- 毕银丽;杨伟;柯增鸣;武超;李明超;薛超;
土壤水盐分布严重影响煤矿区排土场生态重建及植物组配模式，为探究菌根植物影响下煤矿区排土场“表土层-含水层-隔水层”三层重构模式下的土壤水盐分布特征，采用室内土柱试验，设置种植玉米+接种丛枝菌根真菌(YM+AMF)、仅种植玉米(YM)和不种玉米+不接菌(CK)3个处理。结果表明：(1)不同处理对土柱底部水分运移特征无显著影响，各处理含水层毛细水上升高度均约为10 cm;(2)水分与盐分分布随土层深度均呈正相关关系；接种AMF有利于保持表层土壤水分含量，相较于YM处理土壤含水率在0～10、10～20 cm分别提高52.0%、43.9%；接菌处理降低了10～50 cm土层的盐分含量，在20～30、30～40、40～50 cm处接菌处理的电导率较YM处理分别低了41.0%、14.1%、8.1%;(3)利用MixSIAR模型量化了不同深度土层水分对玉米的贡献率，表明YM和YM+AMF处理的主要供水层皆位于0～10 cm，供水率分别为44.3%和30.5%。同时，在累计土壤剖面水分贡献率上，接菌显著提高了中深部土层(20～70 cm)的水分贡献率，累计提升了13.8%。该研究成果对西部矿区“以水量植”的生态复垦具有重要科学指导意义。
2023年04期 v.51;No.304 68-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 2003K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：432 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] - 胡鑫;孙强;晏长根;赵春虎;王少飞;
鄂尔多斯盆地东北缘陕晋蒙交界地区存在大量煤火高温烘烤形成的烧变岩。与原岩相比，烧变后的岩体结构破碎孔隙发育，在长期水–岩作用下，形成了大量危岩体。以陕北神木大柳塔地区的烧变岩为对象，开展了50次干湿循环试验，测试不同循环次数后烧变岩物理性质与力学性质及其变化，探讨不同烧变程度烧变岩劣化特性。结果表明：烧变岩质量、硬度、力学性质下降，表面亮度降低，粗糙度与红黄色度增强；基于低场核磁共振技术(NMR)测试，烧变岩孔隙体积比例曲线右移，最大孔径扩张；微孔向大孔转化，大孔含量与总孔隙率升高；烧变作用使岩体孔隙发育，且提高了烧变岩的抗侵蚀能力，降低了色度、质量、粗糙度、硬度、力学性质的变化程度。长期水–岩作用可对烧变岩的物理力学性质与孔隙结构造成明显改变，烧变程度与初始孔隙结构能够影响劣化效果。根据研究不同烧变岩的劣化过程，得出加固低烧变程度岩体表面、加固沉积层理与原有裂隙、堵塞高烧变程度岩体孔隙，可降低水-岩作用的侵蚀破坏强度。
2023年04期 v.51;No.304 76-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 3519K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：380 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] - 王昱同;王皓;王甜甜;薛建坤;尚宏波;周振方;
为研究蒙陕接壤区浅埋煤层开采下矿井水水化学特征与来源，通过采集研究区内的矿井水、不同含水层地下水及地表水样，综合利用水化学特征研究、数理统计、离子比例系数法以及氢氧同位素，探究该区矿井水水化学特征及其形成作用。基于此，对研究区矿井水的主要来源进行了识别。结果表明，矿井水与第四系萨拉乌苏组、侏罗系直罗组和延安组地下水水力联系紧密。矿井水主要离子形成受水-岩作用影响，主要阴阳离子来源于硅酸盐矿物与方解石的溶滤作用；受到反向阳离子交换作用影响，使矿井水中Na~+含量高于浅部地下水；混合作用对矿井水水化学成分形成影响较小。矿井水受延安组、直罗组地下水与萨拉乌苏组地下水共同补给，三者在矿井水补给水源中所占比例分别为86.39%、1.59%与12.02%。研究成果可为该区的矿井水害防治与水资源处理利用提供依据。
2023年04期 v.51;No.304 85-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 2418K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：511 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] - 曹书苗;王强民;杨凡;杨建;张海涵;许刚刚;朱世彬;
针对旱区露天煤矿排土场土壤退化问题，采用高效放线菌菌剂接种及原位盆栽试验，探究了放线菌对新疆黑山露天煤矿排土场红豆草根系生长及根际土壤肥力的影响。结果表明：(1)干旱条件下，放线菌接种可显著促进红豆草根系形态发育及生长。与对照相比，接种放线菌红豆草总根长、平均根系直径、根表面积及根总体积较不接菌对照均显著增加(P<0.05)；根鲜重、茎叶鲜重及总鲜重较对照分别增加了77.24%、130%及103.49%。(2)接种放线菌显著增强了红豆草的抗旱性。接菌根谷胱甘肽、脯氨酸含量和根系活力分别增加了35.36%、229.23%和363.75%，降低了丙二醛含量和根细胞质膜透性。(3)接种放线菌显著提高了红豆草根际土壤肥力。供试放线菌在红豆草根际土壤中定殖量为2.5×10~5 cfu/g，接种后红豆草根际土壤细菌和放线菌总数较对照分别增加了113.7%和563.64%；根际土壤多酚氧化酶、脲酶及碱性磷酸酶活性较对照均达显著性增加(P<0.05)；进而显著提高了根际土壤全氮、有效磷和速效钾含量，其中土壤全氮增加量最大。(4)相关分析表明，红豆草根生物量与根际细菌和放线菌数量、土壤脲酶活性、碱性磷酸酶活性及全氮含量呈显著正相关(P<0.01)。结果证实了土壤接种放线菌通过增强植物的抗旱性，提高根际土壤微生物数量、酶活性及肥力水平，显著促进植物根系发育及生长，为旱区煤矿植被恢复及退化土壤改良提供了科学依据。
2023年04期 v.51;No.304 95-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1720K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：434 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] - 王庆伟;邢夏帆;邹明俊;郭彪;赵欣;王佟;
高原高寒冻土区生态治理是世界性难题，在生态治理的同时进行煤炭资源保护更少先例可言。按照系统工程思路，以生态环境保护为宗旨，并兼顾残存煤炭资源的保护，在青海省木里地区生态治理过程中取得成果认识如下：研究了木里矿区自然气候特征控制下的生态易破坏且难于修复性；总结了土壤层状结构控制下的水土流失和植被水分补给特征；认为生态地质层缺失和破坏是致使生态破坏的关键症结。为此，借鉴前人成果，研发了煤层顶板及其上覆岩层生态地质层修复技术，建立了生态地质层损伤判识方法，分析了生态地质层修复与再造对煤炭保护及生态修复的意义。
2023年04期 v.51;No.304 104-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 3443K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：248 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] - 刘伟;尹勤瑞;刘祥宏;
生态自然修复为国家生态修复政策的重要方向；采取有限人工措施实现煤矿区生态的自然恢复促进，符合“双碳”目标背景下的工程实际需求也更具市场应用前景。针对煤矿区3种主要受损土地类型，系统梳理生态自然修复方向的研究成果，研究分析人工促进自然修复的理念内涵，并结合煤矿区受损生态生境特征，探讨煤矿区人工促进生态自然修复的分区分类治理模式及主要技术方向。研究表明，分区分类实施人工促进措施是低扰动、高效率实现煤矿区生态自然恢复的主要策略；具体实施中可在煤矿区生态自然修复潜力评估基础上，构建基于大部免于干扰、关键局部处理原则的人工促进生态自然修复3类区域治理体系，综合选用原有植被保护与促进更新、易扩繁乡土植被建植、微区域土壤重构改良、微地形地貌塑造等技术方法，来充分挖掘煤矿区的生态自然修复潜力，并应在矿区微地形与植被恢复关系、人工促进措施实施区域选择等方面加强研究，以进一步有效提升生态治理效率、降低工程成本。本研究可为经济、高效和稳定地实现煤矿区生态治理目标提供基础理论及技术策略支撑。
2023年04期 v.51;No.304 110-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1589K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：726 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] - 李磊;张卫东;徐拴海;赵永哲;党东生;汪启龙;苟立;雷燕子;
双U型地埋管换热器(DUBTHE)在实际应用中易出现管路交叉，引起热短路，造成换热性能降低，直接影响浅层地源热泵系统的运行效率。以西安某浅层地源热泵项目为工程背景，基于无限长线热源理论和斜率法，通过现场岩土热响应试验、不同测温法测温试验，研究了岩土初始平均温度、导热系数和体积热容，及管卡间距对DUBTHE换热性能的影响。结果表明：多点式测温线缆测得的岩土初始平均温度为17.08℃，更接近实际地层温度。该地层的岩土综合导热系数和综合体积热容分别为1.65 W/(m·K)、2.81×10~6 J/(m~3·K)。DN25 DUBTHE的夏、冬季单位延米换热量随着管卡间距减小而增加，且增速随管卡间距的减小先增大后减小。当管卡间距分别为1、2、3、4 m时，DN25 DUBTHE的夏季单位延米换热量较无管卡分别提高了21.03%、19.48%、15.16%、3.92%;DN25 DUBTHE的冬季单位延米换热量较无管卡分别提高了20.83%、19.48%、14.94%、3.79%。工程中最优的管卡布置方式为2 m或3 m管卡间距的DN25 DUBTHE。研究结果可为关中地区浅层地源热泵系统的优化设计提供经验借鉴与数据支撑。
2023年04期 v.51;No.304 125-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 5331K] [阅读次数：0 ] |[下载次数：540 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ]