煤矸石基質土壤的水分入滲試驗研究

馬保國,王 健,劉婧然,武燕蕾,郝九芝

(1.河北工程大學水電學院,河北邯鄲 056021;2.河北工程大學城建學院,河北邯鄲 056021;3.河北邢臺縣水利局,河北邢臺 054001)

煤矸石基質土壤的水分入滲試驗研究

馬保國1,王 健1,劉婧然1,武燕蕾2,郝九芝3

(1.河北工程大學水電學院,河北邯鄲 056021;2.河北工程大學城建學院,河北邯鄲 056021;3.河北邢臺縣水利局,河北邢臺 054001)

為了解煤矸石基質土壤的水分特性,利用室內一維垂直入滲模擬試驗,研究煤矸石山山頂、山腰、山腳處及3種矸土質量比(7∶3,5∶5,3∶7)的土壤水入滲規律。試驗結果表明,煤矸石的初始入滲率、穩滲率由山腳到山頂逐漸減小,減小關系符合冪函數遞減關系。山腳矸石的初始入滲率和穩滲率分別為山腰的1.111和1.078倍;山腰矸石的初始入滲率和穩滲率分別為山頂的1.096和1.102倍;矸土質量比為7∶3的初始入滲率和穩滲率分別為5∶5的1.152和1.149倍;矸土質量比為5∶5的初始入滲率和穩滲率分別為矸土質量比3∶7的1.179和1.057倍。矸土混合土壤的初始入滲率、穩滲率均隨矸土質量比7∶3,5∶5,3∶7的減小而迅速減小,入滲達到穩定狀態的時間隨矸土比的減小而增加。考斯加可夫入滲模型更適合作為風化煤矸石的入滲模型;通用經驗公式更適合作為摻土較多的矸土混合土壤的入滲模型。最終煤矸石基質土壤的累積入滲量為矸土質量比3∶7＞5∶5＞7∶3＞山頂＞山腰＞山腳。矸石摻土可以顯著降低入滲率,提高累積入滲量,有益于煤矸石山水土保持和植物生長。

煤矸石;矸土比;入滲率;濕潤鋒;累積入滲量

隨著國民經濟的發展,煤炭作為我國目前的主要能源之一,煤炭開采在帶來經濟效益的同時也會給當地生態環境帶來負面影響。……