、通過實(shí)施本發(fā)明的方法，塌陷地可靈活調(diào)整使用方式，產(chǎn)生養(yǎng)殖和種植雙重效益，相對(duì)于傳統(tǒng)的充填式農(nóng)田復(fù)墾技術(shù)，本發(fā)明記載的方法能夠避免大規(guī)模挖深墊淺，具有成本低的優(yōu)勢(shì)，可顯著提高經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。

技術(shù)特征：

1.一種基于高潛水位采煤塌陷地的種養(yǎng)兩用農(nóng)田構(gòu)建方法，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高潛水位采煤塌陷地的種養(yǎng)兩用農(nóng)田構(gòu)建方法，其特征在于：所述地面傾角調(diào)節(jié)層將所述第一功能區(qū)的地面傾角調(diào)整為1-3°，傾向指向所述常年積水區(qū)；所述毛管水阻斷層填充物設(shè)置為碎秸稈，其高度設(shè)置為15cm-25cm。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于高潛水位采煤塌陷地的種養(yǎng)兩用農(nóng)田構(gòu)建方法，其特征在于：設(shè)置所述第一功能區(qū)地面標(biāo)高大于塌陷地潛水位標(biāo)高與土壤毛管上升高度之和，計(jì)算公式如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高潛水位采煤塌陷地的種養(yǎng)兩用農(nóng)田構(gòu)建方法，其特征在于：所述第一功能區(qū)設(shè)置為長(zhǎng)方形，其短邊垂直于所述改造區(qū)的地形等高線。

5.根據(jù)權(quán)利要求1任一項(xiàng)所述的一種基于高潛水位采煤塌陷地的種養(yǎng)兩用農(nóng)田構(gòu)建方法，其特征在于：所述第一功能區(qū)的邊緣設(shè)置田埂，所述田埂包圍所述第一功能區(qū)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于高潛水位采煤塌陷地的種養(yǎng)兩用農(nóng)田構(gòu)建方法，其特征在于：所述第二功能區(qū)在田埂內(nèi)側(cè)沿所述第一功能區(qū)邊緣呈u型溝開設(shè)，所述第二功能區(qū)的寬度設(shè)置為3m-5m，與垂直面呈3-5°傾角，傾向指向所述常年積水區(qū)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于高潛水位采煤塌陷地的種養(yǎng)兩用農(nóng)田構(gòu)建方法，其特征在于：所述溝通水道開設(shè)在所述第一功能區(qū)的田埂外側(cè)，并與所述第一功能區(qū)通過埋設(shè)管道溝通連接；所述溝通水道的寬度設(shè)置為3m-5m，其底部高程小于塌陷地常年水位。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的一種基于高潛水位采煤塌陷地的種養(yǎng)兩用農(nóng)田構(gòu)建方法，其特征在于：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于高潛水位采煤塌陷地的種養(yǎng)兩用農(nóng)田構(gòu)建方法，其特征在于：所述第二功能區(qū)的面積≦第一功能區(qū)總面積的10％。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于高潛水位采煤塌陷地的種養(yǎng)兩用農(nóng)田構(gòu)建方法，其特征在于：所述潛水寬井設(shè)置在所述第一功能區(qū)上坡位，其直徑設(shè)置為3m-8m，其深度設(shè)置為5m-10m。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種基于高潛水位采煤塌陷地的種養(yǎng)兩用農(nóng)田構(gòu)建方法，包括以下步驟：S1，將高潛水位采煤塌陷地劃分為改造區(qū)和常年積水區(qū)，改造區(qū)包括非積水區(qū)和季節(jié)性積水區(qū)；S2，在改造區(qū)內(nèi)設(shè)置第一功能區(qū)，并在第一功能區(qū)上覆蓋設(shè)置地面傾角調(diào)節(jié)層、毛管水阻斷層、表土層；S3，在第一功能區(qū)表面下坡位設(shè)置第二功能區(qū)，第二功能區(qū)用于控制對(duì)應(yīng)第一功能區(qū)的潛水位；S4，在改造區(qū)內(nèi)，沿地面傾向方向開設(shè)溝通水道，溝通水道指向常年積水區(qū)，并與常年積水區(qū)溝通連接；S5，在第一功能區(qū)內(nèi)開設(shè)潛水寬井，用于汲取潛水。本發(fā)明記載的方法，塌陷地可靈活調(diào)整使用方式，產(chǎn)生養(yǎng)殖和種植雙重效益，具有成本低的優(yōu)勢(shì)，可顯著提高經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。

技術(shù)研發(fā)人員：楊永均,田梓仟,卞正富,嚴(yán)杭佳,雷少剛,王靜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國礦業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8