文摘[目的]为研究采煤塌陷区裂缝引发的优先流特征,为科学合理地开展矿区水资源管理及生态治理实践工作提供支撑。[方法]在神府-东胜煤田采煤塌陷区选取3条同一宽度(3 cm)的裂缝,开展相同降雨强度、不同降雨历时的染色示踪试验。采用Adobe Photoshop 2020、Image Pro Plus 6.0、SketchUp Pro 2019、Auto CAD 2019等处理软件,分析不同降雨历时下的裂缝优先流特征。[结果]1)神府-东胜采煤塌陷区优先流发生区域的土壤水分体积分数、孔隙度、饱和导水率大于非优先流区域,体积质量和田间持水量小于非优先流区域;2)降雨历时分别为10、20、30 min时,相应的基质流深度分别为5、8、10 cm;优先流发育深度分别为26.4、47.7、44.3 cm。降雨历时越长,基质流和优先流发育越深;3)各试验点染色面积比均随着土层深度增加呈减小趋势,形态上表现为S形状。当降雨历时较短时,染色面积比随着土层深度变化的幅度较小;当降雨历时较长时,染色面积比曲线波动增大。4)总体上,随着土层深度增加,宽染色路径的数量在减少,细小染色路径数量增加,染色路径总数呈先增加后减小趋势。且降雨历时越长,相同深度处土壤染色路径越宽,宽路径数量越多。[结论]研究成果可为煤炭矿区土地复垦和生态治理提供科学依据。
