神府矿区弃土弃渣体侵蚀特征及预测

神府矿区在煤炭开采过程中形成了弃渣体、弃土体及扰动土体等不同下垫面类型，其物质组成、结构性及产流产沙规律与撂荒地有极大差异，且已产生严重的水土流失。采用野外模拟降雨试验方法，对比研究了弃土弃渣体、扰动土体与撂荒地侵蚀特征的差异。结果表明，（1）撂荒地侵蚀速率随降雨历时先下降后逐渐稳定，扰动土体侵蚀速率呈增大后趋于稳定；35°弃土体侵蚀速率增至峰值后减小并逐渐稳定，40°时则一直处于波动状态；石多砂少和砂多石少弃渣体在产流初期侵蚀波动剧烈，并伴有泥石流现象，15min后基本稳定。（2）同一下垫面侵蚀速率随雨强增大而增大，而各坡度间侵蚀速率差异不显著（P〉0．05）；雨强相同时各下垫面、坡度间侵蚀速率差异均显著（P〈0．05），复杂疏松的物质组成是弃土弃渣体及扰动土体侵蚀特殊于撂荒地的根本原因，相同降雨条件下石多砂少弃渣体、砂多石少弃渣体、弃土体及扰动土体侵蚀速率分别是撂荒地的6．51倍～14．25倍、57．91倍～239．2倍、43．60倍～180．1倍和2．27倍-3．06倍。（3）弃土弃渣体及扰动土体侵蚀速率与中值粒径、分形维数、降雨强度、坡度及径流参数呈幂函数关系。研究结果对矿区弃土弃渣侵蚀模型建立与生态环境建设有重要的科学意义。

神府东胜煤田开发建设弃土弃渣冲刷试验研究

采用野外放水冲刷实验,对神府东胜煤田弃土弃渣侵蚀产沙规律进行了系统研究。结果表明:弃土弃渣堆积年限越短,可蚀性越大,侵蚀程度越强。经过4～7年的自然沉降过程,其表面的紧实度逐渐趋于稳定值。流量相同时不同下垫面条件下的产沙量1997年弃渣>1994年弃渣>煤渣>煤矸石。径流量、产沙量与放水流量呈线性关系,产沙量与径流量亦呈线性关系。集中的水流冲刷对弃土弃渣坡面造成严重的侵蚀,使含沙量保持在一个较高的水平,随着时间的变化含沙量出现剧烈的上下波动,总体上表现出逐渐减小的趋势,同时,会出现高含沙水流过程甚至泥石流过程。

神府煤田土壤颗粒分形及降雨对径流产沙的影响

神府煤田在开发建设过程中造成的扰动地面、弃土体、弃渣体产生了严重的人为水土流失。采用野外人工模拟降雨试验方法，研究了土壤分形维数及降雨强度对未扰动地面、扰动地面、弃土体及弃渣体径流产沙的影响。结果表明，（1）弃土体、弃渣体随产流历时呈现突增—下降—稳定的过程，扰动地面和未扰动地面则经历上升—稳定的产流过程，各下垫面径流率均随着雨强的增大而增大。（2）各下垫面土壤颗粒分形维数的大小为D，（弃渣体）〈D2（弃土体）〈D3（扰动地面）〈D4（未扰动地面），次降雨径流量与降雨强度、分形维数分别呈显著的线性、幂函数关系，且D1～D2及D3～D4之间存在用以区分下垫面类型的临界分形维数值。（3）弃渣体侵蚀过程线呈先波动后稳定趋势，弃土体则呈多峰多谷特点，扰动地面和未扰动地面在1．0—2．5mmmin。雨强下侵蚀速率均先增大后逐渐稳定，3．0mm min^-1时二者侵蚀速率则波动剧烈。四种下垫面平均侵蚀速率均随着雨强的增大而增大。（4）次降雨产沙量与降雨强度、分形维数均呈显著的幂函数关系。（5）径流量、产沙量与雨强和分形维数分别呈显著的线性、指数函数关系。分形维数对矿区土壤侵蚀模型的建立有重要的科学意义。

神府东胜煤田原生地面放水冲刷试验研究

神府东胜煤田是我国重要的能源重化工基地,在开发建设过程中造成了严重的人为水土流失,为了分析计算神府煤田弃土弃渣、扰动地面及非硬化路面的新增水土流失量,以本区未经人为扰动的、撂荒的原生地面为自然侵蚀本底值的作用对象,采用野外放水冲刷实验的研究方法,对原生地面的侵蚀产沙规律进行了研究。结果表明:径流量、产沙量与放水流量,径流量、产沙量与坡度的关系均呈线性相关,即随着坡度与放水流量的增大,径流量和产沙量也在线性增加。径流量与产沙量之间呈幂函数关系变化,关系式为Ms=0.049W0.93。

神府东胜煤田开发中扰动地面径流泥沙模拟研究

神府东胜国家级特大煤田在开发建设过程中,严重扰动了原有的土壤结构层次,破坏了地面的植被,造成了严重的新增水土流失,本文采用野外放水冲刷实验的研究方法,对神府东胜煤田开发建设中人为扰动地面侵蚀产沙规律进行了模拟研究。结果表明:5°条件下在流量为15 L/min2、0 L/min2、5 L/min时产沙量与径流量呈幂函数关系,10 L/min时呈线性关系。11°条件下在各放水流量时的产沙量与径流量呈线性关系。17°条件下流量为10 L/min1、5 L/min时产沙量与径流量呈对数函数关系,20 L/min2、5 L/min时呈线性关系。产沙量与坡度在放水流量10 L/min2、5 L/min时呈对数函数关系,在放水流量15 L/min2、0 L/min时呈线性关系变化。径流量与放水流量呈线性关系,产沙量与放水流量呈对数函数关系。

神府东胜煤田扰动地面野外降雨试验

神府东胜煤田是我国探明储量最大的煤田,在开发建设过程中产生了大量的扰动地面,造成了严重的矿区水土流失。为了科学地预测和治理矿区扰动地面的水土流失,采用野外人工模拟降雨试验对神府东胜煤田扰动地面的侵蚀产沙过程进行模拟,深入探讨其侵蚀产沙、产流特征。结果表明:降雨强度是影响扰动地面产流时间的主要因素,产流时间与降雨强度呈负幂函数相关;在试验条件限定的范围内,入渗率随降雨强度和坡度的增大均呈先增大后稳定的趋势,但坡度对其影响较弱;径流率随降雨强度和坡度的增大均呈幂函数增大,且相关系数较高;径流含沙量和侵蚀速率均与降雨强度呈幂函数相关,但相关系数不高;径流量与降雨强度呈很好的线性相关;产沙量与径流量呈幂函数相关,且相关系数较高。

神府-东胜采煤塌陷区裂缝对土壤含水量的影响

为揭示采煤塌陷区裂缝对土壤含水量的影响,以神府-东胜煤田石圪台采煤塌陷区为研究对象,采用数理统计法对塌陷区不同宽度(8、4、3、2和1 cm)的裂缝和非裂缝区土壤含水量进行对比分析,并利用地统计方法、Surfer11. 0对采煤塌陷区土壤含水量空间变异性进行分析。结果表明:对于同一深度的土层,裂缝区土壤含水量明显小于非裂缝区,且随着裂缝宽度的增加,土壤含水量减小幅度不断增大。垂向分布上,裂缝宽度≤3 cm的测点,土壤含水量随土层深度的增加而增大,说明宽度较小的裂缝对较深的土层含水量影响较小;而在裂缝宽度> 3 cm的测点,地面以下30 cm至60 cm的土层含水量明显偏小,说明宽度较大的裂缝对相对较深的土层含水量影响较大。对于土壤含水量的平面变化,各土层土壤含水量低值区均位于裂缝区的裂缝发育带,高值区位于非裂缝区的植被覆盖区。以上结果说明采煤塌陷区裂缝在一定程度上破坏土体结构,造成土壤含水量减少,影响土壤水空间分布,造成土壤水分流失,导致生态退化。

神东煤田扰动地面与原地面产流产沙及水动力学参数对比

煤矿开发建设活动破坏了原地表植被和土壤结构,形成的人为扰动地面水土流失剧烈。采用野外放水冲刷试验,研究神府东胜煤田原地面与扰动地面产流、产沙以及水动力学参数的变化规律。结果表明：扰动地面产流时间小于原地面,产流强度是原地面的1~2倍;扰动地面的初始含沙量是原地面的10~30倍,产沙强度是原地面的10~50倍;扰动地面的雷诺数和阻力系数均大于原地面,弗劳德数差异不显著;不同坡度、不同流量2种处理类型的产沙强度与产流强度呈指数函数关系,产沙强度和雷诺数呈幂函数关系,产流强度和雷诺数呈幂函数关系。研究结果对矿区扰动地面水土保持生态环境建设具有重要的参考意义。

非硬化路面与原生地面侵蚀水动力参数对比研究

非硬化路面是神府煤田重要的侵蚀单元,其侵蚀过程和方式与原生地面存在一定差别。通过野外人工模拟降雨试验,对比分析了非硬化路面和原生地面水沙响应的过程和机制。结果表明：（1）非硬化路面径流主要为过渡流,原生地面主要为层流,且均为缓流;（2）非硬化路面水流流速、剪切力、佛汝德数、雷诺数、功率大于原生地面,曼宁系数、达西系数小于原生地面;（3）非硬化路面水力参数随坡度、雨强变化趋势与原生地面不完全一致;（4）非硬化路面产沙量随径流量增大,原生地面产沙量为非硬化路面的0.8%~14%;（5）非硬化路面侵蚀模数对水动力参数响应紧密程度表现为：径流总动能〉平均水流功率〉平均水流剪切力。

开发建设中扰动地面新增水土流失研究

针对神府东胜煤田开采过程中所引发的严重新增水土流失问题,采用野外放水冲刷的试验研究方法,对神府东胜煤田扰动地面新增水土流失机理和流失量进行了初步研究。结果表明:在相同放水冲刷流量和坡度下,原始地面的平均土壤入渗率较扰动地面的增加30%;两种不同类型下垫面的径流量均随时间的增加而增加,冲刷的前6min,径流量均较小,且原始地面>扰动地面,在6min以后,径流量迅速增大,且原始地面<扰动地面,扰动地面的平均径流量较原始地面增加14%;原始地面的侵蚀产沙在整个放水冲刷过程中没有显著变化,基本维持在一个常数水平;扰动地面在放水冲刷0—15min的侵蚀产沙量较高,此后侵蚀产沙随冲刷历时的延长而下降并最终趋于稳定;扰动地面的平均含沙量较原始地面增加96%,平均产沙量增加89%;新增土壤流失量随放水流量和坡度的增大而增大,10°时,新增土壤流失量最大;同一坡度条件下,放水流量越小,土壤流失量增加的百分比就越大,反之则越小。

神府东胜煤田扰动地面水流水动力学特征

神府东胜煤田开发建设过程中造成了大量的扰动地面,形成了新的人为水土流失。采用野外放水冲刷实验,对人为扰动地面水流的水动力学参数进行了系统研究。结果表明,流速与放水流量呈幂函数关系,在上、中、下3个断面上呈先增大后减小的变化规律;水流流态属于紊流,雷诺数与放水流量呈幂函数关系;弗劳德数值在0.59～0.88之间,Fr<1,水流属于缓流;阻力系数随坡度增加而增大;水流剪切力和水流功率分别与放水流量呈幂函数关系,并随坡度增加而增大。

非硬化土路土壤剥蚀率与水动力学参数分析

神府东胜煤田在开发建设过程中造成了大量的非硬化土质路面,为了确定影响这种土路土壤剥蚀率的侵蚀因子,分析其侵蚀机理,选取非硬化路面为研究对象,通过野外放水冲刷试验,系统地分析了神府东胜煤田开发建设中非硬化土路土壤剥蚀率与坡度、放水流量、水流剪切力、水流功率、单位水流功率之间的关系。结果表明:土壤剥蚀率与各单因子之间显著相关,土壤剥蚀率与坡度和放水流量、水流剪切力、水流功率均呈线性关系,与单位水流功率呈三次方关系,坡度和水流功率是影响土壤剥蚀率的主要因子。

神府东胜煤田沉陷区三种人工林生长状况比较研究

采用野外调查与室内试验相结合的方法,研究了神府东胜煤田沉陷区不同立地条件下三种人工林的生长状况,并对林下土壤含水量进行了测定,分析了人工林生长指标与林下土壤含水量的相关性,结果表明:不同立地条件下,樟子松的生长状况为梁地阴坡>覆沙地>梁地坡顶>梁地阳坡,方差分析表明差异显著(P<0.05)。沙棘与山杏的生长状况为梁地阴坡>梁地坡顶>梁地阳坡,方差分析表明沙棘生长状况差异性极显著(P<0.01),山杏生长状况差异不明显。不同立地条件樟子松,沙棘,山杏的各项生长指标之间有较好的相关性,山杏各项生长指标之间的相关性最好,相关系数大于0.9。樟子松,沙棘,山杏的生长状况与土壤含水量有较好的相关性,相关系数均在0.6以上。

神府东胜煤田扰动与原生地面产流产沙规律对比研究

采用野外人工模拟降雨试验方法，对神府东胜煤田开发建设中原生和扰动地面的产流、产沙规律进行了研究。结果表明，扰动地面径流起始时间是原生地面的1．8～11．7倍，径流率比原生地面小5％～54．4％；初始径流含沙量是原生地面的1．1～5．8倍，径流含沙量是原生地面的1．2～6．3倍，产沙量是原生地面的2～12．7倍。由于扰动地面质地疏松，孔隙度大，人渗率大，与原生地面相比，一般在强降水条件下才产流并发生侵蚀。扰动地面临界抗剪力较小，侵蚀一旦发生，在相同降水条件下，更易发生侵蚀，且其侵蚀强度更大。通过回归分析，得出两种下垫面产沙量与水流剪切力呈线性相关。

神府东胜煤田非硬化路面野外降雨试验

神府东胜煤田是世界7大煤田之一,在开发建设过程中造成了严重的水土流失,其中非硬化路面水土流失是其重要的组成部分。采用野外模拟降雨试验,研究非硬化路面的侵蚀产流、产沙规律以及二者之间的关系。结果表明:非硬化路面的径流含沙量过程曲线包括平缓型、多峰型、单峰型3种类型,侵蚀速率随时间变化过程可分为快速增长阶段、波动起伏阶段以及稳定阶段;非硬化路面的产流时间随降雨强度的增大呈幂函数减小,随坡度的增大呈先增大后减小的抛物线趋势;径流率随降雨强度的增大而增大,拟合关系式为r=2.596I-0.431;产沙量与径流量之间呈幂函数关系,其关系式为Ms=0.223 9W1.946 2。研究结果可为矿区水土流失预测和治理提供依据。

用航片信息圈定新民区煤层自燃边界

以可见光黑白航片(1:3.5万)为主要信息源,对陕西神府煤田新民烧变区(1300km^2)进行了1:5万航空遥感地质调查,圈定了该区烧变岩分布范围及煤层自燃边界。首先划分了烧变岩的宏观类型,选取已知区,研究烧变岩及煤层自燃边界线的影像特征,建立初步解译标志,最后在全区范围内调查煤层自燃边界线。最终确定的界线经钻孔验证,精度达到要求。

神府─东胜煤田建设对土地资源的影响──大柳塔地区土地资源动态分析

大柳塔地区是神府─东胜煤田一、二期工程开发建设、生活服务、交通设施及行政指挥中必，这里集中了该煤田几乎所有的国家统配煤矿和８５％以上的地方及群众兴办的煤矿。强烈的人为活动对该区土地资源的开发和利用产生了极大的影响，使历史上形成的土地利用结构发生了重大改变；沿主川道分布的良田（水浇地）锐减，新的水土流失，土地沙漠化及土地的污染对土地资源在数量和质量上都构成了严重威胁。本研究以１９８７年的彩红外航片像片和开矿前的图文资料作为本底依据，参考１９９２年陆地卫星资料，采用实地调绘方法，编制了两期土地利用现状图，清查了研究区内采矿和建设活动引起的土地资源数量、质量及其利用方式的时空变化特征和存在问题：提出了土地保护与建设，以及退化土地的恢复与重建的对策。

神府东胜煤田开发区土壤侵蚀及其防治对策

该文将神府东胜煤田开发区,作为一个独立的生态地理单元,对区域的土壤侵蚀方式、程度、特点和规律.及对环境的影响,进行了全面深入的调查和综合分析,并对开发建设过程中可能引起新的水土流失、风蚀沙漠化,以及环境污染等,进行了趋势预测,并提出了防治对策。

陕西神府煤田环境地质问题及成因

神府煤田位于毛乌素沙漠与陕北黄土高原交接带,原生地质及生态环境脆弱.近年来,由于神府煤田超强度的煤炭开采,造成大面积采空区,形成了地面塌陷、区域地下水位下降、矿区地质灾害等一系列环境地质问题.以2006年神府矿山环境调查数据为基础,从自然和人为因素2个方面综合分析神府煤田环境地质问题,认为其形成原因为煤层埋藏浅、超设计能力开采以及煤矿恢复治理力度不够等等.

神府东胜煤田不同下垫面侵蚀特征野外试验

通过野外放水冲刷试验,对神府东胜煤田不同下垫面(原始地面、扰动地面、非硬化路面、弃土坡面、沙少石多弃渣坡面和沙多石少弃渣坡面)上的侵蚀特征进行分析。结果表明:1)在不同下垫面上,侵蚀量与径流量及径流剪切力都呈正相关关系,原始地面、扰动地面和非硬化路面侵蚀量与径流量呈较好的幂函数相关,弃土坡面和沙多石少弃渣坡面侵蚀量与径流量呈线性相关,沙少石多弃渣坡面侵蚀量与径流量呈指数函数相关;原始地面、扰动地面、非硬化路面、弃土坡面和沙多石少弃渣坡面侵蚀量与径流剪切力呈较好的对数函数相关,沙少石多弃渣坡面侵蚀量与径流剪切力呈较好的线性关系;2)与原始地面对照,弃土弃渣坡面更易遭受侵蚀,其中弃土坡面的平均侵蚀量最大,为22.68 kg,是原始地面侵蚀量的45.27倍,其次为沙多石少弃渣坡面和沙少石多弃渣坡面,侵蚀量分别为原始地面的19.61和10.61倍,扰动地面、非硬化路面侵蚀量为原始地面侵蚀量的4.35和4.41倍。