西部典型煤矿区采动水文生态效应及修复途径
王皓1
王强民1
董书宁1
王晓东1
葛光荣2
张溪彧1
曹书苗3
张全2
1.中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西西安 710077;煤矿灾害防控全国重点实验室,陕西西安 710077;陕西省"四主体一联合"黄河流域中段矿区(煤矿)生态环境保护与修复校企联合研究中心,陕西西安 7100772.中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西西安 710077;陕西省"四主体一联合"黄河流域中段矿区(煤矿)生态环境保护与修复校企联合研究中心,陕西西安 7100773.西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室,陕西西安 710054
摘要：西部干旱半干旱矿区已成为保障我国能源战略安全的重要煤炭生产基地,但大规模高强度煤炭开发诱发了一系列的水资源和生态环境问题,以水文视角解析生态问题,系统揭示煤炭开采引发的水文生态效应,并以水为基提出矿区受损水文生态的修复途径.研究结果表明:采煤塌陷地裂缝加速了降水入渗和蒸发过程,裂缝附近区域土壤含水率形成"漏斗区";典型煤矿煤层开采导水裂隙带局部直接沟通松散含水层,地下水流场和资源量较采前发生较大变化,最大水位降深超14 m,平均水位降深超5m,地下水负均衡差超2 5 00×104 m3/a,地下水位下降导致河流径流量的衰减量逐渐增加,最大可达172×104m3/a,在地下水位埋深小于5 m区域,地下水位下降大幅降低了植被的生态耗水量.针对水资源量短缺、生态水位降低、土壤保水性差、植被用水效率不高等现状,提出了针对性的受损水文生态修复技术途径:矿井水适度净化技术,该技术具有较宽的脱盐率区间,在面向生态的矿井水适度处理方面更具优势,处理后的矿井水可为水文生态修复提供合格水源;矿井水浅层回灌生态补水技术,研究区矿井涌水量较大、矿井水水质较好、第四系松散含水层储水空间可观,实施矿井水浅层回灌可抬升矿区不断下降的生态水位;矿区损伤土壤重构技术,在植被根系土壤层下衬垫隔水土层,可明显提升塌陷区土壤水分和植被耗水量;微生物修复技术,适宜的接菌处理可以扩大根系对土壤水分和养分的吸收范围和面积,调节与光合作用、糖代谢、谷胱甘肽代谢和Ca2+信号转导相关的基因的表达,提高植被的用水效能和抗旱性.文章研究成果为干旱半干旱矿区的水资源保护和生态环境修复提供科学依据和技术支撑.
关键词：干旱半干旱区煤层开采地下水水文生态效应修复技术
分类号：TD167(矿山地质与测量)TD74(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFF1306002)天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项重点资助项目(2022-2-TD-ZD005)陕西省创新能力支撑计划资助项目(2024RS-CXTD-44)
论文发表日期：2025-01-27
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 610-622 )
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