基于Hydrus-1D的黄河泥沙充填复垦土壤夹层结构优化

作     者：王晓彤 胡振琪 梁宇生 Wang Xiaotong;Hu Zhenqi;Liang Yusheng

作者机构：北京大学城市与环境学院北京100080 中国矿业大学环境与测绘学院徐州221116 中国矿业大学(北京)土地复垦与生态重建研究所北京100083 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2022年第38卷第2期

页      面：76-86页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 0802[工学-机械工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(41771542) 

主　　题：入渗 蒸发 土壤 采煤塌陷地 矿区土地复垦 Hydrus-1D 

摘      要：中国东部矿区煤粮复合区面积大,因采煤沉陷积水,导致大面积的耕地破坏,采煤沉陷地复垦成为中国亟待解决的问题,黄河泥沙夹层式充填复垦技术对实现采煤沉陷地复垦具有积极意义。为优化黄河泥沙充填复垦夹层式土壤剖面设计,该研究采用Hydrus-1D模拟分析了在充填复垦土壤总厚度一定的情况下,不同夹层厚度、位置和数量对重构土壤入渗和蒸发特性的影响。研究结果表明,黄河泥沙充填层中夹土壤层后能够有效改善重构土壤的水分运动特性并提高保水性,较“上土下沙构型(CK2)入渗过程的持水性可提高12.79%,累积蒸发量可降低10.09%,持水系数可提高21.51%。从正交分析结果看,夹层厚度对持水系数影响最大,而夹层位置对持水系数影响最小,夹层位置和夹层数量的组合具有较强的交互效应。在土壤总厚度为60 cm的情况下,夹层厚度为30 cm,夹层位置为20 cm,夹层数量为2层时夹层式重构土壤的持水性最佳。研究探明了黄河泥沙夹层式充填复垦的夹层位置、厚度和数量对土壤水分运动的影响,并为黄河泥沙夹层式土壤剖面优化设计提出了一种经济时效的方法,对指导黄河泥沙夹层式充填复垦技术在黄河流域采煤塌陷地的应用推广具有积极作用。