采煤对地下水资源与环境的影响分析——以山西太原西山煤矿开采区为例

以太原西山煤矿集中开采区为例,从水量水质两方面分析煤矿开采对地下水资源与环境的影响。结果表明,随着西山矿区浅层煤炭资源开采的逐步枯竭和开采技术水平的完善,煤炭开采在向下煤组延深的同时,强度也不断增大。浅中层地下水逐渐被疏干,深层岩溶水因采煤排水转化为矿坑水,岩溶大泉的补给量随之减少,而矿坑突水又增大了岩溶泉域的排泄量,造成岩溶泉水位的降低甚至泉水的断流。在采空区,地表径流通过因采煤而造成的裂缝与塌陷地带,大量渗漏入矿井中,从而使地表径流量减少,改变了地下水系统与地表水系统的补排关系。采煤产生的酸性矿坑水及固体废弃物随着地下水而迁移,造成了地下水环境的污染,治理难度加大。老窑水的存在对水资源的开发利用造成了一定的风险。     

西南地区某岩溶水矿山地下水同位素分析

毛坪铅锌矿位于我国西南山区,属典型的山区岩溶地下水矿山。矿区地形高差大,水系发育,水文地质条件极为复杂。通过同位素水样采集与测试分析,有效的查明了矿坑充水来源及其与地表水的相互关系。矿坑水主要补给源标高均高于雨水水样采集标高900 m,且补给源并非唯一,分散明显。矿坑水主要补给源不符合定水头补给的洛泽河水,更加符合不同标高补给区的非定水头补给,如矿区外围二迭系栖霞茅口组岩溶裂隙水含水层补给。     

基于水化学和环境同位素的准格尔煤田地下水循环特征

为揭示准格尔煤田地区地下水循环特征,运用水化学技术、水汽轨迹模型和环境同位素等方法分析不同水体水化学特征、环境同位素特征、大气降水主要来源、地表水及地下水转化关系。结果表明:地表水矿化度低,呈弱碱-偏碱性,水化学类型以HCO_3·SO_4·Cl-Ca型水为主;地下水整体矿化度低,偏弱碱性,主要以HCO_3-Na·Ca型、Cl-Na型、HCO_3-Ca·Mg型、HCO_3·Cl-Na型水为主;黄河水δ(D)平均值为-79.6‰、δ(~(18)O)平均值为-10.47‰,第四系地下水δ(D)平均值为-66.25‰、δ(~(18)O)平均值为-9.1‰,白垩系地下水δ(D)值为-70.6‰、δ(~(18)O)值为-9.3‰,石炭-二叠系地下水δ(D)平均值为-77.07‰、δ(~(18)O)平均值为-9.9‰,寒武-奥陶系地下水δ(D)平均值为-75.73‰、δ(~(18)O)平均值为-10.06‰;大气降水受极地气团和季风影响,主要来源为西风带水汽、地表水和地下水水汽蒸发再循环;断层带、褶皱轴部裂隙带为不同含水层间主要导水通道,大气降水和黄河为地下水主要补给来源;高承压水头寒武-奥陶系岩溶裂隙水越流补给第四系松散孔隙水和砂岩裂隙水,第四系松散孔隙水通过地层间不整合接触面裂隙发育带向下补给石炭-二叠系砂岩裂隙水,黄河水对寒武-奥陶系地下水的补给比例受地质构造发育的影响较大。     

柳林泉域地表水与岩溶地下水的混合作用研究

研究岩溶水系统中地表水、地下水的混合作用对于岩溶地下水资源的合理开发利用和保护具有重要意义。在野外调查与取样分析的基础上,利用水文地球化学模拟技术和环境同位素示踪技术,研究了柳林泉域地表水与岩溶地下水的混合作用,计算了混合比例,并利用该比例估算了典型补给区的大气降水入渗补给量。结果表明:岩溶地下水由补给区向径流区、由径流区向排泄区流动的过程中,在地表河流渗漏带附近与入渗的地表水发生混合作用,地表水、地下水的混合比例分别约为3∶1和2∶3;在田家会上游的岩溶水补给区,大气降水多年平均入渗补给流量约为0.07 m~3/s。     

徐州城市供水水源地降落漏斗演变及成因分析

徐州市岩溶水强烈开采形成明显的水位降落漏斗,引发了岩溶地面塌陷、地裂缝、地下水污染等一系列环境地质问题。通过对水源地水位降落漏斗形成演化的分析,得出研究区水位漏斗演化的3个阶段:增采阶段-水位下降(20世纪80年代)、控采阶段-水位平稳(20世纪90年代)、压/禁采阶段-水位回升(2000年以来);地表水资源缺乏、城市生活及工业发展过度依赖岩溶水,城市化面积增大、有效入渗补给量减小,矿坑疏干排水、增大岩溶水排泄量等为水位降落漏斗形成演化的主要影响因素;通过对岩溶水开采量、年平均降水量、土地硬化面积与漏斗水位进行多元相关分析,得出岩溶水开采量为岩溶水水位持续下降及漏斗形成与演变的主导因素。提出岩溶水超采情况下的水资源保障对策:控采岩溶水,制定不同管理目标下的地下水水位控制红线;修建水库、植树造林,扩大岩溶水水源涵养区;利用采空区修建地下水库等,实现地表水、地下水、矿井水及城市雨水的优化分配。     

地沟(整合)煤矿建设项目取用水合理性分析

水城县勺米乡老地沟煤矿矿区面积为0.963 2 km2,设计生产能力为15×104t/a。对地沟(整合)煤矿建设项目所在地地表取水水源、矿坑排水水源和矿井开采对地下水及地表水的影响进行分析,评价项目取用水的合理性。     

李雅庄矿区地下水水化学及环境同位素特征研究

根据李雅庄煤矿水文地质勘查成果,对矿区主要含水层地下水水化学特征进行分析,并利用环境同位素方法进行水体来源研究。结果表明李雅庄矿区各含水层地下水水质存在一定差异;石炭系太原组岩溶裂隙水水质类型单一,与二叠系裂隙水相比,阴离子SO42-含量明显偏低,阳离子Na+含量则明显偏高;奥陶系峰峰组岩溶水水质相对复杂,并呈现出明显的水平分带性;奥陶系上马家沟组岩溶水与峰峰组岩溶水相比,水质类型及阴、阳离子含量均有明显差异。环境同位素研究结果表明,水样δD、δ18 O值偏离当地雨水线较远,说明太原组岩溶裂隙水及奥陶系岩溶水接受大气降水补给条件相对较差;水样氚浓度分析结果说明太原组岩溶裂隙水及奥陶系岩溶水未接受近年大气降水的补给,属于古水和新近入渗水以及二者混合水。     

煤矿开采对神头泉水环境影响分析及防治措施

从地表水、地下水、农村居民用水、固体废物等四方面研究了煤矿开采对神头泉水环境的影响,同时提出了矿坑水和生活污水的再利用等切实可行的防治措施,将煤矿开采对泉域的影响降到了最低,切实保证了生产和人民生活的安全。     

挠力河流域水体氢氧同位素与水化学特征

通过野外考察取样和室内试验分析,应用氢氧同位素和水化学方法分析了挠力河流域地表水和地下水氢氧同位素特征和地表水与地下水的相互作用关系。结果表明:降水是地表水和地下水的补给源;湿地地表水氢氧同位素最富集;沿松花江、七星河和挠力河流向,氢氧同位素有富集的趋势;多通道井的氢氧同位素数据表明,地表水和地下水水力联系较强;挠力河流域地表水的水化学类型主要为HCO_3-Ca-Na,深层地下水水化学类型主要为HCO_3-Ca,在人类活动的影响下,浅层地下水水化学类型主要由HCO_3-Na-Mg-Ca演化为HCO_3-Mg-Ca-Cl(SO_4)。采用端元法计算得知,松花江在江川农场和山河村受到浅层地下水的补给,地下水的补给比例分别为7.6%和31.2%。     

煤矿开采对晋祠泉岩溶水影响分析

结合晋祠泉区域内的岩溶地下水变化实际情况,通过调查获取区域内煤矿分布情况。根据数据统计结果可知,煤矿开采对岩溶水的影响主要集中在水质、流量、水位等方面。煤矿开采降低了岩溶水的补给量,径流经过煤矿区域的岩溶水水化学特性存在异常,煤矿开采对岩溶水水质影响较大。     

洛阳盆地地下水同位素特征分析

洛阳盆地是一个较大型断陷盆地,是一个完整的水文地质单元,地下水资源丰富,是当地主要的供水水源,地下水类型主要有松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水、岩溶裂隙水,盆地区地热水资源比较丰富。根据洛阳盆地内稳定同位素和放射性同位素的测试结果,对盆地内地下水的补给来源和形成年龄进行了分析,结果表明:洛阳盆地岩溶地下水主要接受周边山地区基岩山区大气降水的入渗补给,其地下水形成年龄在几万年以内;盆地内松散岩类浅层孔隙地下水主要接受大气降水和地表水的补给,其形成年龄为几十年;盆地区地热水主要接受周边基岩山区地下水的径流补给,其形成年龄为几千年到几万年。     

基于同位素技术的金衢盆地水循环研究

为查明金衢盆地各水体同位素特征,弄清各水体之间的相互关系,采集了研究区降水样品、具有代表性的地表水和地下水样品,通过对大降水中氘(D)、氧(~(18)O)同位素的分析,建立了当地大气降水线,结合地表水及各类地下水稳定同位素特征,对金衢盆地水循环模式进行了分析。通过对氚(T)及~(14)C同位素的分析对地下水的更新能力进行了评价。结果表明:金衢盆地降水线斜率及截距大于全球大气降水线的;地表水、松散层孔隙潜水及红层孔隙裂隙水主要接受大气降水补给;红层孔隙裂隙水接受松散层孔隙潜水的越流补给;环境同位素富集特征表明,地下水自盆地南北两侧向盆地中心流动;松散层孔隙潜水更新能力比红层孔隙裂隙水的强。     

地下水资源可开采量评价方法概述

根据实际开采量调查法、开采系数法、地下水运动模型法、均衡开采量法、开采试验法、开采强度法、类比法等,叙述了对平原地区地下水可开采量的评价;从岩溶山区岩溶裂隙溶洞水、山间盆地及山间河谷松散岩类孔隙水、一般山丘基岩裂隙水4个方面对山丘区地下水可开采量的评价进行了探讨,为不同类型地区地下水资源可开采量评价提供了必要的技术思路和计算方法。     

织金县四季春煤矿水文地质特征及涌水量预测

矿井透水及突水事故是煤炭开采过程中危害性巨大的自然灾害，尤以山区岩溶煤矿为主。四季春煤矿继续向深部开采，其发生矿坑岩溶涌水危害则会进一步增加。为确保煤矿生产生活安全和生态文明建设，结合矿井水文地质特征和充水水源，采用解析法和比拟法对矿坑涌水量进行预测，并利用矿坑涌水量实测值对预测值进行校验。通过对比论证分析，比拟法预测成果充分考虑了矿区水文地质开采实际特征，相比解析法精度高、可靠性强。分析结果可为煤矿合理取用水和防治水提供详实数据支撑。     

云南省南洞岩溶水系统水化学特征及其成因分析

云南省南洞地下河流域是西南地区典型的超大型地下河流域,选择其中的南洞岩溶水系统作为研究区。针对岩溶地区的用水短缺问题,以水资源的合理开采及可持续利用为目标,于2015年5月和12月分别在研究区的16个观测点进行采集水样与野外现场测试,运用描述性统计分析、Piper三线图、Gibbs图等方法对地下水水化学特征及其成因进行分析。结果表明:研究区内各水体pH值在6.19～7.66之间,平均值为7.25,呈中性偏弱碱性;TDS均值为329.24 mg/L,属于低矿化度水。因受岩溶区碳酸盐岩地层的控制,研究区地下水化学类型以HCO_3-Ca型为主,地表水以HCO_3-Ca、HCO_3·SO_4-Ca·Mg型为主。控制研究区水中主要离子形成的水文地球化学作用主要为岩石风化溶滤作用。氢氧同位素分析表明地表水和地下水的初始补给源主要为大气降水,而地表水由于经历较强的蒸发作用,氢氧同位素偏重。     

华北平原典型压采区地下水循环的氢氧同位素示踪

选取地下水压采效果显著的邯郸黑龙港平原作为研究对象,运用氢氧同位素技术示踪现状压采条件下水循环过程,确定地下水的补给来源。结果表明,研究区内地下水和地表水主要接受大气降水补给,且都受到蒸发作用的影响。地表水的平均蒸发比例约为40%,且地表水氢氧同位素组成季节变化显著,雨季较旱季明显富集。地下水受蒸发作用影响较小,平均蒸发比例约为24%,其氢氧同位素组成季节变化不明显。深层承压水同位素富集现象很可能与上层潜水的越流补给有关;古地下水的输入使得部分承压水同位素贫化。地下水与当地地表水水力联系密切,其中地下水对老漳河的补给比例约为30%;老沙河对下游地区地下水的补给比例约为20%。研究结果对华北平原地下水可持续管理具有重要意义。     

北方地区地下水环境保护措施浅析

我国北方地区地表水资源相对较少，因而地下水环境保护尤为重要。城市供水水源主要来自松散孔隙水分布区和岩溶裂隙水分布区，山区小流域为平原区地下水的补给水源，同时地层岩性多为砂卵砾石，防护能力较差。因此，应结合各地的实际情况，采取相应的水环境保护措施保护地下水资源。     

韶关市地下水资源研究

韶关市位于广东省北部，地貌以中山、低山、丘陵及岩溶准平原为主。地下水有基岩裂隙水 、岩溶水及松散岩类孔隙水三大类。对其进行天然资源量、可开采资源量、可有效开采资源量、储存资源量及开采潜力评价，认为韶关市地下水资源分布极不均匀，含水量一般为贫乏—中等，局部丰富，可开采潜力为中等—大。岩溶盆地区地下水适宜采用群井开采和作为集中供水水源地。      

基于数值法和解析法的矿坑涌水量预测对比分析

在矿山开采过程中会存在矿坑涌水,为了使矿坑涌水得到合理的利用与疏排以及防止突水事件发生,需要对矿坑涌水量进行预测。以安徽省涡北煤矿为例,使用数值法与解析法分别预测其开采中产生的涌水量,并对两种方法预测结果进行分析比较。对数值法的应用是根据矿区水文地质条件,利用Modflow软件对矿区地下水进行模拟计算;解析法则主要依据地下水动力学的研究,使用解析公式计算矿坑涌水量。结果表明,两种方法都是合理的,这两种方法的结合增加了矿坑涌水量预测的可靠程度,可相互佐证。     

太原市煤矿开采对地下水的影响研究

煤炭和水共存于地下岩层中,煤矿开采致使地表水、地下水系统遭到严重破坏,使区域生态环境严重恶化,引起人、畜吃水困难等。在调查分析太原市煤矿开采对地下水的影响特点等的基础上,提出煤矿开采对地下水的保护措施。