矿产资源的开发利用虽然显著促进了区域经济增长,但同时也引发了诸多生态破坏与环境污染问题。其中高潜水位矿区在长期开采过程中面临地表沉降、矿区积水及生态环境退化等复合型环境问题。这些问题不仅威胁矿区安全生产,更通过改变区域水文地质条件和生态系统结构,形成"开采-沉降-生态退化"的恶性循环。在此背景下,建立高时空分辨率的矿区环境监测体系,已成为实现矿产资源开发与生态环境保护协调发展的关键课题。 本研究以潘二矿为例,融合了两种前沿技术方法:时序雷达干涉测量技术(SBAS-InSAR)能够以毫米级精度动态监测矿区地表形变,为矿山环境评估提供了高精度技术支撑,能够有效揭示开采扰动下地表沉降的时空演化规律及其与地下水动态的耦合机制;同时,遥感生态指数(RSEI)通过整合植被覆盖、地表温度、土壤湿度和干度等多维生态参数,构建了矿区生态环境质量的综合评价体系。论文主要结论如下: (1)水准测量和InSAR结果皮尔逊相关系数为0.843(p<0.001),表现出较大的相关性。InSAR对沉陷边界监测优势显著,盆地中心区(下沉量>200mm)存在被低估,MS38点偏差达87%,总的来说INSAR技术可以有效反应研究区沉降变化趋势。2022-2024年潘二矿某工作面开采期间,前两年该工作面存在明显下沉情况,2024年下沉减缓。对于整个区域存在三个下沉盆地,呈放射状影响周边环境。 (2)2022-2024年潘二矿某工作面开采期间,生态环境质量波动明显,2022-2024年RSEI分别为0.613、0.524、0.6。长时序演变分析表明,2013-2024年间RSEI均值呈现“退化-修复-波动”的三阶段特征。空间分布上,生态低值区(RSEI<0.4)集中分布于沉陷水域及居民区。相比之下,未受干扰的耕地保持较高生态质量,RSEI均值超过0.8。 (3)研究区Moran's I指数平均为0.562,表明生态质量呈现中等空间集聚性;变异系数显示中、高波动变化>80%指示区域生态稳定性较差。MK+Sen趋势检验显示,改善区域比例大于退化区域比例,表明该区域表现出改善趋势。并且改善区域主要集中在耕草地,退化区域主要集中在采煤沉陷水域附近,表明煤矿开采对环境带来破坏。 (4)利用层次分析法(AHP)-熵权法的耦合沉陷量、RSEI、NDLI、NBDI和FVC,能够基于采煤沉陷、塌陷水域等角度评价环境风险。最优多元分层地理探测器结果显示,单因子探测中,EVI(q均值为0.890)和FVC(q均值为0.902)具有最高的独立解释力,而沉陷量(SAR)的q均值仅为0.239为最低,验证其单维度作用微弱。而沉陷量与植被指数的交互q值具有最高解释力(>0.93),高解释力表明沉降通过植被破坏提升生态风险。 图[49]表[15]参[110]