干旱区露天煤矿外排土场重构包气带上层滞水毛细作用机制.pdf

第 48 卷增 1煤炭学报Vol.48Supp.12023 年4 月JOUNAL OF CHINA COAL SOCIETYApril2023干旱区露天煤矿外排土场重构包气带上层滞水毛细作用机制马力1，薛飞1，毕银丽2，彭苏萍3，韩勇4，姜凯升4，刘遵义4，许晨4，虎岩4(1 西安科技大学 能源学院，陕西 西安710054;2 西安科技大学 地质与环境工程学院，陕西 西安710054;3 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京100083;4 国家能源集团新疆能源有限责任公司，新疆 乌鲁木齐830000)摘要:旱区露天矿外排土场土壤结构松散，且含大量块石，土壤孔隙大、渗透性强、保水性差，无法对植物根部进行有效的水分补给。为了提高植物对水分的吸收利用效率，提出重构外排土场土壤包气带，利用土壤毛细作用为植物根部进行水分补给。土壤压实度是影响土壤毛细作用的重要影响因素，为了研究土壤压实度对毛细作用影响规律，以外排土场土壤作为样本，测定最大干密度及最佳含水率，采用竖向毛细管试验，制定 3 组不同压实度试验方案，分别为 90%、93%与 96%，采用物理试验对不同压实度下土壤毛细水上升高度及速度进行监测，获得不同压实度下毛细水上升速率及速度变化趋势，依据非饱和土壤动力学，结合毛细试验原理，建立土壤毛细水上升模型，并结合多物理瞬态模拟原理，采用 Comsol 软件建立同物理模拟相同方案数值模型对物理模拟的毛细水上升高度及速度进行验证。结合 3 组不同压实度方案，进行了室内植物下部给水种植试验，探究了毛细水作用下利于植物生长的最优土壤压实度。研究结果表明:不同压实度下，土壤毛细水上升速率存在显著差异，压实度与毛细水上升速率成负相关;数值模拟与实测值具有较好的一致性，相同时间内，毛细水上升高度与压实度成反比关系;土壤压实度为 93%时，植物长势及存活率均为最优。关键词:包气带;隔水层;土壤压实度;毛细试验;多物理场耦合中图分类号:TD824文献标志码:A文章编号:02539993(2023)S1023308移动阅读收稿日期:20230115修回日期:20230320责任编辑:郭晓炜DOI:1013225/jcnkijccs20221152基金 项 目:国 家 重 点 研 发 计 划 资 助 项 目(2022YFF1303302);国 家 能 源 集 团 2030 重 大 先 导 资 助 项 目(GJNY2030XDXM19032)作者简介:马力(1986)，男，黑龙江集贤人，副教授，硕士生导师，博士。Email:mali217 xusteducn引用格式:马力，薛飞，毕银丽，等 干旱区露天煤矿外排土场重构包气带上层滞水毛细作用机制J 煤炭学报，2023，48(S1):233240MA Li，XUE Fei，BI Yinli，et al The outer drainage field of the open-pit coal mine in arid areareconstructs the mechanism of action of the upper layer of the gas-laden belt J Journal of China Coal Society，2023，48(S1):233240.The outer drainage field of the open-pit coal mine in arid area reconstructsthe mechanism of action of the upper layer of the gas-laden beltMA Li1，XUE Fei1，BI Yinli2，PENG Suping3，HAN Yong4，JIANG Kaisheng4，LIU Zunyi4，XU Chen4，HU Yan4(1 College of Energy Engineering，Xi an University of Science and Technology，Xi an710054，China;2 College of Geology and Environment，Xi an Uni-versity of Science and Technology，Xi an710054，China;3 State Key Laboratory of Coal esources and Safe Mining，China University of Mining and Tech-nology-Beijing，Beijing100083，China;4 National Energy Group Xinjiang Energy Co，Ltd，Urumqi830000，China)Abstract:In the open-pit mining waste dumps in arid areas，the soil structure is loose and contains a large number ofrocks and boulders The soil pores are large，the permeability is strong，and the water retention capacity is poor，mak-ing it difficult to effectively supply water to plant roots To improve the efficiency of water absorption and utilization byplants，a proposal was made to reconstruct the soil aerated zone of the waste dump and use soil capillary action to sup-煤炭学报2023 年第 48 卷ply water to plant roots Soil compaction is an important factor affecting soil capillary action To study the influence ofsoil compaction on capillary action，the maximum dry density and optimal water content of the waste dump soilwere determined，and three groups of different compaction test schemes were formulated，which were 90%，93%and96%，respectively Physical tests were used to monitor the height and speed of capillary water rise under differ-ent compaction degrees Based on unsaturated soil dynamics and capillary test principles，a model of soil capillary wa-ter rise was established，and a numerical model with the same physical simulation scheme was established using com-sol software to verify the height and speed of capillary water rise under physical simulation Indoor planting experi-ments were conducted with different compaction schemes to explore the optimal soil compaction degree for plant growthunder capillary water action The results showed that there were significant differences in the rate of capillary waterrise under different compaction degrees，and the compaction degree was negatively correlated with the rate of capillarywater rise The numerical simulation had good consistency with the measured values，and the height of capillary waterrise was inversely proportional to the compaction degree for the same time When the soil compaction degree was93%，the plant growth and survival rate were optimalKey words:wrap the air belt;aquifer;soil compaction;capillary experiments;multiphysics coupling新疆位于我国西北干旱地区，常年降水稀少、气候干旱、水资源短缺，植被存活率较低。新疆地区煤炭资源储量巨大，煤层赋存条件大多适宜采用露天开采，而该区气候条件干旱，生态环境较为脆弱，在煤炭资源开采、利用的同时伴随着土地资源的大规模占用与破坏，对露天开采后生态环境修复提出严峻挑战。露天开采过程中对土地资源的破坏最为明显，表现为采场的直接破坏和外排土场的压占破坏，采场的直接破坏是指露天煤矿开采过程中，需要将矿层上覆岩层进行剥离，剥离土石量大，在开挖时形成了巨大的采坑，彻底改变了采区所在地域土壤以及地层的原始条件1。而外排土场的压占破坏，主要是由于前期剥离的物料需要占用地表土地进行排弃而形成的压占。露天开采形成的采场土地直接破坏和外排土场的占地破坏，直接造成矿区周围生态环境的破坏，结合露天开采工艺环节，基于包气带结构特征，利用上层滞水的毛细作用提高水分利用率是干旱区节水修复的重要目标。根据地下水补给植被的作用机理，概化地表与潜水表面之间的包气带结构:地表之下为植被根系作用层，潜水面之上为潜水影响层。植被根系作用层包含了所有的根、须，受气候、土壤水分、肥力和共生环境等多个因素的影响24，天然植被根系历经了各种不同的环境条件，充分发育生长了侧根、毛根以及向下发挥吸收深部水分的能力，这是一个自然选择的过程。因此，每种群落根系作用层厚度接近于一个常数。只有进入根系作用层的水分才可以被植物吸收。潜水影响层在潜水面上，由于表面张力作用和土壤孔隙形成毛细管现象，水分沿土壤孔隙上升形成土壤毛管水56，毛管水作用不断从地下水补给的土壤水分运动空间，定义为潜水影响层。潜水影响层厚度取决于潜水的毛管水上升高度，将毛管水可能上升最大高度定义为潜水影响层厚度，涵盖了毛管水活动的最大范围。土壤作为植物生长的基础，重构后土壤的条件密切影响着植物的生长状况，为改善土壤保水性，提高土壤的生物活性，有学者研究提出78，利用部分沙土与腐植进行配比，改善土壤物理结构，增加土壤生物活性，使得植物的生长状态得到了显著改善。还可利用砒砂岩与沙的互补性，将一定配比的两种材料进行混合，可提高沙土的生物活性。相关的研究主要集中在对土壤的改良上，对土壤自身的部分物理性质关注较少。因此，研究包气带水分运移机理，探究包气带水分运移对植被、农作物的补给关系，并提高水资源利用率。通过研究降水入渗、毛细水运移规律以及土壤重构的响应机制，是解决西北干旱区露天煤矿生态修复难题的重要依据。1重构包气带层序及其作用包气带作为地面下、潜水层以上的部分，是连接土壤与水的关键纽带，既能储水，又能通过水分运移对地表植被根部进行补水910，对植物生长具有重要意义，因此对土壤水的规律性分析就显得格外重要，由于土壤的结构不同，水运移规律也就不同。在露天矿开采过程中，排土场作为排弃物的主要堆放场所，主要由露天开采时产生的表土及废石组成，散体物料含有大量的块石，颗粒粒径较大，导致排土场渗透性强11、土壤保水性较差。因此，排土场上进行植物种植将难以存活，而现在露天矿复垦仅仅是停留在对排土场表层铺设原生腐殖土来进行复垦，并没有考虑到432增刊 1马力等:干旱区露天煤矿外排土场重构包气带上层滞水毛细作用机制排土场排土后已完全失去了原生土壤的层序结构12，也就忽视了排土时土壤层序构建的重要性。包气带的岩性结构不同意味着岩土孔隙特征及毛细管分布特征存在一定的差异，这些差异决定了包气带的储容、滞留以及传输水的能力13。包气带结构主要通过入渗、毛细作用影响水分再分布，并且土壤水分在势能以及植物根系的作用下进行自我调节，对于干旱地区外排土场包气带重构，构建底部隔水层防止水分下渗尤为重要，笔者14 提出了如图 1 所示的露天矿外排土场包气带结构，再充分利用毛细作用使上层滞水被植被根系二次利用，提高植物成活率。图 1土壤包气结构示意Fig.1Schematic diagram of soil gas-clad structure土壤压实度是影响土壤毛细作用的因素之一1516，而毛细水上升高度是衡量上层滞水利用效率的指标。因此，本文通过室内物理试验、数值模拟与植物种植试验等多种方法，研究土壤不同压实度对土壤毛细上升速率、上升高度的影响关系，为重构包气带毛细层厚度提供理论支撑。2研究区概况红沙泉露天煤矿位于准噶尔盆地东南方向，属典型干旱荒漠气候，降雨量少、蒸发量大、排土场周边地表储水量稀少，而灌溉需水量大。区内年温差和昼夜温差变化很大，58 月为夏季，高温炎热，白天气温常在 40 以上，最高气温 412。年平均降水量2694 mm，夏季一般占全年降水总量的 40%50%;春秋两季相当，各约占全年降水量的 20%30%;冬季降水量最少，占比不到全年降水量的 10%，蒸发量2 141 mm。试验区选用红沙泉露天煤矿外排土场西部 706 平盘(图 2)，具体物料均取自采场，针对该位置包气带重构及土壤毛细作用规律开展研究。3土壤压实度对毛细作用影响规律3.1不同压实度土样准备供试验土样取自红沙泉露天煤矿外排土场+706平盘表土，取样深度为距表土下部 030 cm。在不同含水率情况下，采用击实方式获得不同的土壤压实图 2现场平面Fig.2Site plan度，通过计算及曲线绘制得出最大干密度及最佳含水率。(1)最大干密度测定。由于土的压实程度与含水率、压实功能和压实方法有密切关系，土的干密度随含水率增加而增加。采用击实试验测定该土壤的最大干密度和最优含水率，试验仪器主要有击实仪、天平、台秤、筛子等。取样方法及数量依据 GB/T 501231999土工试验方法标准，首先取代表性风干土样，放在橡皮板上用木碾碾散，过 5 mm 筛，质量不少于 20 kg。预定 5 个不同含水量，依次相差2%。取制备好的试样，分3 次倒入筒中，每层击实 27 次，完成后土略高于筒，取下试样，顶端削平，并称质量。再从试样中心取土样并测得含水率，并得出干密度含水率曲线关系如图 3 所示。图 3干密度与含水率曲线关系Fig.3elationship between dry density and moisturecontent curve当含水率较低时，击实后的干密度随含水率的增加而增大，当干密度增大到某一值后，含水率的增加会使干密度减小，此时称为该击实度下的最大干密度，与之对应的含水率称为最佳含水率。532煤炭学报2023 年第 48 卷从图 3 可以得出，当含水率增加至 15%后，干密度随含水率的继续增加而减小。因此，最大干密度约为 180 g/cm3，最佳含水率约为 15%。确定红沙泉露天煤矿外排土场土壤基本性质见表 1。表 1土壤性质Table 1Soil properties界限含水率/%液限塑限最大干密度/(gcm3)最佳含水率/%密度/(gcm3)23818149163(2)毛细土样制备方法。将试验土样自然风干，筛掉石块儿等较大颗粒，均匀分成 6 份，记为 16 号(从左到右)。采用 3 组不同压实度，并各重复一次原则。将土样装入半径为25 cm、高度为 1 m 的有机塑料试管中(试管壁贴有刻度)，控制总填装高度为 60 cm，每次装土 10 cm，再对其进行压实，通过控制总质量来对压实度进行调整，每组装填质量与压实度关系为Wi=kimaxr2h(1)式中，Wi为第 i 组装土重量，g;ki为第 i 组压实度;max为最大干密度，g/cm3;r 为有机塑料管半径，25 cm;h为装土高度，60 cm。结合现场施工所能达到的最大压实度以及原始物料的自然堆积状态下的密度，结合该范围选取了 3组压实度方案见表 2。表 2毛细土样分组Table 2Grouping of capillary soil samples组别密度/(gcm3)质量/kg压实度/%1162874990216757659331722781963.2毛细试验规律将所制备毛细土样放预定方案填入竖向毛细管，从注水开始计时并记录观察。读数时间应按照前密后疏原则1719 进行，前一小时每隔 5 min 读取一次，后续可根据情况，数小时读取一次，试验原理如图 4所示。毛细水上升初期，上升速率较快，以肉眼可见的速度快速上升，可清晰的观察出，压实度 90%上升速率最快，96%上升最慢，93%上升速率则介于最大与最小之间，图 5(a)为不同压实度下毛细水上升高度与时间关系，并获得每组实验数据平均值，绘制出平均上升高度与时间关系曲线如图 5(b)所示。采用幂函数 h=atb对不同压实度下毛细水上图 4毛细水上升试验原理Fig4Schematic diagram of capillary water rise test图 5毛细水上升高度与时间关系Fig5elation curve between capillary water rising height and time升高度 h 与时间 t 关系进行拟合(图 5(b)，并通过求导获得毛细上升速度与上升时间的函数式，见表 3。根据表 3 的 ht 及 vt 关系式，绘制毛细上升高度与时间、毛细上升速度与时间的函数曲线如图 6，7所示。毛细水上升初期，快速上升持续时间为 0 10 min。在第1 h 时，压实度为 90%，93%和96%的平均上升高度分别为 135，130，106 cm，在第 2 h 时，平均上升高度分别为 183，158，126 cm。632增刊 1马力等:干旱区露天煤矿外排土场重构包气带上层滞水毛细作用机制表 3试验数据拟合函数Table 3Test data fitting function序号压实度/%毛细水上升高度与时间拟合方程毛细水上升速度 v 与上升时间的函数关系190h=14905t0358，2=0982 44v=dh/dt=5335t0642293h=12134t053，2=0998 75v=dh/dt=4283t0647396h=7943t0397，2=0975 90v=dh/dt=3153t0603图 6毛细水上升高度与时间拟合关系Fig.6Diagram of the relationship between the height ofcapillary water rise and time fitting图 7不同压实度的毛细水上升速率关系Fig.7Capillary water rise rate relationship curve withdifferent degrees of compaction从图 7 可以看出，010 h 为上升速度变化最为剧烈的时间段，在试验开始 01 min 内，毛细水上升最快的为压实度 90%实验组，其速度为 5335 cm/h，毛细水上升最慢的为压实度 96%实验组，其速度为3153 cm/h，而 压 实 度 93%实 验 组 上 升 速 度 为4283 cm/h。从10 h 至实验结束过程中，速度变化逐渐趋于平缓、变化率趋于 0。压实度 90%、93%实验组在开始后的第 3 d 毛细水到达顶点，压实度 96%实验组则在第 4 d 到达顶点。4毛细水上升规律数值模拟方法4.1多物理场瞬态模拟原理采用多物理场耦合特征对毛细通道的填充进行建模，利用“两相流，水平集”或“两相流，相场”多物理场耦合特征。“水平集”接口使用重新初始化水平集方法来模拟空气与水之间的流体界面。计算区采用矩形单元网格，吸水位置处适当加密网格以提高精准度。两相流动力学是由 CahnHilliard 方程控制，主要用于追踪 2 种不相溶液体的扩散界面，该方程分为2 个方程式20 为t+u=2(2)=2+(2 1)(3)式中，u 为流体速度，m/s;为迁移率，(m3s)/kg;为混合能量密度，N;为界面厚度参数;为相场助变量;为无量纲相场变量。能量密度和界面厚度与表面张力系数 关系21 为=槡2 23(4)两相流中，各流体间体积分数22 为Vf1=1 2Vf2=1+2(5)式中，Vf1为水的体积分数;Vf2为空气的体积分数;为无量纲相场变量。多物理场耦合特征表达式23 为=w+(airw)Vf2(6)=w+(airw)Vf2(7)式中，为密度，kg/m3;为动力黏度，Pas;下角 w表示水，下角 air 表示空气。4.2模拟结果与分析首先，对模型尺寸进行设定，模型高度为 60 cm，宽度为 5 cm。模型材料为水、空气、土壤，对每种材料属性进行设定(表 4)。其次，选用瞬态分析对毛细上升进行数值模拟，模拟时间的设定需大于物理实验，该物理时间共用时 7 530 min，该瞬态模拟步长设定为 8 000 min。表 4模型材料属性Table 4Model material properties材料土壤水空气密度/(kgm3)1 0001动力黏度/(Pas)1761050001孔隙率06732煤炭学报2023 年第 48 卷模型边界条件的设定，采用 BrooksCorey 毛细压力模型，并设定水沿 y 轴的重力矢量，将质量通量设定在模型顶端。通过模拟获得不同压实度下毛细水上升高度与时间关系曲线如图 8 所示，数值模拟结果与物理模拟所得出整体趋势相同，在相同时间内，毛细水上升高度与压实度呈反比，且均为前期上升速率较大，随后减缓趋于稳定。同时，将不同时刻下的数值模拟结果与物理实验结果进行比对(图 9)。模拟的含水率上升与时间关系同实测数据基本吻合。图 8数值模拟毛细水上升高度与时间关系Fig.8Numerically simulates the relationship betweencapillary water rise height and time图 9毛细水上升试验值与模拟值对比Fig.9Experimental value and simulation value ofcapillary water rise5毛细水补给植物利用试验5.1材料与方法为模拟不同压实度下毛细作用对植物生长的影响程度，设置了一种植物种植方式24，如图 10 所示。该装置由塑料桶及 3 跟塑料管构成，每根管子直径为3 cm，直通土壤底部 5 cm 处，用于对植物根部的供水。选用相同的毛细试验土样，按照毛细试验中 3 组不同压实度为种植土壤的选取参数，分别进行植物种植。试验分为 3 组，记为 A、B、C 组。将土壤筛分，并剔除较大颗粒石块儿。在每个桶图 10植物种植装置Fig10Plant planting device中先铺设 5 cm 透水砂层，其目的是在进行底部浇水时，利于水分的均匀下渗，使水分的分布更加均匀，利于之后的土壤毛细作用。其次，再将浇水管贴紧桶壁，均匀放置在透水砂层，再进行表土填充。A 组不进行压实，填充 10 cm 表土，质量为 749 kg，压实度为 90%。B 组每填充 5 cm 压实 10 次，并控制高度，质量为 765 kg，压实度为 93%。C 组每填充 5 cm 压实 20 次，并控制高度，质量为 781 kg，压实度为96%。通过底部浇水管，在每个桶底部每次浇水300 mL。5.2结果分析选用玉米进行种植试验，试验周期为 20 d，试验期间共进行了 2 次浇水，均在植物发芽前，待发芽后均不再进行浇水，观察植物生长趋势，直至枯萎。将3 组试验桶中分别埋入 5 颗玉米种，埋置深度为4 cm，每日光照时间为 8:00:0016:00:00。表 5 为2 批种植植物生长情况曲线，其中，第 1 批种植于20220226 进行，在种植后第 6 天除 B1，B2，C2 未发芽，其余均已发芽，种植后第 15 天，B1，C1，C2 最先开始枯萎，第 19 天，B3 最后枯萎。第 2 批种植于 20220328 进行，在种植后第 7天，A#1、A#3、B#2、B#3、C#2、C#3 开始发芽。在生长第16 天，A#1、A#2、C#2、C#3 均开始枯萎，第 19 天，B#1、C#1、C#2 开始枯萎。在 2 批种植试验中，B，B#组中植物存活时间相对最久且长势较好，在实际应用过程中，压实密度应尽量介于土壤最大压实密度与自然状态密度中间值。结合物理实验与数值模拟研究分析，90%压实度处理下植物长势较差的原因可能有:毛细水上升速率提升，使得水分过早到达表层，导致水分过早挥发。降低了上层土壤的持水能力，致使植物根部上层无法持续的获得水分。种植物种对压实度的响应不同。832增刊 1马力等:干旱区露天煤矿外排土场重构包气带上层滞水毛细作用机制表 5不同压实度下植物生长高度与时间关系Table 5elationship curve between plant growth height and time under different compactness压实度90%93%96%第 1 批种植(20220226)第 2 批种植(20220328)6结论(1)通过室内物理试验测得，在不同压实度下，土壤毛细水上升速率存在显著差异，土壤压实度越大，则毛细水上升速率越慢，压实度与毛细上升速率成负相关。(2)利用多物理场瞬态模拟原理，模拟分析了不同压实度对毛细作用的影响规律，确定在相同时间内，毛细水上升高度与压实度呈反比关系，且前期上升速率较大，随后减缓趋于稳定。(3)依据物理模拟相同压实度方案，进行室内植物种植，确定当土壤压实密度为 93%时，植物长势最佳，且植物的存活时长均高于其他 2 组，验证了物理试验与数值模拟的水分运移规律，且植物生长及毛细作用存在最佳压实度。参考文献(eferences):1马力，罗强，武璟，等 露天矿外排土场粒径及土层厚度对表土渗透规律影响 J 太原理工大学学报，2021，52(6):953959MA Li，LUO Qiang，WU Jing，et al Influence law of particle sizeand soil thickness on the permeability of topsoil of openpit dump J Journal of Taiyuan University of Technology，2021，52(6):953959 2周宏 干旱区包气带土壤水分运移能量关系及驱动力研究评述 J 生态学报，2019，39(18):65866597ZHOU Hong eview of studies on the relationship between soil wa-ter movement and energy and their driving forces in the vadose zoneof arid regionsJ Acta Ecologica Sinica，2019，39(18):65866597 3马媛 西北沙漠湖盆区毛细水上升特性及其植物生态学意义 D 西安:长安大学，2012MA Yuan The characteristics of the capillary water rise and its plantecological significance in northwest desert lake-basin regionD Xi an:Chang an University，2012 4王丽，王金生，杨志峰，等 不流动水对包气带溶质运移的影响研究进展 J 水利学报，2001，46(12):6873WANG Li，WANG Jinsheng，YANG Zhifeng，et al A review ofstudy on effect of immobile water on solute transport in unsaturatedzone J Journal of Hydraulic Engineering，2001，46(12):6873 5LI Y，SATYANAGA A，AHADJO H Characteristics of unsatu-rated soil slope covered with capillary barrier system and deep-root-ed grass under different rainfall patternsJ International Soiland Water Conservation esearch，2021，9(3):405418 6李强，李同录，乔志甜，等 非饱和土粒间毛细作用的微观不连续变形分析 J 工程地质学报，2021，29(3):834842LI Qiang，LI Tonglu，QIAO Zhitian，et al Microscopic discontinui-ty deformation analysis of capillary in unsaturated soil J Journal ofEngineering Geology，2021，29(3):834842 7荣颖，王淳，孙光林，等 不同重构土壤材料配比的土壤改良和苜蓿生长效应研究 J 金属矿山，2022，51(6):197204ONG Ying，WANG Chun，SUN Guanglin，et al esearch oneffect of different ratios of reconstructed soil materials on soil im-provement and alfalfa growthJ Metal Mine，2022，51(6):197204 8郭振，师晨迪 不同复配比例土壤的细菌群落结构和功能预测 J 环境科学与技术，2021，44(1):6976GUO Zhen，SHI Chendi Prediction of bacterial community structureand function in different compound ratio soilsJ Environmen-tal Science and Technology，2021，44(1):6976 9李小雁 干旱地区土壤植被水文耦合、响应与适应机制J 中国科学:地球科学，2011，41(12):17211730932煤炭学报2023 年第 48 卷LI XiaoyanMechanism of coupling，response and adaptationbetween soil，vegetation and hydrology in arid and semiarid regionsJ Scientia Sinica(Terrae)，2011，41:1721 1730 10杨丽虎，徐迎春，马玉学，等 引黄灌区包气带土壤水分运移及对地下 水 的 补 给J 水 土 保 持 研 究，2021，28(6):168174YANG Lihu，XU Yingchun，MA Yuxue，et al Water movementin the unsaturated zone and groundwater recharge in the yellowriver irrigation areaJ esearch of Soil and Water Conservation，2021，28(6):168174 11MASOODI，PILLAI K M Darcy s law-based model for wickingin paper-like swelling porous mediaJ AIChE Journal，2010，56(9):22572267 12虞佩媛，王文科，王周锋，等 包气带岩性结构对降雨入渗能力的影响 J 水利水电技术，2019，50(3):2533YU Peiyuan，WANG Wenke，WANG Zhoufeng，et al Influence oflithologic structure of vadose zone on rainfall infiltration capacityJ Water esources and Hydropower Engineering，2019，50(3):2533 13KACIMOV A，ALMAKTOUMI A，ALISMAILY S，et al Wa-ter table rise in arid urban area soils due to evaporation impedanceand its mitigation by intelligently designed capillary chimneysiphons J Environmental Earth Sciences，2021，80(17):611 14MA Li，LIU Chendong，BI Yinli，et al Experimental study on im-permeability law of aquiclude reconstructed by mudstone of exter-nal dump in arid zoneJ Advances In Civil Engineering，2021DOI:10 1155/2021/5561794 15周奇，陈太红，朱振南，等 黄土路基毛细水上升规律试验模拟研究 J 烟台大学学报，2015，28(1):5460ZHOU Qi，CHEN Taihong，ZHU Zhennan，et al Numerical andexperimental study on capillary rise of phreatic water in loess road-bed J Journal of Yantai University，2015，28(1):5460 16罗友进，王武，余端，等 土壤压实对土壤生化循环和生态效应的影响 J 江苏农业科学，2014，42(2):317319LUO Youjin，WANG Wu，YU Duan，et a1 Effects of soil compac-tion on soil biochemical cycles and ecological effectsJ JiangsuAgricultural Sciences，2014，42(2):317319 17吕秋丽，杨海华 不同土质孔隙结构特点及其毛细水上升规律分析 J 能源与环保，2019，41(5):102106L Qiuli，YANG Haihua Pore structure characteristics of differentsoil sand analysis of capillar