陕北风沙滩采煤塌陷裂缝影响包气带水分运移：水热耦合模型

"陕北风沙滩地区的高强度采煤活动对包气带水分运移产生了显著影响。研究人员在榆树湾煤矿20108工作面的开切眼附近选取一处裂缝作为野外原位监测点，结合实地监测和室内数值模拟，建立了针对采煤塌陷裂缝对包气带水分运移影响的水热耦合数学模型。通过对野外监测数据的分析与模型计算值对比，验证了模型的有效性，并据此得到了关键的水热参数。该模型能够量化分析裂缝对土壤水分运动的影响程度，深入解析其影响机制，对于陕北风沙滩地区的可持续开采和生态环境恢复具有重要的指导意义。" 本文详细探讨了陕北风沙滩地区采煤塌陷裂缝对包气带水分运移的影响。包气带是指地表到地下水位之间的非饱和土壤层，水分运移在这个区域内起着至关重要的作用，它直接影响土壤湿度、植物生长以及地下水的补给。高强度的采煤活动导致地表塌陷，形成裂缝，这些裂缝改变了包气带的结构，使得水分运移路径发生改变，可能引发土壤干燥或水分过度流失等问题。 为了深入理解这一现象，研究团队采用了野外原位监测与室内数值模拟相结合的方法。野外原位监测是通过设置监测点，实时收集数据，如土壤湿度、温度等，以了解实际情况；而数值模拟则是运用数学模型来预测和解释观测到的现象。通过对比模型计算结果与实际监测数据，可以校正模型参数，确保模型的准确性和适用性。 水热耦合数学模型的建立，是解决这一问题的关键。模型考虑了水和热量的相互作用，因为温度变化会影响土壤水分的蒸发和凝结过程。模型的成功验证表明，它可以有效预测裂缝对水分运移的影响，为后续的研究提供了可靠的工具。 利用此模型，可以评估裂缝对土壤水分运移的具体影响，例如裂缝如何加速水分流失，或是如何改变水分分布。这有助于我们理解裂缝如何改变包气带的水分平衡，进而影响植被生长和土壤稳定性。这对于陕北风沙滩地区的保水采煤策略制定，以及受损生态环境的修复具有直接的指导价值。 这项研究强调了在采煤活动中考虑环境影响的重要性，特别是对包气带水分运移的影响。通过科学的模型建立和验证，我们可以更好地理解和预测采矿活动对环境的潜在影响，从而采取更可持续的开采方式，保护水资源，维护生态环境的健康与稳定。