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

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...