淮南采煤沉陷區(qū)非飽和帶水分運移試驗及形成機理研究——以潘一礦為例.pdf

1、非飽和帶是地下水與大氣圈、地表水圈聯(lián)系的必經(jīng)途徑，也是自然界中水循環(huán)系統(tǒng)的一個重要組成部分。但在礦山開采過程中由于沉陷過程產(chǎn)生的裂縫帶不僅破壞了非飽和帶的土壤結(jié)構(gòu)，還引起土壤水力參數(shù)改變，從而影響著土壤水分運移過程。因此，開展采煤沉陷區(qū)非飽和帶水分運移規(guī)律研究，為沉陷區(qū)生態(tài)修復(fù)與土地復(fù)墾提供一定的參考。論文在查閱了國內(nèi)外土壤水分運動理論和采煤沉陷機理分析的基礎(chǔ)上，以淮南市潘一礦采煤沉陷區(qū)為研究對象，通過野外取樣測定、室內(nèi)模擬試驗以及野外

2、原位試驗對采煤沉陷區(qū)非飽和帶水分運移及形成機理進行了研究，得到主要結(jié)論如下:
　　1.野外取樣測定相關(guān)參數(shù)，分析表明沉陷裂縫對非飽和帶水分特征曲線和非飽和導(dǎo)水率產(chǎn)生重要影響。并與非沉陷區(qū)相比，沉陷裂縫導(dǎo)致水分特征曲線斜率減小、進氣值減小;土壤非飽和導(dǎo)水率降低，導(dǎo)致土壤更易釋水，且導(dǎo)水能力下降。
　　2.沉陷作用導(dǎo)致沉陷區(qū)地勢低洼，易形成匯水區(qū)，使得沉陷區(qū)非飽和帶含水量總體上高于非沉陷區(qū)。并且垂向上發(fā)育的裂縫具有導(dǎo)水作用，有利

3、于對地下水的有效補給。同時在降雨、蒸發(fā)、地下水位變化情況下，沉陷區(qū)非飽和帶水分發(fā)生不同的改變。
　　3.室內(nèi)模擬試驗分析，在二維模型研究中，由于沉陷作用導(dǎo)致土壤含水率降低。在一維模型研究中，設(shè)計兩種不同的土質(zhì)類型在沉陷條件下發(fā)育的裂隙存在差異，使得土壤表現(xiàn)不同的入滲能力。在沉陷作用下，砂性土壤產(chǎn)生的裂隙要比在粘性土壤多，在降雨條件下增大了地下水位的有效補給，蒸發(fā)條件下減小了土壤含水量。
　　4.非飽和帶土壤水分運移機理的數(shù)值