煤礦開采沉陷對地表土壤水分的影響研究

楊志文，劉文鍇，胡青峰, 閆安

(1.陽泉市大陽泉煤炭有限責任公司，山西 陽泉 045000；2.華北水利水電大學 測繪與地理信息學院，河南 鄭州 450046)

煤炭資源是我國重要的能源之一[1]，但是隨著大規(guī)模、長時間地被開采，地表塌陷、水土流失、植被破壞、地下水系紊亂等一系列生態(tài)環(huán)境問題接踵而來[2-6]。目前，我國90%以上的煤炭開采采用的是井工開采的方式[7]，但是這種開采方式會破壞煤層覆巖的應(yīng)力平衡，導(dǎo)致地表沉陷，并對土壤水的分布和儲量帶來很大的影響。

土壤水是指由地面向下至潛水面以上土壤層中的水分，也稱為非飽和帶土壤水分，其作為“四水” (地表水—地下水—大氣水—土壤水)轉(zhuǎn)換的樞紐，不僅是陸地植被和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)賴以生存的源泉，也是水資源在形成、轉(zhuǎn)化和消耗過程中不可缺失的部分[8-9]。土壤水資源儲量巨大，可被植物根系吸收，是地表植被生存和發(fā)育不可或缺的因素，土壤水方面的研究也是土壤物理學的一個重要研究分支，特別是對礦區(qū)土壤水變化的研究受到諸多學者的廣泛關(guān)注[10-12]。

由煤炭開采引起的地表大規(guī)模塌陷、形狀規(guī)模不等的裂縫等，直接影響到了土壤的各種理化性質(zhì)[13]，從而造成土壤質(zhì)量的惡化[14]，對地下水循環(huán)產(chǎn)生了嚴重的影響[15]。另外，煤礦開采還破壞了包氣帶的原有結(jié)構(gòu)，使得整個包氣帶土壤水的流動路徑發(fā)生變化，對地表植被水分的吸收和降水的入滲產(chǎn)生了負面影響[16]。

此外，在煤炭的開采過程中，一般需要疏干地下水，在地下水含水層與上層松散巖石之間存在不透水層，而礦井的挖掘則打通了隔水層，導(dǎo)致巖層中產(chǎn)生大量的垂向裂縫，從而形成導(dǎo)水通道，使得地下水泄漏，并向土壤水轉(zhuǎn)換。同時地表也會形成地裂、地陷，破壞了土壤結(jié)構(gòu)，形成采空區(qū)，對土壤水循環(huán)過程造成一定的影響[17]。煤礦開采沉陷對土壤水最直接的影響是使得地下水轉(zhuǎn)換成礦井水，從而導(dǎo)致地下水位下降，減少地下水對土壤水的補給且加劇土壤水的蒸發(fā)，最后導(dǎo)致地表植被退化、土地沙化、水土流失加劇等[16,18]。

山西省陽泉市是我國重要的煤炭生產(chǎn)基地，煤炭開采是當?shù)氐闹еa(chǎn)業(yè)之一。但該區(qū)域?qū)倥瘻貛О霛駶櫞箨懶约撅L氣候區(qū)，降水集中，水土資源易被污染，同時地表植被較為單一，生態(tài)環(huán)境脆弱。由煤炭開采引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題十分嚴重，因此，在陽泉市礦區(qū)內(nèi)進行土壤水分特性研究勢在必行。本文通過野外實測，采集研究區(qū)的地形特征、土壤類型、坡度坡向等資料，測定土樣的水分含量，分析煤礦開采沉陷對土壤水的影響。

1 研究區(qū)概況及研究方法

1.1 研究區(qū)概況

陽泉市位于太行山中段西麓，地處山西連接河北的要沖，是山西的東部門戶。陽泉市礦區(qū)位于陽泉市西南部(北緯37°51′～37°55′，東經(jīng)113°29′～113°33′),是陽泉市的5個建制縣(區(qū))之一，如圖1所示。礦區(qū)主要含煤地層為太原組和山西組，含煤地層總厚為176 m ，含煤17層，其中主要采煤區(qū)位于第3、12、15層。陽泉市礦區(qū)屬于娘子關(guān)泉水文地質(zhì)單元，碳酸鹽巖裸露面積為1 802.5 km2，占礦區(qū)總面積的25%左右。礦區(qū)含水層按水理性質(zhì)可分為砂礫石孔隙含水層、砂巖裂隙含水層和灰?guī)r溶隙含水層，其中以砂礫石孔隙含水層的單位涌水量和滲透系數(shù)最大，分別為3～5 L/(s·m)和20～50 m/d[19]。礦區(qū)地下水主要為基巖裂隙水和碳酸鹽巖類巖溶水。研究區(qū)冬夏長、春秋短，四季分明，日照比較充足，晝夜溫差較大。年均氣溫一般8～12 ℃，無霜期平均為130～180 d，年降水量450～550 mm。地勢為西高東低，地形最高點位于井田南部，平均海拔1 136.3 m，最低點位于東北部，海拔710 m，地形最大相對高差為426.3 m。

研究區(qū)煤礦開采造成的巖層位移對土壤水的分布產(chǎn)生嚴重影響，并反作用于礦區(qū)煤層。因此，研究煤礦開采沉陷對土壤水的影響對礦區(qū)安全運行具有重要的意義。

1.2 研究方法

采用野外調(diào)查測量法對研究區(qū)的地形特征、土壤類型、海拔高度、坡度坡向以及不同位置植被的胸徑、樹高等資料進行采集。

測定土壤水分所需設(shè)備為土鉆、土壤篩(孔徑1 mm)、鋁盒、分析天平(0.01 g)、中型電熱恒溫烘箱。首先，在測試地點使用土鉆鉆取有代表性的新鮮土壤，刮去土鉆中的上部浮土，裝入已知準確質(zhì)量的鋁盒內(nèi)，蓋緊，裝入木箱，帶回室內(nèi)。將鋁盒外表擦拭干凈，立即稱重。然后，將土壤樣品裝入25 mm×25 mm的樣品盒中，放入烘箱,設(shè)定在105 ℃烘至恒重(12 h)，取出后，等待土壤恢復(fù)至室溫，再次稱重。兩次稱重的差值即為各個土壤樣品所含水分的質(zhì)量。最后，利用經(jīng)典統(tǒng)計學軟件SPSS 25.0和Excel 2019對土壤含水量進行經(jīng)典統(tǒng)計學分析。

本研究共設(shè)置了12個采樣點，其中5個點位于沉陷區(qū)(分別為位于開采沉陷區(qū)坡頂處的b42和b39、位于開采沉陷區(qū)上坡處的b35、位于開采沉陷區(qū)坡中位置的b31和b29)，7個對照點(位于未開采區(qū)上坡位區(qū)的c42、位于山坡坡中位置的c35、位于喬木林地的c33和c31、位于上山道路口人工林的a25、a22和a19)，具體位置如圖1(b)所示，采樣時間為2019年4—9月。

2 結(jié)果分析

2.1 沉陷對土壤水分垂直方向上的影響

2.1.1 沉陷對表層土壤水分的影響

沉陷區(qū)和對照區(qū)土壤水分剖面分布情況見表1。由表1可知：在2019年4月，沉陷區(qū)(0,40] cm深度的土壤含水量與對照區(qū)土壤含水量相差不大；由于采煤沉陷的緣故，沉陷區(qū)(0,10] cm深度的土壤含水量卻比對照區(qū)的略低；隨著地面產(chǎn)生沉降，沉陷區(qū)地勢略微降低，土壤水分出現(xiàn)匯聚升高；沉陷區(qū)(20,40] cm深度的土壤含水量高于對照區(qū)的，土壤含水量有明顯差異，受土體結(jié)構(gòu)變化的影響，沉陷區(qū)土壤滲透性增大；2019年7月，沉陷區(qū)(0,40] cm深度各土層的土壤含水量均高于且遠高于對照區(qū)的，這是因為在7月7日、7月10日、7月13日出現(xiàn)了小雨和中雨且降雨量較大。

受降雨和季節(jié)的影響，在2019年7月出現(xiàn)7 d以上的降雨天氣，8月出現(xiàn)4 d降雨，所以在2019年7—9月，沉陷區(qū)土壤水分蒸發(fā)量比對照區(qū)的大。但在總體上，沉陷區(qū)土壤水分的散失未影響到植被的正常生長，沉陷區(qū)植被生長情況與對照區(qū)植被生長情況大致相同，這跟沉陷區(qū)煤礦開采時間較短有關(guān)系。

對表層土不同深度的含水量進行方差分析，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，沉陷區(qū)和對照區(qū)土壤含水量存在較大差異：在(10,40] cm深度范圍內(nèi)，沉陷區(qū)土壤含水量普遍高于對照區(qū)的，且兩者間的差異隨土層深度的增大而不斷增大；(0,10] cm深度范圍內(nèi)的土壤含水量差異較小，沉陷區(qū)和對照區(qū)之間的土壤含水量差異只有0.08%，并未達到5%的顯著性水平；而在(10,20] cm、(20,30] cm和(30,40] cm深度范圍的土層，沉陷區(qū)土壤含水量明顯高于對照區(qū)的，其中(30,40] cm深度的土層，這二者之間含水量的差異最大(2.96%)。方差分析也顯示差異性在這3個深度范圍的土層中都達到了顯著性水平(p<0.05)。造成這種土壤水分差異的原因是：煤礦開采導(dǎo)致地面出現(xiàn)沉降，沉陷區(qū)的地勢開始降低，土壤出現(xiàn)匯水情況，水分恢復(fù)速度加快。

圖2 表層不同土層深度的土壤含水量變化

對沉陷區(qū)各深度土壤含水量進行對比分析，發(fā)現(xiàn)(10,40] cm和(0,10] cm深度之間的土壤含水量差異達到了顯著性水平(p<0.05)，而對照區(qū)的并未達到5%的顯著性水平。這說明隨著開采時間的增加，采煤沉陷已經(jīng)開始影響到了土壤水分的正常分布特征，破壞了土體的天然結(jié)構(gòu)，增大了土壤水的滲透率，增強了土壤水分的變異性。

2.1.2 沉陷對中深層土壤水分的影響

在土層深度為(40,160] cm的范圍內(nèi)，沉陷區(qū)土壤含水量相對較高，對照區(qū)的偏低，詳細情況見表2。

由表2可知,2019年4、7、9月份的取樣調(diào)查結(jié)果顯示，對照區(qū)和沉陷區(qū)的土壤含水量在4月和7月差異相對較大，9月差異不明顯。2019年4月和7月，沉陷區(qū)在(40,60] cm、(60,80]cm、(80,100] cm、(100,120] cm、(120,140] cm和(140,160] cm 6個深度范圍土層的土壤含水量都高于對照區(qū)的；9月,沉陷區(qū)在(40,60] cm、(60,80] cm和(80,100] cm 3個深度范圍土層的土壤含水量高于對照區(qū)的，在(100,120] cm、(120,140] cm和(140,160] cm 3個深度范圍土層的土壤含水量低于對照區(qū)的。相較于其它深度土層，(80,100] cm深度范圍的土壤含水量差異(沉陷區(qū)-對照區(qū))最大，4月、7月和9月的土壤含水量差異分別為8.41%、11.56%和4.34%。這是因為受到煤炭開采影響，沉陷區(qū)土體結(jié)構(gòu)遭到破壞，水分滲透率變大，上層水分向下遷移，含水量在(80,100] cm深度的土層中達到最大，分別為12.99%、17.76%和9.86%。在4月和7月，沉陷區(qū)和對照區(qū)土壤含水量差異在(140,160] cm深度的土層中出現(xiàn)峰值，分別為4.65%和7.79%，這說明土壤水分在深層也出現(xiàn)了一定程度的下滲；7月份對照區(qū)的土壤含水量由8.30%突降至2.26%，這可能是由于該區(qū)域土壤質(zhì)地發(fā)生變化，對水分的貯存率較高。因此，土壤含水量差異不僅是由于煤炭開采引起的土壤沉陷，還受到了各土層土壤質(zhì)地的影響。在9月，相較于對照區(qū)，沉陷區(qū)的土壤水分差在深度為(100,120] cm、(120,140] cm和(140,160] cm土層中出現(xiàn)負值，這是由于開采區(qū)土壤出現(xiàn)沉陷，水分下滲引起該土層土壤含水量下降；同時也與當?shù)?月的降雨量有一定關(guān)系，降雨量的減少導(dǎo)致深層土壤水分補充不足。

表2 沉陷區(qū)和對照區(qū)中深層不同土層深度的土壤水分含量

對中深層不同深度的土壤含水量進行方差分析，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知：在(40,100] cm深度范圍內(nèi)，沉陷區(qū)和對照區(qū)的土壤含水量存在較大差異，而在(100,160] cm深度的沉陷區(qū)與對照區(qū)各土壤含水量基本持平；在(40,100] cm深度范圍內(nèi)，沉陷區(qū)土壤含水量普遍高于對照區(qū)的，且兩者間差異隨土層深度的增加而不斷增大，其中(80,100] cm土壤含水量的差異最大(7.97%)；沉陷區(qū)和對照區(qū)土壤含水量的差異在(100,120] cm、(120,140] cm、(140,160] cm 3個深度范圍的土層均達到了顯著性水平(p<0.05)。造成這種土壤水分差異的原因是：煤礦開采導(dǎo)致地面出現(xiàn)沉降，沉陷區(qū)的地勢開始降低，土壤出現(xiàn)匯水情況，水分恢復(fù)速度加快。

圖3 中深層不同土層深度的土壤含水量變化

對比沉陷區(qū)各深度土層的含水量，結(jié)果顯示(40,100] cm和(100,160] cm深度范圍土層之間的土壤含水量差異達到了p<0.05顯著性水平，而對照區(qū)的并未達到顯著性水平(p>0.05)。這說明隨著開采時間的增加，采煤沉陷已經(jīng)開始影響到了中深層土壤水分的正常分布。沉陷區(qū)(40,100] cm的中深層土壤屬于水分活躍層，土壤含水量的標準差在1.49%～1.59%范圍內(nèi)變化，該層僅存在部分灌木根系，土壤水分受氣候和植被影響較小，春季植被蒸騰強烈，為表層土壤提供水分，夏季起到貯水作用，水分變化比較活躍。100 cm以下的深層土壤屬于水分穩(wěn)定層，標準差在0.4%～1.0%范圍內(nèi)變化，沉陷區(qū)和對照區(qū)之間的土壤含水量差異未達到顯著性水平(p>0.05)。這是因為該層位于水分活躍層的下部，土壤水分變化幅度明顯減小，在任何時期土壤水均未得到補充，再加上基本沒有植物根系的分布，水分損失小，因此相對穩(wěn)定。

通過分析不同深度土壤的含水量可以得出，沉陷區(qū)的土壤水分具有明顯的垂直分帶性：在(0,40] cm深度范圍內(nèi)水分變化劇烈，分層顯著且快速；在(40,100] cm深度范圍內(nèi)水分變化較劇烈，不同深度土層的水分相對活躍；隨著土層深度的增加，土壤水分逐漸趨于穩(wěn)定，在(100,160] cm深度范圍內(nèi)的土壤水分變化幅度較小，土壤含水量趨于穩(wěn)定。

2.2 沉陷對土壤水分影響的時間變化特征

2.2.1 礦區(qū)表層土壤水的時間變化特征

對不同季節(jié)和不同土層深度的表層土壤水分含量進行測定，結(jié)果如圖4所示。

由圖4 (a)可知：在春季，沉陷區(qū)與對照區(qū)在土壤淺層的含水量略有不同，但都集中在5%～9%；沉陷區(qū)內(nèi)，(0,10] cm、(10,20] cm、(20,30] cm、(30,40] cm土層深度的土壤含水量均高于對照區(qū)的，二者差異在40 cm土層深度達到最大值；沉陷區(qū)在40 cm土層深度處的土壤含水量達到最大值，而對照區(qū)在30 cm土層深度處的土壤含水量達到最大值；沉陷區(qū)與對照區(qū)均是在土壤表層((0,10] cm)的土壤含水量為最低，且沉陷區(qū)的略高于對照區(qū)的。從圖4 (a)中還可以看出，雖然沉陷區(qū)的土壤含水量高于對照區(qū)的，但沉陷區(qū)土壤含水量的垂直分布差異更大。沉陷區(qū)的土壤容重、孔隙比及機械組成等物理特性相較于對照區(qū)的會發(fā)生不同程度的變化，這些也會導(dǎo)致地下水位的降低、地表蒸發(fā)量的增加，從而影響土壤淺層的含水量，造成其更大的垂直分布差異。

圖4 春季、夏季和秋季表層土壤含水量隨土層深度的變化

由圖4(b)可知：在夏季，沉陷區(qū)與對照區(qū)淺層土壤含水量為4%～10%；沉陷區(qū)的土壤含水量在土壤淺層的各個深度均高于其對照區(qū)的；沉陷區(qū)土壤含水量在40 cm土層深度達到最大值，在20 cm土層深度的含水量最小，而對照區(qū)土壤含水量在40 cm土層深度達到最小值，20 cm土層深度的含水量最大，所以在40 cm土層深度處達到二者差異的最大值；在夏季，沉陷區(qū)與對照區(qū)的土壤含水量隨土層深度變化的趨勢完全不同，沉陷區(qū)土壤含水量隨土層深度的增加先減少后增加，而對照區(qū)的土壤含水量則先增加后減少，但沉陷區(qū)與對照區(qū)的拐點都是在20 cm土層深度處。雖然地表沉陷提高了不同深度土層的土壤含水量，但是其隨土層深度的變化趨勢卻與對照區(qū)的截然相反。

由圖4(c)可知：在秋季，沉陷區(qū)與對照區(qū)的土壤含水量均高于4%，且低于9%；沉陷區(qū)在(0,10] cm土層的含水量低于對照區(qū)的，而在(10,20] cm、(20,30] cm、(30,40] cm土層深度中，沉陷區(qū)的土壤含水量均高于對照區(qū)的；沉陷區(qū)土壤含水量隨土層深度的增加呈增加趨勢，所以沉陷區(qū)土壤含水量在土壤表層最小，在40 cm土層深度處達到最大值；而對照區(qū)土壤含水量在0～40 cm土層深度中變化較小，但其土壤含水量也是在土壤表層達到最小，在40 cm土層深度處達到最大值。同樣說明，沉陷區(qū)改變了土壤含水量原本的垂直分布情況，地下水垂直滲透速度加快，地下水水位下降，使得表層土壤水分降低，而較深層土壤水分增加。

2.2.2 礦區(qū)中深層土壤水的時間變化特征

對不同季節(jié)和不同土層深度的中深層土壤水分含量進行分析，結(jié)果如圖5所示。

由圖5(a)發(fā)現(xiàn)：在春季，對照區(qū)和沉陷區(qū)中深層土壤水在春季的變化趨勢相似，但含水量變化幅度差異明顯。對照區(qū)和沉陷區(qū)土壤含水量在100 cm深度土層出現(xiàn)最大值，這說明受到土壤類型、質(zhì)地差異的影響，在土層深度為100 cm以上的土壤水分的滲透率要高于100 cm以下的；同時沉陷區(qū)和對照區(qū)土層分別在140 cm和120 cm以下深度出現(xiàn)含水量回升現(xiàn)象，這與深層土壤水分滲透率的變化有密切關(guān)系，水分下滲量減少，含水量上升；春季深沉陷區(qū)層土壤水含量普遍高于對照區(qū)的，差異最大的是在100 cm處土層，最小的是在140 cm處土層。這是因為受到煤炭開采的影響，開采區(qū)土壤出現(xiàn)沉陷，土體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，土壤水分滲透率高于對照區(qū)的。在(40,100] cm范圍內(nèi)，水分下滲趨勢明顯，沉陷區(qū)在100 cm處土壤含水量達到最大值；(100,160] cm范圍內(nèi)土壤水分下滲量較少，尤其是在(100,120] cm深度，土壤水分出現(xiàn)突減，這是由于春季植被蒸騰作用強烈，中層土壤水補充表層土壤水導(dǎo)致的。

由圖5(b)可知：在夏季，對照區(qū)和沉陷區(qū)的土壤含水量變化趨勢差異明顯，且沉陷區(qū)的土壤含水量普遍高于對照區(qū)的。對照區(qū)在(40,80] cm范圍內(nèi)的土壤含水量變化幅度較小，說明土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化，土壤水分滲透率一致；100 cm土層水分出現(xiàn)最小值(5.92%)，這是由于土壤類型發(fā)生變化，水分滲透率增大，水分大量下滲，這樣在140 cm深度土壤含水量出現(xiàn)最大值(8.00%)。沉陷區(qū)在(40,100] cm深度范圍內(nèi)水分滲透率較對照區(qū)的明顯增大，土壤含水量表現(xiàn)出遞增趨勢，并在100 cm土層出現(xiàn)最大值(17.76%)；(100,120] cm深度范圍的土壤含水量下降趨勢明顯，(120,160] cm深度范圍的土壤含水量逐漸上升；沉陷區(qū)土壤含水量最小值出現(xiàn)在120 cm處土層，但仍高于對照區(qū)的，且含水量增大了0.84%，這表明沉陷區(qū)土壤結(jié)構(gòu)遭到了破壞，各土壤含水量發(fā)生一定程度的變化，但由于開采時間較短，差異值并未達到顯著性水平。

圖5 春季、夏季和秋季中深層土壤含水量隨土層深度的變化

由圖5(c)可知：在秋季，土壤含水量在對照區(qū)和沉陷區(qū)的變化趨勢差異明顯，且沉陷區(qū)含水量普遍高于對照區(qū)的；對照區(qū)土層在(40,80] cm深度范圍內(nèi)土壤含水量變化幅度較小，說明土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化，土壤水分滲透率一致；100 cm土壤含水量出現(xiàn)最小值(5.92%)，這是由于土壤類型發(fā)生變化，水分滲透率增大，水分大量下滲，在120 cm深度處含水量出現(xiàn)最大值(8.00%)。與對照區(qū)相比，沉陷區(qū)在(40,100] cm深度范圍內(nèi)水分滲透率明顯增大，土壤含水量表現(xiàn)出遞增趨勢，并在100 cm土層出現(xiàn)最大值(12.99%)；(100,120] cm深度的土壤含水量下降趨勢明顯，(120,160] cm深度的土壤含水量逐漸上升；沉陷區(qū)土壤含水量最小值出現(xiàn)在120 cm處土層，比對照區(qū)相同深度的土壤含水量高出0.84%，這表明沉陷區(qū)土壤結(jié)構(gòu)遭到了破壞，含水量發(fā)生一定程度的變化。

3 結(jié)論

通過對山西省陽泉市大陽泉煤礦礦區(qū)的不同沉陷位置以及對照采樣點的土壤水分實測數(shù)據(jù)的分析研究發(fā)現(xiàn)，煤礦開采導(dǎo)致的礦區(qū)沉陷對土壤水具有顯著的影響，得到如下結(jié)論：

1)該煤礦在(0，160] cm深度范圍內(nèi)土層的土壤含水量具有顯著的季節(jié)變化特征，土壤含水量大小具體表現(xiàn)為：春季<秋季<夏季。

2)基于標準差和方差這兩個指標的分析發(fā)現(xiàn)，土壤水分具有明顯的垂直分帶性，可以將沉陷區(qū)土壤剖面水分變化類型劃分為：水分快速變化層((0,40] cm)、水分相對活躍層((40,100] cm)、水分趨于穩(wěn)定層((100,160] cm)。

3)從表層土壤水分變化情況來看，沉陷區(qū)與對照區(qū)的土壤含水量差異在深度為(0,10] cm的土層中較小，未達到5%的顯著性水平；而在(10,20] cm、(20,30] cm和(30,40] cm土層，沉陷區(qū)土壤含水量高于對照區(qū)的，其中(30,40] cm深度范圍內(nèi)二者的土壤含水量差異最大(2.96%)，但方差分析顯示差異性在3個土層中均未達到5%的顯著性水平。沉陷區(qū)改變了土壤含水量原本的垂直分布情況，地下水垂直滲透速度加快，地下水水位下降，使得表層土壤水分降低，而較深層土壤水分增加。沉陷區(qū)的土壤含水量在表層土壤的各個深度均高于其對照區(qū)的。

4)從中深層土壤水分變化情況來看，沉陷區(qū)土壤含水量相對較高，對照區(qū)的偏低。在(40,100] cm范圍內(nèi)，沉陷區(qū)土壤含水量普遍高于對照區(qū)的，且兩者間差異隨土層深度的增加而不斷增大。而這種差異在(100,120] cm、(120,140] cm、(140,160] cm 3個深度范圍的土層均達到了5%的顯著性水平。土壤水分具有季節(jié)變化特征，對照區(qū)和沉陷區(qū)的變化趨勢相似，但含水量變化幅度差異明顯，沉陷區(qū)的土壤含水量普遍高于對照區(qū)的。

5)沉陷區(qū)的土壤水分具有明顯的垂直分帶性，在(0,40] cm深度范圍內(nèi)，水分變化劇烈，分層顯著且快速；在(40,100] cm深度范圍內(nèi)，水分變化較劇烈，不同深度土層的水分變化相對活躍；隨著土層深度的加深，土壤水分逐漸趨于穩(wěn)定，在(100,160] cm深度范圍內(nèi)的土壤水分變化幅度較小，土壤含水量趨于穩(wěn)定。