本文關(guān)鍵詞：山西古交煤礦開采對河川徑流影響機(jī)理及量化模型研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：汾河流域由于大規(guī)模的煤礦開采活動,破壞了流域的下墊面條件,引起地表、地下水文循環(huán)過程的改變,進(jìn)而使河川徑流發(fā)生了顯著的變化。因此,研究煤礦開采對河川徑流的影響,對水資源合理利用具有重要的理論和實踐意義。本文依托“十二五”國家科技支撐計劃項目專題“汾河入黃徑流銳減原因分析”(2012BAB02B0407),以山西省古交煤礦為典型,從采煤對河川徑流的影響機(jī)制和建模定量化分析影響程度兩個方面,開展了煤礦開采對河川徑流影響的研究。主要研究內(nèi)容及成果如下:(1)在收集整理大量資料數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,分析了采煤對地表水、地下水的影響機(jī)理。結(jié)合氣象、水文、地質(zhì)、數(shù)字高程、土地利用、土壤類型、開采煤層、開采深度以及產(chǎn)量等資料,從地表徑流量和地表水體的形成途徑兩個方面,分析了采煤對地表水的影響機(jī)制,明確采煤導(dǎo)致地表水減少的主要原因和途徑;從含水層系統(tǒng)、地下水的補給、徑流和排泄等方面,分析采煤對地下水的影響機(jī)制,明確了采煤對地下水影響的途徑和方式。(2)結(jié)合水循環(huán)過程,從采煤前后水循環(huán)要素的變化、水量變化和產(chǎn)匯流變化三個方面,分析了采煤對水循環(huán)系統(tǒng)的影響。根據(jù)采煤對水體影響機(jī)制和水循環(huán)過程,將采煤形成的塌陷、裂縫和礦坑等要素加入到水循環(huán)過程中,構(gòu)建了采煤前后的水循環(huán)過程圖,明確了礦坑調(diào)節(jié)是水循環(huán)另一要素;采用采煤前后典型年的汛期暴雨徑流過程,通過統(tǒng)計雨量、徑流量、洪峰流量及次數(shù)等,分析了采煤前后產(chǎn)匯流的變化特征。(3)建立了古交煤礦開采對河川徑流影響的定量分析模型。在采煤對河川徑流影響的機(jī)理分析上,將MIKE SHE與MIKE 11模型耦合,經(jīng)過率定和檢驗,建立了古交煤礦開采對河川徑流影響的定量分析模型。采用采煤前和采煤期的模型分別模擬采煤期的天然水量過程、采煤期的實際水量過程,并根據(jù)采煤期的原煤產(chǎn)量,定量分析了采煤對河川徑流的影響,以及采煤對下墊面參數(shù)的影響和采煤條件下水量過程變化的趨勢。結(jié)果表明:采煤活動導(dǎo)致1981~2008年河川徑流量多年平均減少16.7mm,即2645萬m3,其中地表徑流減少222萬m3,基流減少2423萬m3。通過采煤期不同階段煤礦開采對河川徑流的影響分析,發(fā)現(xiàn)煤礦開采對河川徑流量的影響呈遞增趨勢;采煤前后模型中反映下墊面條件的參數(shù)和采煤條件下的水量過程均發(fā)生了較大的變化。
【關(guān)鍵詞】：煤礦開采 河川徑流 徑流變化 影響研究 水文模型 MIKE SHE
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD821;TV121.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-22
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展13-19
• 1.2.1 煤礦開采對水循環(huán)的影響研究13-16
• 1.2.2 煤礦開采對水資源量的影響研究16-18
• 1.2.3 存在的問題18-19
• 1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線19-22
• 1.3.1 研究內(nèi)容19-20
• 1.3.2 研究技術(shù)路線20-22
• 2 研究區(qū)自然與社會條件22-36
• 2.1 自然地理與社會經(jīng)濟(jì)22-25
• 2.1.1 地理位置22-23
• 2.1.2 地形地貌23
• 2.1.3 氣象23-24
• 2.1.4 水文24-25
• 2.1.5 社會經(jīng)濟(jì)25
• 2.2 水資源開發(fā)利用狀況25-26
• 2.3 煤礦資源及開采狀況26-36
• 2.3.1 煤礦儲量與分布26-27
• 2.3.2 煤層27-29
• 2.3.3 煤礦開采狀況29-36
• 3 采煤對不同水體影響過程分析36-52
• 3.1 采煤對礦區(qū)地表水的影響機(jī)制分析36-40
• 3.1.1 采煤對地表徑流量的影響36-38
• 3.1.2 采煤對地表水體的影響途徑38-40
• 3.2 采煤對礦區(qū)包氣帶水的影響機(jī)制分析40-43
• 3.2.1 采煤對包氣帶水補給的影響40-41
• 3.2.2 采煤對包氣帶水運動的影響41-42
• 3.2.3 采煤對包氣帶水蒸發(fā)的影響42-43
• 3.3 采煤對礦區(qū)地下水的影響機(jī)理分析43-52
• 3.3.1 采煤對含水層系統(tǒng)的影響43-48
• 3.3.2 采煤對地下水補給的影響48-50
• 3.3.3 采煤對地下水徑流的影響50-51
• 3.3.4 采煤對地下水排泄的影響51-52
• 4 采煤對水循環(huán)系統(tǒng)和河川徑流的影響分析52-65
• 4.1 采煤對水循環(huán)及通量的影響過程52-57
• 4.1.1 采煤前水循環(huán)及水量平衡關(guān)系52-54
• 4.1.2 采煤后水循環(huán)及水量平衡關(guān)系54-56
• 4.1.3 采煤前后水循環(huán)及水量過程的變化56-57
• 4.2 采煤對古交市水量的影響分析57-60
• 4.2.1 古交市地下水水量分析57-58
• 4.2.2 古交市采煤前后多年平均水量變化58-60
• 4.3 采煤對河川徑流的影響分析60-65
• 4.3.1 采煤對產(chǎn)流的影響60-62
• 4.3.2 采煤對匯流的影響62-65
• 5 采煤對河川徑流影響定量分析模型65-99
• 5.1 模型框架65-70
• 5.1.1 水文模型的選擇65-66
• 5.1.2 模擬過程66-70
• 5.2 模型的過程及參數(shù)確定方法70-80
• 5.2.1 概述70
• 5.2.2 模型的范圍和離散70
• 5.2.3 地形70-71
• 5.2.4 氣象71-72
• 5.2.5 土地利用72-75
• 5.2.6 河流75-76
• 5.2.7 坡面流76-77
• 5.2.8 不飽和流77
• 5.2.9 飽和流77-80
• 5.3 模型的率定及驗證80-85
• 5.3.1 評價標(biāo)準(zhǔn)81-82
• 5.3.2 徑流過程率定和驗證82-83
• 5.3.3 水量過程驗證83-84
• 5.3.4 模型率定的參數(shù)84-85
• 5.4 采煤對河川徑流影響分析85-93
• 5.4.1 采煤對地表徑流的影響87-88
• 5.4.2 采煤對基流的影響88-89
• 5.4.3 采煤對河川徑流的影響89-90
• 5.4.4 不同時期采煤對河川徑流的影響90-93
• 5.5 采煤前后模型參數(shù)變化及采煤條件下水量過程變化分析93-99
• 5.5.1 采煤時期模型的率定及水量驗證93-96
• 5.5.2 采煤時期模型的率定參數(shù)96
• 5.5.3 采煤前后模型的參數(shù)變化分析96-97
• 5.5.4 采煤條件下水量過程變化分析97-99
• 6 研究結(jié)論和展望99-103
• 6.1 主要結(jié)論99-101
• 6.2 新見解101
• 6.3 研究展望101-103
• 參考文獻(xiàn)103-108
• 附表及附圖108-118
• 個人簡歷、在校期間發(fā)表的論文及參與的科研項目118-119
• 致謝119-120

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：391278