不同沉陷应力区土壤水分和溶质运移的模拟试验

分类： 地球科学 >> 地图学 提交时间： 2023-09-27 合作期刊: 《干旱区地理》

温欣

摘要： 中国山西-陕西-内蒙古交界地开采沉陷对地表土壤扰动强烈，引起地表生态损伤。为了揭示开采沉陷对土壤水盐运移的影响机制，通过建立土壤沉陷物理模型，利用沉陷剖面不同应力区土壤容重数据建立HYDRUS-2D水盐模型，研究土壤蒸发过程中，土壤水分、总盐分、不同溶质离子在不同沉陷应力区随土壤深度和运移时间的变化规律。结果表明：（1） 0~40 cm深度，沉陷拉张作用显著增强土壤蒸发作用，造成挤压区土壤含水率显著大于拉张区，土壤含水率随时间变化曲线呈现典型的蒸发过程三阶段模式。（2） 沉陷组各应力区土壤总含盐量不但随深度呈现强烈变异，具体表现为20~40 cm、60~80 cm土壤总含盐量相对积聚；而且右侧拉张区总含盐量积聚深度有向下迁移的趋势。（3） 沉陷拉张区Ca2+、SO42-、Mg2+、Cl-离子积聚浓度大于挤压区。Ca2+、SO42-、CO32-土壤离子浓度随深度呈单峰积聚，沉陷拉张区积聚深度均显著下移。（4） HYDRUS-2D水盐模型可以较好地模拟开采沉陷土壤剖面中的土壤水盐运移。土壤含盐量、含水率的实测值与模拟值率定结果为平均相对误差（ME）0.5，均方根误差（RMSE）0.5，决定系数（R2）>0.95，模拟精度满足试验要求。研究结果可为科学开展开采沉陷区生态修复工程、提高生态自修复能力提供重要理论依据。

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