第
42
卷
第
1
期
煤 炭 学 报
Vol.42 No.1
2017
年
1
月
JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY
Jan. 2017
马
雄德
,
范立民
,
严戈
,
等
.
植被对矿区地下水位变化响应研究
[J].
煤炭学报
,2017,42( 1)
: 44
-
49.doi: 10.13225 / j.cnki.jccs.2016.
0733
Ma Xiongde,Fan Limin,Yan Ge,et al.Vegetation responses to groundwater level change in mining area[J].Journal of China Coal Society,
2017,42( 1) : 44
-
49.doi: 10.13225/j.cnki.jccs.2016.0733
植被对矿区地下水位变化响应研究
马
雄德
1,2
,
范
立民
3
,
严 戈
1,2
,
李
文莉
3
( 1.
长
安大学 环境科学与工程学院
,
陕西 西安
710054; 2.
长安大学 旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室
,
陕西 西安
710054; 3.
陕西
省地质环境监测总站
,
陕西 西安
710054)
摘 要
:
依据地下水浅埋区植被蒸腾对地下水位变化十分敏感的特征
,
构建沙柳根系吸水条件下的
水
流方程
,
分析生态脆弱矿区植生长对地下水位下降幅度的阈限
。
通过原位监测获取气象要素
、
土
壤水
、
地下水与沙柳蒸腾量的动态变化规律
,
建立地下水变化与植被蒸散发关系数值仿真模型并对
模型进行求解
,
模拟沙柳蒸腾对煤炭开采区地下水位变化的响应
。
研究发现
:
沙柳的日蒸腾量有受
气象要素控制的特点
,
并在正午
12
时前后出现
2
次极值
,
水位越浅变化越显著
。
地下水对沙柳蒸
腾的贡献值随着地下水位埋深的增加而减少
,
当地下水位埋深
15 cm
时
,
贡献率为
100%;
地下水埋
深
215 cm
时
,
贡献率为
0。
在地下水浅埋区
,
地下水是沙柳蒸腾的主要水源
,
潜水埋深超过
215 cm
后地下水不再对沙柳生长提供水源
,
这也是沙柳对煤层开采地下水位下降的阈限
。
关键词
:
地下水位
;
数值模拟
;
保水采煤
;
榆神府矿区
;
植被蒸腾
中图分类号
: TD823
文献标志码
: A
文章编号
: 0253
-
9993( 2017) 01
-
0044
-
06
收
稿日期
: 2016
-
10
-
15
修
回日期
: 2016
-
11
-
29
责
任编辑
:
张晓宁
基金项目
:
国家重点基础研究发展计划
( 973)
资助项目
( 2013CB227901)
;
陕西省科学技术推广计划资助项目
( 2011TG
-
01)
作
者简介
:
马雄德
( 1978—)
,
男
,
青
海互助人
,
工程师
。E
-
mail: 59759423@ qq. com
Vegetation responses to groundwater level change in mining area
MA Xiong-de
1,2
,FAN Li-min
3
,YAN Ge
1,2
,LI Wen-li
3
( 1.College of Environmental Science and Engineering,Chang’an University,Xi’an 710054,China; 2.Key Laboratory of Subsurface Hydrology and Ecological
Effects in Arid Region,Ministry of Education,Chang’an University,Xi’an 710054,China; 3.Shaanxi Geological Environment Monitoring Station,Xi’an
710054,China)
Abstract: It is universally acknowledged that phreatophytic transpiration changes sensitively with groundwater level de-
clining.The present study tries to find the groundwater level decline threshold limited to the vulnerable ecological con-
ditions at Yushen mine.The methods include in-situ test and numerical analysis,firstly an experimental base was con-
structed for collecting data,including meteorological factors,soil moisture,groundwater level and Salix psammophila
transpiration,then a root water uptake model was derived to simulate the change of Salix psammophila transpiration
during groundwater level declining.The results show that: Salix psammophila transpiration is strictly controlled by mete-
orological factors,there appears two extremums before and after 12 noon,and Salix psammophila transpiration changes
more sharply with a shallow groundwater level.The contribution rate of groundwater to evapotranspiration declines with
the groundwater depth goes deeper,which decrease from 100% to 0 with groundwater depth decreasing from 15 cm to
215 cm.Salix psammophila cannot utilize groundwater when the groundwater depth is more than 215 cm,that is the
threshold of groundwater level decline limited to the vulnerable ecological conditions during coal mining in the study
area.The results achieved above will enrich the coal mining technology at ecologically vulnerable coal mine.