地质现状及与防治措施

王锦霞

摘要：地下水资源是在岩土中赋存和运移的、质和量具有一定利用价值的水。是地球水资源的一部分，与大气降水资源和地表水资源密切联系，互相转化。地下水资源的开采一般不应超过补给量，地下水应预防遭到污染，否则会给环境带来危害，使生态条件恶化。下面以某矿山地下水环境评价为例介绍评价方法与防治措施。

关键词：地下水环境影响方法防治措施

1评价范围和等级确定

某矿山为铁矿露天转地下开采，根据工程布局和地下水环境影响评价的需要确定本次评价范围和评价工作级别。

2矿区地质特征

2.1地层

区内出露沉积地层有晚太古代变质表壳岩、中生代火山沉积岩及第四系残坡积物。

2.2构造

区内变质岩总体为一单斜构造，岩层走向北北东～北东，倾角70°～84°，局部直立。

2.3区域水文地质条件

本区位于中朝准地台燕山台褶带山海关抬拱中部，安子岭穹隆的东南部，主要为变质岩和第四系地层，水文地质条件简单。

2.3.1水资源状况调查

调查①降水②地表水资源量③地下水资源量。

2.3.2地下水开发利用状况调查

第四系孔隙水为评价区生活用水和企业用水的主要水源。

2.3.3地下水污染源调查

调查①工业污染源②农业污染源③生活污染源

3地下水环境主要问题

企业工业用水、村庄生活用水对地下水的开采可能会引起的地下水位下降、水资源量的变化和含水系统改变；另外，生活污水入渗对地下水质造成点状污染。

4地下水位影响回顾性调查

20多年的开采对周边居民生活用水造成的影响及水位变化幅度，矿坑排水使采区范围内地下水位下降，地下水资源量减少。形成露天采坑，坑内涌水不能自然排泄。

5矿区水文地质

5.1含水层

调查①第四系松散岩类孔隙水含水层②基岩风化裂隙含水层③深部基岩弱含水层。

5.2地下水的补、径、排条件

地下水补给来源为大气降水入渗，地下水径流方向基本与地形坡向一致。基岩裂隙水受地形和构造影响较大，水力坡度变化较大。

5.3地下水位动态

本区地下水位动态主要受大气降水和地下径流的影响，随季节变幅较大，地下水动态类型为降水入渗—径流型。基岩风化含水层与深部基岩裂隙含水层的水力联系较弱。

5.4矿床及围岩的富水性

调查第四系孔隙含水层、基岩风化裂隙含水层、脉状构造裂隙承压含水层和断裂构造的富水性。

5.4.1矿坑涌水量

该项目为露天转地下工程，最低开采标高0m。用“大井法”计算矿坑涌水量，“降雨入渗补给量法”计算雨季矿坑涌水量。

5.4.2矿坑涌水影响半径

矿坑影响半径公式采用《环境影响评价技术导则—地下水环境》（HJ610-2011）附录C.1推荐的相关公式C.8计算。

6地表水环境影响分析

6.1矿坑（井）涌水

本项目矿井水经过处理后部分回用；其余部分排入选厂综合利用不外排。

6.2废石场淋溶水

在降雨条件下，雨水进入排土场将产生废石淋溶水。根据废石浸出试验确定浸出毒性的危险废物，本次评价确定Fe离子作为影响因子。

7地下水环境影响预测与评价

采用数值法进行预测。首先建立地下水系统概念模型，对地下水水位进行模拟预测和水质运移模拟。

7.1模型建立

7.1.1建立水文地质概念模型

把含水层实际的边界性质、内部结构、渗透性质、水力特征和补给排泄等条件概化为便于进行数学与物理模拟的模型。地下水流动模型以矿区为主体，确定评价范围为70.17km2。

根据实际水文地质条件概化后的模型计算边界模型范围及边界，根据地下水调查，选取最近敏感点。

流量边界、潜水降水补给量及蒸发量在模型中根据观测水位等信息进行校正确定。

7.1.2建立地下水数学模型

模拟区含水层概化为等效多孔介质，不同范围透水性不同，模拟区地下水流属于非稳定三维流。将评价区的地下水流系统概化为非均值、各向同性、三维非稳定流的地下水流系统。

7.1.2.1模型软件

本次模拟采用加拿大WaterlooHydrogeologic公司（WHI）开发VisualMODFLOW4.1软件。

7.1.2.2网格剖分

将模拟区剖分成约100×100m的单元格，共剖分7017个网格。

7.1.2.3模型垂直分层

模型共分两层，第一层是第四系及基岩强风化裂隙层，第二层是相对较完整的基岩层，模型最低水平设置在-150m。

7.1.2.4参数选取

地下水流动模型参数包括含水层介质水平渗透系数、垂向渗透系数、给水度以及降雨入渗补给系数和潜水蒸发系数。

地下水溶质运移模型参数主要包括贮水率、有效空隙度和总空隙度等。

汇源项主要为人工取水、大气降水补给和蒸发。

7.2模型的运行与验正

进行参数调整与运算，得到概化后的水文地质概念模型在给定水文地质参数和各均衡项条件下的地下水流场空间分布，通过拟合同时期的地下水流场，识别水文地质参数、边界值和其他均衡项，使模型更加符合模拟区的水文地质条件。

7.2.1地下水水位预测与评价

项目运营对敏感点和地下水资源量的影响；矿坑排水、矿石废石淋溶水对地下水水质的影响；矿山开发工程可能引起的水文地质问题。

7.2.2地下水污染预测与评价

7.2.2.1污染物情况

污染源包括：矿坑排水、矿石和废石堆场，根据Fe离子在临界浓度时的运移范围进行地下水污染的预测评价。

7.2.2.2污染物运移模拟及结果

Visualmodflow4.1软件系统对地下水水质模拟采用MT3D模块，以Fe离子扩散浓度0.05mg/L作为边界绘制不同年限Fe离子运移图。

7.2.2.3事故情况预测与评价

事故情况下矿坑涌水量增大，地下水位下降，对周围地下水产生影响。

8地下水影响预测评价结论

以采矿区及可能影响的上、下游区域作为核心区，同一水文地质单元为评价区域。

（1）矿体为地下开采，为基岩裂隙含水层，影响半径为473m，村民生活不会受到影响。

（2）正常情况下引起地下水位变化，水位小幅度变化对地表植物、区域水资源影响较小，不会引起水资源枯竭、岩溶塌陷、地面沉降等其他环境水文地质问题。

（3）事故状态为开采区域揭露导水破碎带，涌水量增加对区域地下水位影响较大。开采结束后，地下水位逐渐恢复，相应影响会在2～3年逐渐消失。

9防治措施

9.1地下水水位下降防治措施

（1）减少矿坑排水和增加含水层的补给，采取局部注浆和合理安排开采顺序。

（2）考虑将导水裂隙带部位矿体推后开采，减少对地下水资源的影响。

9.2地下水污染防治措施

（1）废石堆场做好基础处理工作，采取防渗措施，上部覆土处理。

（2）排土场实施反坡，修筑排水沟；露天坑外围设置截洪沟。

9.3地下水防污监控措施

上、下游同步对比监测，抽水井与监测井兼顾对比。

9.4应急响应措施

一旦发现地下水污染事故，立即启动应急预案、采取应急措施控制地下水污染，并使污染得到治理。

参考文献

[1]趋势外推法在地表沉降预测中的应用[J].高志刚,许金余.路基工程.2010(04)

[2]回归分析法在地下水动态分析中的应用[J].张建芝,邢立亭.地下水.2010(04)