陕北煤矿区不同形态的采动地裂缝对土壤可蚀性的影响

• Published in: 煤炭学报 Vol. 48; no. z2; pp. 691 - 703
• Main Authors: 宋世杰, 孙涛, 杜麟, 冯泽煦, 郑贝贝
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 西安科技大学 地质与环境学院,陕西 西安 710054 01.12.2023; 西安科技大学 煤炭绿色开采地质研究院,陕西 西安 710054; 陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室,陕西 西安 710054
• Subjects: different forms; 土壤可蚀性; 采动地裂缝; 陕北煤矿区; 不同形态; mining ground fissures; coal mining area in northern Shaanxi; soil erodibility
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.XH22.1622

X144; 黄河流域中游作为国家水土流失重点预防和治理区,解决其煤炭开采与水土保持间的矛盾对于矿区生态环境保护与高质量发展具有重要意义.以陕北柠条塔井田北翼采动地裂缝发育区内"平开式"、"台阶式"、"组合式"3 种典型形态的采动地裂缝及其周边土壤(水平距离 100 cm以内、垂直深度20 cm以浅)为研究对象,测定了土壤机械组成和有机质含量,基于EPIC模型计算了土壤可蚀性K值,分析了不同形态采动地裂缝影响下土壤机械组成和有机质质量分数的空间变化特征,解译了不同形态采动地裂缝在小空间尺度下的水土流失效应.结果表明:①"平开式"、"台阶式"、"组合式"3 种形态的采动地裂缝均会导致其周围土壤黏粒质量分数、有机质质量分数明显下降和土壤可蚀性K值明显增大,土壤黏粒质量分数的平均降幅依次为21.50%、43.93%、58.70%(p＜0.05),土壤有机质质量分数的平均降幅依次为 45.72%、61.79%、78.66%(p＜0.05),土壤可蚀性K值的平均增幅依次为12.49%、17.82%、32.35%(p＜0.05),且均以水平负效应为主;② 在相同水平距离及垂直深度下,"组合式"裂缝降低周围土壤黏粒质量分数、有机质质量分数和提升土壤可蚀性K值的能力显著高于"平开式"和"台阶式",排序均为"组合式"＞"台阶式"＞"平开式";③ 基于指数函数分别建立了 3 种形态采动地裂缝影响周围土壤可蚀性K值的作用范围预测模型,发现不同形态采动地裂缝提升周围土壤可蚀性的作用范围基本在 155 cm以内,再结合差异显著性对比分析,明确了"平开式"、"台阶式"、"组合式"采动地裂缝提升周围土壤可蚀性的关键作用范围依次为40、60、100 cm以内,其可作为陕北矿区采动地裂缝小空间尺度下水土流失效应的精准防控靶区.