本项目拟开展以下四方面研究1、采矿塌陷区包气带土壤含水量、土壤水势分布的空间变异规律的观测实验研究;2、采矿塌陷区与非塌陷区包气带土壤水分运移特征的对照研究;3、采矿塌陷区包气带水分运移机理研究;4、采矿塌陷区包气带深层渗漏量的定量分析研究。深入研究采矿塌陷条件下的水分运移机制,对定量分析降水和灌溉入渗,土壤水和地下水的相互转化关系,认识塌陷区地下水资源的形成过程,地下水资源评价与水资源的合理开发利用以及研究采矿塌陷区污染预测、预报防治有重要意义,对该区实现复垦和生态环境建设也有重要指导作用。
以神府-东胜矿区为例,深入研究采矿塌陷条件下的包气带水分运移机理,为定量分析降水和灌溉入渗,土壤水和地下水的相互转化关系,准确评价及合理开发利用矿区地下水资源,实现矿区土地复垦和生态环境再建等提供基础理论依据。所取得的主要成果如下(1)塌陷稳定阶段,地表塌陷裂缝被填充,但包气带中下部或多或少存在隐伏裂隙,但几乎不起导水作用,在对该阶段的孔隙-裂隙包气带水分运动进行模拟时,可直接利用孔隙结构体进行代替。(2)与非塌陷区相比,塌陷稳定区有更强的接纳降水的能力,表现在采煤塌陷稳定区土壤储水量明显高于非塌陷区,对区域生态再建有利。但在春旱季节,塌陷稳定区浅层(30cm左右)土壤储水量低于非塌陷区,对浅根系植被萌芽不利。(3)通过室内物理模拟实验,对神东地区长时间干旱后的大雨入渗过程进行模拟,结果表明,定雨强降雨入渗过程中,细砂和粗砂中湿润锋移动都分为两个阶段降雨期间,湿润锋前移距离与深度呈线性关系;降雨结束后(水分再分配阶段),湿润锋前移距离与深度呈幂函数关系。入渗水分迁移速度随深度增加呈指数衰减。表明塌陷稳定阶段降雨通过深厚包气带对地下水补给是一个漫长的过程。