山西古交煤礦開采對(duì)河川徑流影響機(jī)理及量化模型研究.pdf

1、汾河流域由于大規(guī)模的煤礦開采活動(dòng)，破壞了流域的下墊面條件，引起地表、地下水文循環(huán)過程的改變，進(jìn)而使河川徑流發(fā)生了顯著的變化。因此，研究煤礦開采對(duì)河川徑流的影響，對(duì)水資源合理利用具有重要的理論和實(shí)踐意義。
　　本文依托“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目專題“汾河入黃徑流銳減原因分析”（2012BAB02B0407），以山西省古交煤礦為典型，從采煤對(duì)河川徑流的影響機(jī)制和建模定量化分析影響程度兩個(gè)方面，開展了煤礦開采對(duì)河川徑流影響的研究。主

2、要研究?jī)?nèi)容及成果如下：
　?。?）在收集整理大量資料數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，分析了采煤對(duì)地表水、地下水的影響機(jī)理。結(jié)合氣象、水文、地質(zhì)、數(shù)字高程、土地利用、土壤類型、開采煤層、開采深度以及產(chǎn)量等資料，從地表徑流量和地表水體的形成途徑兩個(gè)方面，分析了采煤對(duì)地表水的影響機(jī)制，明確采煤導(dǎo)致地表水減少的主要原因和途徑；從含水層系統(tǒng)、地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄等方面，分析采煤對(duì)地下水的影響機(jī)制，明確了采煤對(duì)地下水影響的途徑和方式。
　?。?）結(jié)合水

3、循環(huán)過程，從采煤前后水循環(huán)要素的變化、水量變化和產(chǎn)匯流變化三個(gè)方面，分析了采煤對(duì)水循環(huán)系統(tǒng)的影響。根據(jù)采煤對(duì)水體影響機(jī)制和水循環(huán)過程，將采煤形成的塌陷、裂縫和礦坑等要素加入到水循環(huán)過程中，構(gòu)建了采煤前后的水循環(huán)過程圖，明確了礦坑調(diào)節(jié)是水循環(huán)另一要素；采用采煤前后典型年的汛期暴雨徑流過程，通過統(tǒng)計(jì)雨量、徑流量、洪峰流量及次數(shù)等，分析了采煤前后產(chǎn)匯流的變化特征。
　　（3）建立了古交煤礦開采對(duì)河川徑流影響的定量分析模型。在采煤對(duì)河川徑

4、流影響的機(jī)理分析上，將MIKE SHE與MIKE11模型耦合，經(jīng)過率定和檢驗(yàn)，建立了古交煤礦開采對(duì)河川徑流影響的定量分析模型。采用采煤前和采煤期的模型分別模擬采煤期的天然水量過程、采煤期的實(shí)際水量過程，并根據(jù)采煤期的原煤產(chǎn)量，定量分析了采煤對(duì)河川徑流的影響，以及采煤對(duì)下墊面參數(shù)的影響和采煤條件下水量過程變化的趨勢(shì)。結(jié)果表明：采煤活動(dòng)導(dǎo)致1981~2008年河川徑流量多年平均減少16.7mm，即2645萬m3，其中地表徑流減少222萬m3