面向生态的矿区地下水位阈限研究

论文摘要

分布在干旱半干旱地区的植被,由于降水不足以维持其长期生存,需要地下水提供部分或全部水源,因而对地下水有一定的依赖性。煤层开采破坏含水层后地下水位会大幅降落,这在一定程度上会给依赖地下水植被造成水分胁迫,进而控制生态系统演化过程。针对榆神矿区煤层开采引起地下水位变化的基本特征,提出了生态安全约束下矿区地下水位控制阈值的确定方法。研究表明,植物根系与地下水毛细上升带保持接触时,植物就可以吸收利用地下水,因此本文将最大毛细上升高度与根系长度之和作为植被利用地下水的最大临界埋深。在毛管流理论指导下,以颗粒排列方式与孔隙直径大小的关系建立了最大毛细上升高度计算公式,并给出了通过颗粒级配曲线确定最大毛细上升高度的方法。据此计算的毛乌素风积沙最大毛细上升高度的取值区间为0.7～2.0 m,进一步确定了榆神矿区生态安全约束下的矿区水位控制下限为4.0 m。在此基础上,以2016年地下水流场基准,以水位埋深4.0 m为界将榆神矿区划分为生态约束区和无约束区。水位埋深小于4.0 m的区域植被对地下水依赖程度高,属于生态约束区,煤层开采造成地下水位下降极易使植被遭受水分胁迫,因而是矿区生态环境保护的重点。研究成果阐明了榆神矿区生态环境及地下水位对煤层开发的限制条件,为进一步推进保水采煤技术的发展奠定了理论基础。

论文目录

• 1 原理与方法
• 2 结果
•   2.1 土壤颗粒级配
•   2.2 植被根系
•   2.3 水位阈限
• 3 讨论
•   3.1 毛细上升高度
•   3.2 地下水位与植被水分胁迫
•   3.3 榆神矿区生态约束分区
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 马雄德,黄金廷,李吉祥,宁世雄

关键词: 榆神矿区,面向生态,最大毛细高度,水位阈值,保水采煤

来源: 煤炭学报 2019年03期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,基础科学

专业: 地质学,矿业工程,环境科学与资源利用

单位: 长安大学环境科学与工程学院,长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室,中国地质调查局西安地质调查中心,西安科技大学地质与环境学院

基金: 国家自然科学基金资助项目(41672250)

分类号: P641.4;X322

DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.6050

页码: 675-680

总页数: 6

文件大小: 224K

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