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研究综述
揭示矿区土壤水分特性对生态环境保护具有重要意义。本文基于2023年普朗铜矿草地未采区、草地裂缝区、林地未采区、林地裂缝区不同深度土壤水分监测数据，构建了 4个地块的 Hydrus-1d土壤水分运移模型，模拟典型降雨事件下矿区不同地块水分通量演变特征及包气带水分入渗深度。结果表明：土壤水分模拟决定系数R2 均大于0. 6，平均绝对误差RMSE和均方根误差MAE均小于1，建立的普朗铜矿区土壤水分运移模型具有较高的准确度。埋深20 cm处土壤水分通量最大，随着土层深度的加深，各地块土层土壤水分通量均呈明显下降趋势；埋深0~120 cm范围内草地裂隙区、林地裂隙区的土壤水分通量比草地未采区和林地未采区相应提高了 3. 52%和 5. 79%；草地平均水分通量（4. 07%）大于林地（2. 86%）。相同降雨条件下，草地裂缝区入渗深度最大，林地未采区入渗深度最小；单次降雨量达35 mm才能对深层地下含水层进行补给。
主要结论
（1）建立的 Hydrus-1d 普朗铜矿区各地块水分运移模型具有较高的准确度，决定系数R2 大于0.6，平均绝对误差 RMSE 和均方根误差 MAE 均小于 1。对于不同地块而言，草地水分模拟效果较林地好，未采区模拟效果较裂缝区好。这是因为植被根系分布情况会影响土壤水分的吸收和释放过程，水分波动情况复杂，裂缝区土壤孔隙发育，水分长期处于不稳定状态。
（2）裂缝区的水分通量显著大于未采区，0~120 cm内草地裂隙区、林地裂隙区的水分通量比草地未采区和林地未采区相应平均提高了3.52%、5.79%。草地水分通量（4. 07%）大于林地（2.86%）。20 cm 处土壤水分通量最大，各地块随着土层深度的加深，土层间的土壤水分通量明显下降。
（3）小雨条件下，对林地未采区 10 cm 深度补给，说明小雨仅能使林地表层10 cm土壤水分增加，大雨条件下，林地未采区入渗深度达 100 cm，林地未采区、草地裂缝区和林地裂缝区降雨入渗深度都达到 120 cm。相同降雨条件下草地裂缝区入渗深度最大，林地未采区入渗深度最小。单次降雨量只有在35 mm或者更大才能对深层包气带或地下含水层进行补给。
主要图表
图1 研究区地理位置
表2 率定后的土壤物理性质与水力参数
图2 林地未采区和林地裂缝区土壤水分模拟值与监测值对比情况
表3 土壤水分模拟效果评价
图3 不同地块0~120 cm土壤水分通量对降雨的响应
a—降雨量；b—20cm深度；c—40cm深度；d—80cm深度；d—120cm深度
图4 不同降雨类型下降雨前后土壤剖面水分变化情况
a—草地未采区；b—草地裂缝区；c—林地未采区；d—林地裂缝区
本文受云南迪庆有色金属有限责任公司科研项目（DQYSZYB-09-（2021）001）、湖南省杰出青年科学基金（2024JJ2070）、中南大学创新驱动计划（2023CXQD044）与湖南省自然资源厅自然资源一般项目（2022-30）联合资助。
文章刊登于《矿产勘查》第15卷第8期
引用格式：龙晓峰, 贺勇, 张召, 陈科平, 金福喜, 魏贺, 张可能 . 2024. 普朗铜矿区土壤水分运移动态监测与数值模拟研究[J]. 矿产勘查, 15(8): 1500-1507.
Citation: Long Xiaofeng, He Yong, hang Zhao, Chen Keping, Jin Fuxi, Wei He, Zhang Keneng. 2024. Dynamic monitoring and numerical simulation of soil moisture transport in the Pulang Copper Mine area[J]. Mineral Exploration, 15(8): 1500-1507.
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编辑：贺昕宇
审核：王学明
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