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、煤炭在我國的能源消費結構中占有主導地位。目前，我國95％以上的煤炭開采方式為井工開采。煤炭開采過程中會造成強烈的地面擾動，導致地面沉降、地表沉陷等一系列問題，其中積水、坡地、裂縫是采煤沉陷地常見的三大特征。特別是淮北礦區(qū)，作為國家典型的資源枯竭型礦區(qū)，由于所處區(qū)域為淮河中游，具有高潛水位的地質條件，在煤炭開采過程中，必然引起地面沉陷。隨著開采礦區(qū)的不斷擴大，沉陷區(qū)也不斷擴大，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以及水環(huán)境質量評價的研究，對當?shù)厮Y源可持續(xù)利用以及水環(huán)境保護具有重要意義。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象，以豐水期、平水期、枯水期為時間變化特征，系統(tǒng)地研究兩種不同水體常規(guī)水化學特征及其影響因素、氫氧穩(wěn)定同位素特征、重金屬含量特征以及對水環(huán)境質量進行評價。
　　本研究主要內容包括：⑴臨渙礦

3、采煤沉陷區(qū)水化學特征表現(xiàn)為:地表水體TDS質量濃度較高，地表水豐水期、平水期、枯水期TDS平均質量濃度分別為: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)地表水水化學類型表現(xiàn)為SO42--C1--Na+型，主要受蒸發(fā)作用影響，淺層地下水水化學類型表現(xiàn)為HCO3--Ca2+-Mg2+型，受巖石風化和蒸發(fā)作用雙重影響，巖石風化為主要作用;Pipe

4、r三線圖和因子分析結果顯示，地表水和淺層地下水相互補給較弱，二者主要離子來源主要為水巖相互作用產生的溶蝕作用，體現(xiàn)出受大氣降水補給的特點。地表水離子組成受蒸發(fā)作用、地表徑流以及采煤活動等因素影響，淺層地下水體現(xiàn)出水體易溶鹽的特點。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，二者均來自于大氣降水，但淺層地下水更多的來自于大氣降水的直接入滲，而非地表水補給;與深層地下水氫氧穩(wěn)定同位素對比可知，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;通過兩端元法計算可知，澮河河水對周邊地下水的補給帶在距離河岸500m附近。⑶對臨渙礦采煤沉陷區(qū)地表水使用綜合水質標識指數(shù)法，對淺層地下水使用內梅羅指數(shù)法進行環(huán)境質量評價，結果可知:沉陷區(qū)地表水水質一般，總體達到Ⅲ類水水質標準，CODCr、TN、F-、Cr超出地表水Ⅳ類水質標準，超標較為嚴重;淺層地下水超出地下水Ⅲ類水標準，F(xiàn)-、NH4+-N、Cr、Ni超標嚴重;對比傳統(tǒng)和改進內梅羅指數(shù)法可知，改進內梅羅指數(shù)法考慮