煤矸石基质土壤的水分入渗试验研究

马保国,王 健,刘婧然,武燕蕾,郝九芝

(1.河北工程大学水电学院,河北邯郸 056021;2.河北工程大学城建学院,河北邯郸 056021;3.河北邢台县水利局,河北邢台 054001)

煤矸石基质土壤的水分入渗试验研究

马保国1,王 健1,刘婧然1,武燕蕾2,郝九芝3

(1.河北工程大学水电学院,河北邯郸 056021;2.河北工程大学城建学院,河北邯郸 056021;3.河北邢台县水利局,河北邢台 054001)

为了解煤矸石基质土壤的水分特性,利用室内一维垂直入渗模拟试验,研究煤矸石山山顶、山腰、山脚处及3种矸土质量比(7∶3,5∶5,3∶7)的土壤水入渗规律。试验结果表明,煤矸石的初始入渗率、稳渗率由山脚到山顶逐渐减小,减小关系符合幂函数递减关系。山脚矸石的初始入渗率和稳渗率分别为山腰的1.111和1.078倍;山腰矸石的初始入渗率和稳渗率分别为山顶的1.096和1.102倍;矸土质量比为7∶3的初始入渗率和稳渗率分别为5∶5的1.152和1.149倍;矸土质量比为5∶5的初始入渗率和稳渗率分别为矸土质量比3∶7的1.179和1.057倍。矸土混合土壤的初始入渗率、稳渗率均随矸土质量比7∶3,5∶5,3∶7的减小而迅速减小,入渗达到稳定状态的时间随矸土比的减小而增加。考斯加可夫入渗模型更适合作为风化煤矸石的入渗模型;通用经验公式更适合作为掺土较多的矸土混合土壤的入渗模型。最终煤矸石基质土壤的累积入渗量为矸土质量比3∶7＞5∶5＞7∶3＞山顶＞山腰＞山脚。矸石掺土可以显著降低入渗率,提高累积入渗量,有益于煤矸石山水土保持和植物生长。

煤矸石;矸土比;入渗率;湿润锋;累积入渗量

随着国民经济的发展,煤炭作为我国目前的主要能源之一,煤炭开采在带来经济效益的同时也会给当地生态环境带来负面影响。……