干旱区河湖下采矿对地表-地下水交互作用影响及调控OA

在气候变化与高强度人类活动背景下,干旱地区煤炭资源的大规模开发对水资源可持续性构成严峻挑战,加剧了煤炭开采与水资源短缺之间的矛盾。以典型干旱区纳林希里井田为研究对象,该区域煤炭资源丰富,且地表分布有重要河湖系统。通过定量评估河湖下方采矿活动对地表水与地下水动态交互过程的影响,旨在为区域水资源的可持续利用及生态环境保护提供科学依据。研究创新性地构建了基于SWAT-MODFLOW耦合的多过程动态模型,有效整合地表水文与地下水流模拟过程,并综合考虑采矿沉陷、导水裂隙带发育与水文地质过程之间的相互作用。该模型依托沉陷预测理论与导水裂隙带高度计算方法,实现了采矿扰动参数与水文地质模型的实时动态耦合,从而更准确地刻画采矿扰动下地表水与地下水的复杂交互机制。模型验证结果表明其具有较高的模拟精度(R^(2)=0.785 1)。模拟预测结果显示,在未来20年内,持续的煤炭开采将导致纳林希里井田地下水位显著下降,局部最大降幅预计达15~20 m;最大地表沉降量预计可达5 400 mm。同时,区域湖泊哈达图淖尔的水文功能将发生转变,由丰水期的补给源转变为枯水期的排泄区,进一步加剧区域水资源短缺风险。此外,研究揭示导水裂隙带发育高度介于28.71~116.35 m之间,尚未波及深部主要含水层,为矿区深部地下水污染风险防控提供了关键边界信息。研究成果可为类似矿区制定兼顾能源开发与水资源保护的适应性水资源管理策略提供科学依据。