一、项目名称

两淮矿区采煤沉陷区水循环机制及水资源综合利用关键技术研究

二、项目简介

该项目属地球系统与环境科学领域。在淮南矿业（集团）有限责任公司企业自主创新项目等资助下，我院与平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司、中国水利水电科学研究院等单位合作，针对两淮矿区采煤沉陷区624平方公里范围，大规模的开采沉陷造成生态环境破坏，形成土地丧失、地表水系紊乱、地面安全隐患、水利设施损毁等问题。采用理论分析、相似模拟、数学建模、现场监测等相结合方法，历时8年时间，研究明确了采煤沉陷区水循环转化机制，构建分布式“水量-水质”模拟预测模型，提出了水资源综合利用关键参数。该研究成果有力推动了水循环及其综合模拟技术的发展，促进了学科的交叉融合创新，成功应用于两淮矿区。

三、主要创新

1.明确了两淮矿区采煤沉陷区水循环转化机制，揭示了高潜水位环境下的沉陷区积水机理。从理论和定量层面认知高潜水位采煤沉陷区的积水成因和积水来源，将沉陷区各水循环通量分项与沉陷区积水量和积水面积动态关联起来，与水文模型、地下水数值模型之间嵌套耦合，明确水循环转化机制。

2.创建了采煤沉陷区分布式“水量-水质”综合模拟预测模型，揭示了沉陷区水环境特征规律并进行了演变趋势预测。首次实现“河道-沉陷区-地下水”水循环与煤矿区“干湿沉降-坡面迁移-河道汇入”水环境两大系统耦合模拟；研发出采煤沉陷积水区的水环境监测方法及装置；提出了预防及治理采煤沉陷区水体污染的技术。

3.研发了两淮矿区采煤沉陷区蓄洪除涝与水资源利用关键技术。研发了采煤沉陷区蓄洪除涝功能与潜力评估技术、采煤沉陷区水资源合理调配等技术；首次定量论证了两淮矿区采煤沉陷区的蓄洪除涝作用和可供水量等重大水利工程参数，为利用采煤沉陷区抵御“关门淹”水害、提升淮河中游防洪安全水平提供了科技支撑。

4.构建了采煤沉陷区水利设施监测体系，统筹优化重大水利工程布局。研究建立沉陷区水利设施安全监测与沉陷灾害防治体系；优化了水利工程布局，成功应用于淮南淝左堤堤线调整工程。

该项目获授权发明专利7项，实用新型专利3项，发表论文20余篇，软件著作权1项，出版专著1部，荣获淮南市2017年科技进步一等奖， 2018年度中国煤炭工业协会科学技术二等奖、2018年度安徽省科学技术一等奖。

四、推广应用情况

本项目成果应用在安徽省重大水利工程规划，对西淝河堤防线路调整等大型工程提供了重要的科技支撑。释放了煤炭资源量22603万吨，保证了淮北大堤安全，减轻了西淝河流域“关门淹”机率。近三年来，累计新增产值723720.2 万元，新增利润76171 万元。

本项目成果统筹采煤与防洪、排涝、灌溉与水资源利用关系，破解矿业发展面临的自然-社会矛盾，促进区域生态环境改善及生态文明建设，为两淮矿区沉陷区水生态恢复治理提供重要方向，具有十分显著的社会经济和生态环境效益，应用前景广阔。