利用井下采空区进行水源蓄存和循环利用的地下水库技术是实现西部矿区保水采煤的有效措施,研究确定采空区的合理储水容量对于地下水库技术的安全高效实施至关重要.综合采用理论分析、模拟实验与现场实测等手段,就地下水库储水容量计算、以及极限库容与合理库容的确定等问题进行了研究,结果表明:地下水库的储水容量即为储水范围内覆岩垮落带破碎岩块间自由空隙量与裂隙带断裂岩层离层裂隙量的总和;基于覆岩垮落带类抛物空间形态模型的构建,得到了考虑煤层倾角条件下垮落带岩体空隙量的计算公式;利用覆岩采动裂隙分布的“O”形圈理论模型,获得了覆岩各层关键层底界面及相邻关键层间断裂岩层的离层空隙量确定方法;由此根据储水水位在覆岩垮裂带内的不同位置,建立了地下水库储水容量的数学表达式,形成了地下水库极限库容与合理库容的确定方法,指导了李家壕煤矿地下水库工程实践.
王河地下水库是滨海平原有坝型地下水库,具有防治海水入侵和供水的双重功效。为正确认识王河地下水库所提供的相关经济及生态效益,合理评估其效益价值就显得尤为必要。采用相关价值评估方法,分别评价了王河地下水库的征地节约、蒸发节约、水源涵养和调蓄洪水、防治海水入侵、提升地下水位、恢复湿地、供水以及粮食增产等效益价值。经过计算,各项效益价值量从大到小依次为征地节约>防治海水入侵>涵养水源、调蓄洪水>粮食增产>供水>蒸发节约>恢复湿地>提升地下水位,效益估值分别为1.84亿元、6619.59万元、4648.97万元、2647.23万元、1269.29万元、903.62万元、819.9万元和646.36万元。相比较淡水供给这一直接效益价值,王河地下水库提供了更为丰富也更为庞大的间接效益价值,为地下水库效益评估提供了有益的参考。
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