一种用于动态采煤沉陷水域水生态环境质量评价方法

本发明属于环境质量评价相关，具体涉及一种用于动态采煤沉陷水域水生态环境质量评价方法。

背景技术：

1、生态环境质量评价方法，是指通过物理化学和生物完整性指标，描述淡水生态系统的组成、结构和功能的稳定性、弹性和可持续性状态的方法。

2、目前,国内外现行的水质评价方法主要分为单因子指数法、内梅罗污染指数法、灰色评价法、模糊综合评价法和综合污染指数法等,评价方法种类众多,且各有特点。单因子指数法以最差水质指标所属类别作为综合水质类别,易造成对水体过保护,在一定程度上不能客观反映整体水质状况。

3、传统的综合污染指数法虽然是目前国内外比较常用的水质评价方法,且能够直观判断综合水质是否达到功能区目标,但是该方法不能判断综合水质类别,且仅采用单因子水质指标的算术平均作为权重,并不能反映指标的信息量权重。《水生态系统环境质量综合评价方法》通过物理化学和生物完整性指标得到营养盐指数、栖息地质量、浮游植物指数、微生物指数、鱼类指数对淡水水质进行综合评价。但是采煤沉陷区水体生态系统营养结构和矿区生态环境相互影响，矿区水质环境受煤层地质、周围农业活动、人为干扰和自然环境的影响，水质演变复杂。受采矿活动影响，矿区内塌陷水体的生态环境、水质变化情况及生境状况均有别于其他水体。所以在对采煤沉陷水域水生态环境质量进行综合评价时必须考虑采煤工作面开采进程对沉陷水域的影响。

4、现有技术中对沉陷全过程中水环境、水生生物、水生生境的综合评价不够全面，不利于有效的监督预警沉陷区水生态环境质量变化情况。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于动态采煤沉陷水域水生态环境质量评价方法，以解决上述背景技术中提出现有技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、本发明提出一种用于动态采煤沉陷水域水生态环境质量评价方法，包括：搜集研究区工作面开采计划，并调查其地下水、地表土地利用现状、水系水文、污染源；及根据井下工作面的推进进程，确定水环境、水生生物、水生生境的评价指标，开展沉陷全过程中水环境、水生生物、水生生境调查；设置水环境、水生生境和水生生物评价标准阈值，计算水环境指数、生境指数、生物完整性指数；确定水环境、水生生境和水生生物权重值，计算水生态环境质量综合指数，将水生态环境质量标准划分优秀、良好、轻度污染、中度污染和重度污染五个等级；绘制沉陷全过程中沉陷水域的水生态质量变化趋势图。

4、进一步的，所述研究区工作面开采计划包括开采煤量及范围、开采技术现状、采空区管理及矿震等可能影响塌陷区的情况。

5、进一步的，所述地下水的调查包括矿井涌水量、矿井主要含水层地下水质资料、煤层开采对含水层的影响情况和矿井水水质变化情况。

6、进一步的，所述地表土地利用现状的调查包括塌陷前土地情况、土壤类型、土地利用状况。

7、进一步的，所述水系水文的调查包括调查塌陷前周边重要的地表水系，包括河流流量、流向、水质情况。

8、进一步的，所述污染源的调查包括工业污染源调查、农业污染源调查及生活污染源调查。

9、进一步的，所述水生生物包括底栖动物、浮游植物和浮游动物，对底栖动物、浮游植物和浮游动物进行评价，得出bmwp分值、chandler生物指数、shannon-wienner指数、藻类污染指数和ibi指数并赋分。

10、进一步的，所述水生生境包括基质组成、植被多样性、大型水生植物、河岸稳定性、水质状况、沉陷状态、人类活动强度、水量情况、河岸土地利用类型和栖息环境复杂程度，并进行具体情况进行细化分类，对每一种情况进行打分，最后将分数进行累加得到生境质量总分并赋分。

11、进一步的，所述水环境的指标包括ph、do、电导率、cod、tp、tn、重金属、挥发性和半挥发性有机物和其他类别污染物质，其具体数值根据相应标准进行评价因子的阈值及水质等级的划分，对沉陷区水质进行赋分。

12、进一步的，所述设置水环境、水生生境和水生生物评价标准阈值，计算水环境指数、生境指数、生物完整性指数，包括：

13、将水环境指数、水生生境指数和水生生物指数加权求和计算水生态环境质量综合指数，其中，水环境指数、水生生境指数和水生生物指数的推荐权重是0.2、0.3、0.5用于加权计算，得分按如下公式计算：

14、

15、式中，wqi为水和环境质量综合指数，xi为赋分值，wi为各评价要素权重。

16、本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种用于动态采煤沉陷水域水生态环境质量评价方法，与现有技术相比，具有以下优点：

17、本发明通过搜集研究区工作面开采计划，并调查其地下水、地表土地利用现状、水系水文、污染源；根据井下工作面的推进进程，确定水环境、水生生物、水生生境的评价指标，开展沉陷全过程中水环境、水生生物、水生生境调查；设置水环境、水生生境和水生生物评价标准阈值，计算水环境指数、生境指数、生物完整性指数；确定水环境、水生生境和水生生物权重值，计算水生态环境质量综合指数，将水生态环境质量标准划分优秀、良好、轻度污染、中度污染和重度污染五个等级；绘制沉陷全过程中沉陷水域的水生态质量变化趋势图，通过结合采煤工作面开采情况对沉陷水域水生态环境质量进行评价，结合水环境质量、水生生境质量和水生生物质量对采煤沉陷水域进行综合评价，依据采煤沉陷水域水环境质量、水生生境质量和水生生物的动态变化进行全过程综合评价并绘制沉陷全过程中沉陷水域的水生态质量变化趋势图，可以有效地了解采煤沉陷水域水生态环境质量的真实情况及其变化规律。

技术特征：

1.一种用于动态采煤沉陷水域水生态环境质量评价方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于动态采煤沉陷水域水生态环境质量评价方法，其特征在于，所述研究区工作面开采计划包括开采煤量及范围、开采技术现状、采空区管理及矿震等可能影响塌陷区的情况。

3.根据权利要求2所述的一种用于动态采煤沉陷水域水生态环境质量评价方法，其特征在于，所述地下水的调查包括矿井涌水量、矿井主要含水层地下水质资料、煤层开采对含水层的影响情况和矿井水水质变化情况。

4.根据权利要求3所述的一种用于动态采煤沉陷水域水生态环境质量评价方法，其特征在于，所述地表土地利用现状的调查包括塌陷前土地情况、土壤类型、土地利用状况。

5.根据权利要求4所述的一种用于动态采煤沉陷水域水生态环境质量评价方法，其特征在于，所述水系水文的调查包括调查塌陷前周边重要的地表水系，包括河流流量、流向、水质情况。

6.根据权利要求5所述的一种用于动态采煤沉陷水域水生态环境质量评价方法，其特征在于，所述污染源的调查包括工业污染源调查、农业污染源调查及生活污染源调查。

7.根据权利要求1所述的一种用于动态采煤沉陷水域水生态环境质量评价方法，其特征在于，所述水生生物包括底栖动物、浮游植物和浮游动物，对底栖动物、浮游植物和浮游动物进行评价，得出bmwp分值、chandler生物指数、shannon-wienner指数、藻类污染指数和ibi指数并赋分。

8.根据权利要求7所述的一种用于动态采煤沉陷水域水生态环境质量评价方法，其特征在于，所述水生生境包括基质组成、植被多样性、大型水生植物、河岸稳定性、水质状况、沉陷状态、人类活动强度、水量情况、河岸土地利用类型和栖息环境复杂程度，并进行具体情况进行细化分类，对每一种情况进行打分，最后将分数进行累加得到生境质量总分并赋分。

9.根据权利要求8所述的一种用于动态采煤沉陷水域水生态环境质量评价方法，其特征在于，所述水环境的指标包括ph、do、电导率、cod、tp、tn、重金属、挥发性和半挥发性有机物和其他类别污染物质，其具体数值根据相应标准进行评价因子的阈值及水质等级的划分，对沉陷区水质进行赋分。

10.根据权利要求9所述的一种用于动态采煤沉陷水域水生态环境质量评价方法，其特征在于，所述设置水环境、水生生境和水生生物评价标准阈值，计算水环境指数、生境指数、生物完整性指数，包括：

技术总结
本发明属于环境质量评价相关技术领域，具体涉及一种用于动态采煤沉陷水域水生态环境质量评价方法，通过搜集研究区工作面开采计划；根据井下工作面的推进进程，开展沉陷全过程中水环境、水生生物、水生生境调查；设置水环境、水生生境和水生生物评价标准阈值；确定水环境、水生生境和水生生物权重值；绘制沉陷全过程中沉陷水域的水生态质量变化趋势图，通过结合采煤工作面开采情况对沉陷水域水生态环境质量进行评价，结合水环境质量、水生生境质量和水生生物质量对采煤沉陷水域进行综合评价，可以有效地了解采煤沉陷水域水生态环境质量的真实情况及其变化规律。

技术研发人员：范廷玉,万亿,方王凯,马腾龙,陈迎香,路啊康,徐良骥,王顺,王兴明
受保护的技术使用者：安徽理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15