臨渙礦采煤沉陷區(qū)地下水與地表水水環(huán)境特征研究.pdf

1、煤炭在我國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占有主導(dǎo)地位。目前，我國(guó)95％以上的煤炭開(kāi)采方式為井工開(kāi)采。煤炭開(kāi)采過(guò)程中會(huì)造成強(qiáng)烈的地面擾動(dòng)，導(dǎo)致地面沉降、地表沉陷等一系列問(wèn)題，其中積水、坡地、裂縫是采煤沉陷地常見(jiàn)的三大特征。特別是淮北礦區(qū)，作為國(guó)家典型的資源枯竭型礦區(qū)，由于所處區(qū)域?yàn)榛春又杏?，具有高潛水位的地質(zhì)條件，在煤炭開(kāi)采過(guò)程中，必然引起地面沉陷。隨著開(kāi)采礦區(qū)的不斷擴(kuò)大，沉陷區(qū)也不斷擴(kuò)大，沉陷區(qū)常年積水使得兩淮礦區(qū)形成了面積大小不等的各種湖泊濕地。沉

2、陷區(qū)的形成必然導(dǎo)致地表水和地下水循環(huán)條件發(fā)生改變。因此，地表水和淺層地下水水文地球化學(xué)以及水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究，對(duì)當(dāng)?shù)厮Y源可持續(xù)利用以及水環(huán)境保護(hù)具有重要意義。本文以淮北臨渙礦采煤沉陷區(qū)地表水（包括澮河、香順溝、沉陷區(qū)積水）和淺層地下水為研究對(duì)象，以豐水期、平水期、枯水期為時(shí)間變化特征，系統(tǒng)地研究?jī)煞N不同水體常規(guī)水化學(xué)特征及其影響因素、氫氧穩(wěn)定同位素特征、重金屬含量特征以及對(duì)水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴臨渙礦

3、采煤沉陷區(qū)水化學(xué)特征表現(xiàn)為:地表水體TDS質(zhì)量濃度較高，地表水豐水期、平水期、枯水期TDS平均質(zhì)量濃度分別為:1170.6 mg/L、1301.5mg/L和1562.9mg/L，均表現(xiàn)為地下水的3倍左右;由Piper三線圖和Gibbs圖分析可知，該區(qū)地表水水化學(xué)類(lèi)型表現(xiàn)為SO42--C1--Na+型，主要受蒸發(fā)作用影響，淺層地下水水化學(xué)類(lèi)型表現(xiàn)為HCO3--Ca2+-Mg2+型，受巖石風(fēng)化和蒸發(fā)作用雙重影響，巖石風(fēng)化為主要作用;Pipe

4、r三線圖和因子分析結(jié)果顯示，地表水和淺層地下水相互補(bǔ)給較弱，二者主要離子來(lái)源主要為水巖相互作用產(chǎn)生的溶蝕作用，體現(xiàn)出受大氣降水補(bǔ)給的特點(diǎn)。地表水離子組成受蒸發(fā)作用、地表徑流以及采煤活動(dòng)等因素影響，淺層地下水體現(xiàn)出水體易溶鹽的特點(diǎn)。⑵氫氧穩(wěn)定同位素特征研究表明:地表水和淺層地下水具有相同水源特征，二者均來(lái)自于大氣降水，但淺層地下水更多的來(lái)自于大氣降水的直接入滲，而非地表水補(bǔ)給;與深層地下水氫氧穩(wěn)定同位素對(duì)比可知，沉陷區(qū)地表水和淺層地下水并

5、未受到深層地下水的混合;通過(guò)兩端元法計(jì)算可知，澮河河水對(duì)周邊地下水的補(bǔ)給帶在距離河岸500m附近。⑶對(duì)臨渙礦采煤沉陷區(qū)地表水使用綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法，對(duì)淺層地下水使用內(nèi)梅羅指數(shù)法進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)，結(jié)果可知:沉陷區(qū)地表水水質(zhì)一般，總體達(dá)到Ⅲ類(lèi)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，CODCr、TN、F-、Cr超出地表水Ⅳ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)較為嚴(yán)重;淺層地下水超出地下水Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)-、NH4+-N、Cr、Ni超標(biāo)嚴(yán)重;對(duì)比傳統(tǒng)和改進(jìn)內(nèi)梅羅指數(shù)法可知，改進(jìn)內(nèi)梅羅指數(shù)法考慮