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利用井下采空區進行水源蓄存和循環利用的地下水庫技術是實現西部礦區保水采煤的有效措施,研究確定采空區的合理儲水容量對于地下水庫技術的安全高效實施至關重要.綜合采用理論分析、模擬實驗與現場實測等手段,就地下水庫儲水容量計算、以及極限庫容與合理庫容的確定等問題進行了研究,結果表明:地下水庫的儲水容量即為儲水范圍內覆巖垮落帶破碎巖塊間自由空隙量與裂隙帶斷裂巖層離層裂隙量的總和;基于覆巖垮落帶類拋物空間形態模型的構建,得到了考慮煤層傾角條件下垮落帶巖體空隙量的計算公式;利用覆巖采動裂隙分布的“O”形圈理論模型,獲得了覆巖各層關鍵層底界面及相鄰關鍵層間斷裂巖層的離層空隙量確定方法;由此根據儲水水位在覆巖垮裂帶內的不同位置,建立了地下水庫儲水容量的數學表達式,形成了地下水庫極限庫容與合理庫容的確定方法,指導了李家壕煤礦地下水庫工程實踐.
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王河地下水庫是濱海平原有壩型地下水庫,具有防治海水入侵和供水的雙重功效。為正確認識王河地下水庫所提供的相關經濟及生態效益,合理評估其效益價值就顯得尤為必要。采用相關價值評估方法,分別評價了王河地下水庫的征地節約、蒸發節約、水源涵養和調蓄洪水、防治海水入侵、提升地下水位、恢復濕地、供水以及糧食增產等效益價值。經過計算,各項效益價值量從大到小依次為征地節約>防治海水入侵>涵養水源、調蓄洪水>糧食增產>供水>蒸發節約>恢復濕地>提升地下水位,效益估值分別為1.84億元、6619.59萬元、4648.97萬元、2647.23萬元、1269.29萬元、903.62萬元、819.9萬元和646.36萬元。相比較淡水供給這一直接效益價值,王河地下水庫提供了更為豐富也更為龐大的間接效益價值,為地下水庫效益評估提供了有益的參考。
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