论文部分内容阅读
地下采煤导致的地表下沉变形直接对地表土壤物理性质产生影响,引起地表动植物生境的扰动、加剧土壤侵蚀现象,造成生态环境的恶化。神东矿区具有井工采煤强度大、生态环境脆弱等特点,其属于黄土——荒漠过渡带,地表土壤物理性质具有一定的特殊性。针对于该地区地表土壤开展开采沉陷对土壤关键物理性质影响规律研究对神东矿区生态环境的保护和治理具有重要的现实意义。目前常规的研究方法一般通过现场试验、遥感、现场采样后室内测定等手段开展对地表沉陷变形导致土壤关键物理性质的变化规律研究。但由于现场情况复杂,且土壤空间异质性较强,较难排除其他影响因素的干扰,因此难以准确地研究地表沉陷变形对土壤关键物理性质影响规律的研究。本文通过现场土壤关键物理性质原位监测、土体变形监测和裂缝附近土壤含水量监测等试验说明开采沉陷对土壤关键物理性质存在影响,但影响规律不明显。进而通过分析地表土体移动变形过程及最终状态,依据现场地表移动变形监测数据,利用室内试验排除其他影响因素,控制土体压缩、拉伸变形过程及变形量,测定并分析变形前后土壤容重、比重、孔隙比、入渗速率、蒸发速率和水分特征曲线,研究开采沉陷对土壤关键物理性质影响规律。通过室内分析神东矿区采样土体变形对土壤关键物理性质影响规律的试验结果及现场验证结果,发现开采沉陷对沉陷盆地压缩区土壤关键物理性质具有显著性影响,土体压缩变形显著增加了土壤容重,显著减小了土壤孔隙比、入渗速率和蒸发速率。同时,土体压缩显著影响了土壤水分特征曲线,使土壤的持水能力显著增加。研究区土体拉伸变形极限极小,发生破断时变形量为0.08%,因此未对土壤关键物理性质产生显著影响。该地区土壤异质性较强,尤其是不同坡位土壤物理性质差异显著。但开采沉陷对土壤关键物理性质影响的总体规律基本一致。其中,坡中土壤物理性质受开采沉陷影响更为显著,坡顶土壤次之,坡底土壤最弱。