不同沉陷应力区土壤水分和溶质运移的模拟试验

摘要：

中国山西-陕西-内蒙古交界地开采沉陷对地表土壤扰动强烈,引起地表生态损伤.为了揭示开采沉陷对土壤水盐运移的影响机制,通过建立土壤沉陷物理模型,利用沉陷剖面不同应力区土壤容重数据建立HYDRUS-2D水盐模型,研究土壤蒸发过程中,土壤水分、总盐分、不同溶质离子在不同沉陷应力区随土壤深度和运移时间的变化规律.结果表明:(1)0～40 cm深度,沉陷拉张作用显著增强土壤蒸发作用,造成挤压区土壤含水率显著大于拉张区,土壤含水率随时间变化曲线呈现典型的蒸发过程"三阶段"模式.(2)沉陷组各应力区土壤总含盐量不但随深度呈现强烈变异,具体表现为20～40 cm、60～80 cm土壤总含盐量相对积聚;而且右侧拉张区总含盐量积聚深度有向下迁移的趋势.(3)沉陷拉张区Ca2+、SO42-、Mg2+、Cl-离子积聚浓度大于挤压区.Ca2+、SO42-、CO32-土壤离子浓度随深度呈单峰积聚,沉陷拉张区积聚深度均显著下移.(4)HYDRUS-2D水盐模型可以较好地模拟开采沉陷土壤剖面中的土壤水盐运移.土壤含盐量、含水率的实测值与模拟值率定结果为平均相对误差(ME)≤0.5,均方根误差(RMSE)≤0.5,决定系数(R2)>0.95,模拟精度满足试验要求.研究结果可为科学开展开采沉陷区生态修复工程、提高生态自修复能力提供重要理论依据.

关键词：开采沉陷、土壤水分运移、土壤溶质运移、HYDRUS-2D

所属期刊栏目：46

分类号：S152.7;S275.6;P641.2

资助基金：煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放课题;鄂尔多斯市科技计划

在线出版日期：2023-10-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1481-1492