井工矿开采下流域水资源变化情势_李舒，刘姝芳，张丹，时爽著_9787550926875

　　《井工矿开采下流域水资源变化情势》在系统总结煤矿开采对水文循环影响机制的基础上，全方位系统地利用分布式水文模型、数理统计、GRACE重力卫星工具构建了一个研究多个矿区的煤矿开采对流域水资源影响的综合方法，并成功地将该方法应用于窟野河流域。

　　我国蕴藏的丰富优质煤炭资源为经济发展提供了得天独厚的优越条件，经济的快速发展导致煤炭资源开采量激增。例如，窟野河流域2017年原煤产量约为2.26亿t（神木县），而1998年原煤产量仅0.2174亿t，20年间，煤矿产量有了大幅度的提高。煤矿开采使流域内的人民生活水平有了跨越式的改善，但也造成地下含水层破坏、采空区塌陷等一系列与水、土资源相关的不利影响。陕西省人均水资源占有量约占全国的1/2，而全国人均水资源占有量仅为世界的1/4。可见，陕西省的水问题更为突出，利用矿井水资源的工作更为迫切。
　　窟野河是黄河中游一条典型的河流，我国14个大型煤炭基地中的神东基地就坐落于此，基地的生产、生活及周边的生态环境修复也同样面临着水资源短缺问题，矿井水作为非常规水源为基地用水提供了重要的水源保障，具有重大的供水意义。水资源在神东基地的可持续发展中具有十分重要的作用，正确认清煤矿开采对水文循环的影响及矿井水分布情况对于发挥资源优势、建设绿色矿山的意义十分重要。
　　针对这种情况，国内外学者在煤矿开采对水资源的影响方面进行了一些研究，然而这些研究成果往往是针对具体的某一个单独的矿区展开的。而在量化煤矿开采对径流的影响时，其研究方法主要采用单一的数理统计法或是基于流域分布式水文模型量化水文循环对煤矿开采的响应法；在量化煤矿开采对地下水的影响时，研究对象往往是水质，针对水量方面的研究并不多，而且在水量方面为数不多的研究中，其研究对象也仅仅是单个矿井对区域地下水的影响，研究选用的工具也很单一，大多数都是使用VISUAL-MODF-LOW或FEFLOW地下水模型，利用卫星监测数据研究煤矿开采对地下水影响的文献几乎没有。针对这种情况，本书在系统总结煤矿开采对水文循环影响机制的基础上，全方位系统地利用分布式水文模型、数理统计、GRACE重力卫星工具构建了一个研究多个矿区的煤矿开采对流域水资源影响的综合方法，并成功地将该方法应用于窟野河流域。
　　主要结论如下：
　　（1）流域内降雨、蒸发和径流在1966-2009年内呈下降趋势，降雨和蒸发下降趋势不明显，年径流突变点发生在1979年和1996年。
　　（2）利用SWAT模型联合数理统计方法计算出流域1979~1996年气候变化和人类活动对年径流的减少贡献量分别为12.6mm、11.7mm，占该时期减水量的51.85%、48.15%。1997~2009年气候变化和人类活动对年径流的减少贡献量分别为16.66mm、45.36mm。占该时期减水量的26.86%、73.14%，煤矿开采导致该时期的年径流减少21.15mm，吨煤减水量为2.6m3。煤矿开采是窟野河1997~2009年径流锐减的主要原因之一。
　　（3）使用SWAT-VISUALMODFLOW耦合模型计算出煤矿开采对窟野河2009年地下水水量所产生的破坏为23.20mm，其中破坏地下水静储量15.97mm、动储量7.23mm。煤矿开采还加剧了地下水的疏干，在各开采区的开采沉陷区（裂缝）周围，地下水流场发生了明显的改变，地下水降落漏斗面积也在逐渐扩大。煤矿开采所导致的地下水破坏量是人类生产、生活取用地下水水量的8倍。
　　（4）利用GRACE重力卫星及GLDAS全球陆面数据同化系统反演了煤矿开采区陆地水储量变化量及地下水储量变化量，2009年该区域地下水储量变化量为-29.40mm。煤矿开采是该区域地下水变化的一个重要影响因素。
　　本书由李舒主笔，李舒、刘姝芳、张丹和时爽负责本书各章的修改、全书的统稿和最终的定稿工作。本书得到了河海大学陈元芳教授、李致家教授、张珂教授，以及黄河水利科学研究院王道席院长、何宏谋所长、张文鸽副所长、付新峰总工等领导和专家的大力支持和帮助，在此一并表示深深的感谢。
　　由于时间仓促，编者水平有限，书中不足之处在所难免，恳请广大读者批评指正。

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