生态学杂志 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (7): 2156-2165.doi: 10.13292/j.1000-4890.202607.011
• ·矿区生态过程与生态修复专栏· (专栏组织专家: 伍松林、王少锋、王美娥、刘允佳) • 上一篇 下一篇
熊姝臻1,梁佳星2,罗根华3,吕刚1*
XIONG Shuzhen1, LIANG Jiaxing2, LUO Genhua3, Lv Gang1*
摘要: 阐明废石场边坡内部优先流发育特征,对优化废石场复垦方案,提升其长期稳定性具有关键作用。本研究以辽宁省阜新市恒泰铁矿为对象,采用室内染色示踪试验和统计分析相结合的方法,分析2~7 cm碎石粒径条件下,不同碎石含量(65%、75%、85%)及入渗水量(90、120、150 mm)对优先流发育的影响,借助图像处理技术,基于多个指标对碎石土优先流发育情况进行评价。结果表明:(1)碎石含量对优先流发育具有双重调控作用,碎石含量65%条件下,优先流发育受到抑制,表现为染色形态变异系数最大而优先流比、长度指数及总染色面积比均为最小;随碎石含量增加,优先流发育显著增强,当碎石含量达85%时,呈现最优优先流发育特征。(2)入渗水量是驱动优先流发育的关键动力,不同碎石含量条件下,入渗水量从90 mm增加至150 mm时,优先流比和长度指数均显著增加,染色形态变异系数显著降低(P<0.01)。(3)碎石含量75%是优先流发育的临界阈值,≤75%时主要为水力驱动控制,>75%时基质作用为主导。(4)优先流比、长度指数、总染色面积比均与染色形态变异系数呈负向线性关系(P<0.01),四者共同构成了优先流发育的整体特征。(5)四阶多项式函数能较为准确描述优先流的非线性衰减特征。综上,优先流发育过程中会形成碎石含量入渗水量“双阈值”调控机制,碎石含量85%与入渗水量150 mm共同作用下,可实现最优水分运移,而75%碎石含量为调控水力驱动与基质作用的平衡点。