采动影响下矿井突水水源Fisher判别与地下水补给关系反演

为了揭示采动影响下矿井突水水源误判原因,进而推测地下水补给关系,收集了朱仙庄煤矿历年水化学资料,建立了突水水源的Fisher判别模型,并根据水样误判结果以及矿井地质与水文地质条件,反演分析了地下水补给关系.研究结果表明朱仙庄煤矿煤系砂岩裂隙含水层全部水样回判正确,含水层较为封闭,与其他含水层无水力联系;新生界第四含水层、侏罗系砾岩含水层与石炭系或奥陶系灰岩含水层部分水样误判,矿井采动影响下不同时期含水层间的地下水存在不同程度的水力联系,矿井新生界第四含水层水源对侏罗系砾岩含水层存在补给,石炭系或奥陶系灰岩水则通过矿井南部露水补给新生界第四含水层.地下水动力条件的变化验证了地下水补给关系.建立突水水源判别模型,分析回代误判原因,反演地下水补给关系,为正确认识矿井采动影响下地下水循环条件提出了新的研究手段.     

西部侏罗系矿区充水含水层水文地球化学特征及矿井水来源综合识别

本文以水文地球化学理论为指导,基于研究区水文地质条件及矿山水害研究基础,构建了不同充水含水层水化学和氢、氧同位素基础特征值,结合不同煤层埋深煤矿含隔水层组合特征和导水裂隙带发育高度,综合识别了浅埋、中深埋和深埋多个煤矿的矿井水来源.研究结果显示,受水岩作用和水动力条件等因素影响,煤层上覆不同充水含水层地下水水化学类型和...     

煤矿开采环境影响评价中地下水问题探析

煤矿的开采与地下水资源紧密相连,煤层往往与地下含水层相邻,采煤时会疏干地下水,这不仅影响了地下水资源的数量和质量,而且破坏了水的动态平衡和生态环境,造成一系列不良后果.根据煤炭开采工程的环境影响特点及环境保护的最新发展趋势,概略提出了煤矿区地下水环境影响评价的相关问题、煤矿开采引起的地下水环境问题、以及由煤矿地下水疏干引发的地面沉陷及其植被景观的影响.     

海河流域大清河平原区地下水化学特征及演化规律分析

地下水超采引发大清河流域范围内一系列生态环境负效应,地下水与地表水关系密切,厘清大清河流域平原区地下水化学特征及演化规律,对大清河流域水资源合理开发利用具有重要意义,然而目前尚缺乏对大清河流域地下水化学特征特别是其历史以来的演变规律作系统的分析。本文以海河流域大清河平原区地下含水系统为例,采集浅层含水层组47个水样和深层含水层组32个水样,测试了主要阴离子(Cl^-、SO■、NO^-₃)和阳离子(K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺)等指标,利用水化学类型、吉布斯模型、离子比值关系等方法,研究其水化学特征及演化规律。测试结果显示：浅层含水层组受到气象和人为因素影响较大,浅层和深层含水层组pH值(7.35～8.92)差异不大,偏碱性;浅层含水层组由于农业活动等影响,造成局部地区的硝酸盐和硫酸盐污染。水岩相互作用分析显示：硅酸盐矿物风化是研究区主要的矿物来源,硅酸盐矿物溶解、阳离子交换为主要的水化学作用。研究区浅层地下水水化学特征总体上受地形和水...     

地下水化学动力学基本理论在矿井水文地质中的应用

根据西峪煤矿水化学及相关水文地质资料,运用地下水化学动力学的基本理论和方法,对西峪煤矿奥陶系峰峰组岩溶含水层水文地质条件进行了定量评价,从而划分出了含水层的强、弱径流带,为煤矿的安全生产提供了依据。     

山西省柳林矿区地下水水化学和同位素特征研究

山西省柳林县地方煤矿众多,各生产煤矿受"太灰"、"奥灰"岩溶水的威胁十分严重,但对整个矿区内含水层的水文地质特征认识程度较低。在山西省柳林县兼并重组整合煤矿区水文地质补充勘探项目基础上,通过研究柳林矿区内各含水层的地下水化学特征,进一步提升该区对煤矿开采有影响的含水层地下水赋存规律的认识程度,确定了柳林矿区主要含水层的特征离子,为今后矿井突水水源的研究判别提供依据;同时通过水化学同位素特征揭示了矿区内奥陶系含水层的补给、径流、排泄条件,即矿区地下水补给来源为大气降水,矿区位于柳林泉域岩溶地下水的集中排泄区下游,区内岩溶地下水径流滞缓、水循环条件差。     

白洋淀湿地地下水系统水化学变化特征及演化模式

在气候变化和人类活动影响下探究区域地下水系统水化学特征及演化规律,对于揭示地下水循环变化、水资源安全与管理、区域生态环境保护等具有重要作用.本研究以白洋淀湿地地区为研究对象,通过对比分析地表水、地下水水化学特征及空间分布规律,研究白洋淀地区地下水系统水化学演化作用及分区模式.研究结果表明白洋淀地区地表水、地下水水化学具...     

山东新巨龙煤矿区场地高TDS地下水水化学特征及成因机制

针对山东巨野新巨龙煤矿区地下水高TDS的现状,基于历史水质资料和取样测试结果,运用Piper三线图、相关性分析、氢氧同位素、Gibbs图解、离子比值与饱和指数等方法,探究其高TDS地下水水化学特征及成因。结果表明:随着建井和煤矿开采,研究区水化学环境发生改变,水化学类型不再是单一的SO₄-Na型,深层灰岩水的类型中出现SO₄·HCO₃-Na和SO₄-Ca·Mg型;研究区高TDS地下水的形成主要是因为含水层水动力条件差,高温水岩作用强,溶滤、蒸发浓缩作用明显,同时存在一定程度的反向阳离子交换作用;地下水体中白云岩和方解石表现为沉淀状态,石膏和盐岩处于溶解状态,是地下水主要成分Na+和SO₄2-的主要来源。研究成果不但为研究矿井水的构成、揭示煤矿区地下水污染及多场耦合的地下水演化过程和成因机制提供依据,还可为煤炭开采水害防治和矿井水处理利用奠定基础。      

呼吉尔特矿区石拉乌素煤矿矿井涌水水源判别及定量分析

针对石拉乌素煤矿主要充水含水层以及井下涌水中各含水层充水的贡献度不清等问题,采用水质全分析、同位素及有机物检测,查明了顶板巨厚复合含水层地下水以及井下涌水中主要离子、矿化度、氢氧同位素、有机物含量特征。研究结果表明：志丹群含水层地下水矿化度平均为237.05mg/L,水化学类型为HCO₃-Ca·Na型;直罗组含水层地下水矿化度平均为1 371.09mg/L,水化学类型为SO₄-Na及SO₄·HCO₃-Na型;矿井水矿化度平均为1 507.08mg/L,水化学类型为SO₄·HCO₃-Na型;志丹群含水层地下水、直罗组含水层地下水δD与δ¹⁸O基本落在当地大气降水线上或其附近,矿井水δD与δ¹⁸O基本落在志丹群含水层水和直罗组含水层水之间;白垩系志丹群含水层地下水、直罗组含水层地下水与矿井水的三维荧光光谱相似;同位素分析结果显示井田南翼矿井涌水中志丹群含水层水占31.18%,直罗组含水层水占68.82%,井田北翼矿井...     

苏州城区地下水源热泵系统开发利用适宜性分区

以苏州城区为研究背景,阐述了浅层地温能资源赋存的水文地质条件,分析了地下水源热泵系统应用可能对地下水环境产生的影响,研究得出第Ⅱ承压含水层是该地区地下水源热泵开发利用的理想含水层.在此基础上,采用层次分析法和综合指数法建立适宜性分区标准,将苏州城区地下水源热泵系统应用划分为适宜区、一般适宜区和不适宜区,并进行了分区评价.为苏州城区地下水源热泵系统的合理开发利用和制定地下水环境保护措施等提供了重要依据.     

华北隐伏型煤矿地下水水化学演化多元统计分析

为了阐明采动影响下华北隐伏型煤矿地下水化学演化规律,选取淮北煤田任楼煤矿为研究示范,运用系统聚类与主成分分析法对任楼煤矿不同时期的四含、煤系、太灰与奥灰含水层地下水水样的常规水化学指标（K++Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO₄2-、HCO₃-与CO₃2-）开展多元统计分析,从而划分不同水化学类型,进而揭示地下水化学形成条件。研究结果表明:地下水"脱硫酸"程度揭示系统逐渐封闭,受采动影响逐渐减弱;"硬化"程度揭示系统逐渐开放,受采动影响逐渐增强;"咸化"作用贯穿于"脱硫酸"与"硬化"作用过程中。而且,地下水因受采动与"咸化"作用影响,"脱硫酸"与"硬化"作用程度表现几乎相反的变化趋势。      

哈拉哈塘油田哈6区地下水分布及化学特征研究

中石油塔里木油田分公司哈拉哈塘油田哈6区位于新疆库车县境内。本文在对研究区水文地质详查的基础上,通过水文地质钻探、抽水试验、样品分析等手段,查明区内地下水含水层的结构及富水性特征、埋深以及流量等参数,探讨地下水补径排情况和水化学特征,并对研究区地下水水质进行评价,结果可知:研究区内地下水类型主要为松散岩类孔隙水,潜水含水层岩性以粉砂为主,由西北向东南,含水层有略微变薄的趋势;承压含水层岩性以粉砂为主,沿地下水流方向由西北向东南,含水层总厚度呈减小的趋势。研究区内潜水矿化度均大于10 g/L,水化学类型主要为Cl·(SO4)-Na型。承压水矿化度均小于1 g/L,水化学类型具有较为明显的水平分带规律,由西向东,水化学类型依次为SO4·Cl-Na·(Mg)型、Cl·SO4-Na型和HCO3·Cl·SO4-Na型。研究结果为后期该地区地下地下水资源的开发利用提供理论基础和科学依据。     

川南某矿产勘查区二叠系阳新统灰岩水文地质特征研究

勘查表明,阳新统岩溶含水层上距C₂₅煤层0.20～9.48 m,平均3.19 m,为矿井直接充水含水层,关系到未来煤矿生产安全、煤炭地下气化选址以及煤层气的开发利用。利用勘查进行水文地质钻探结合地面调查资料,对勘查区北部阳新灰岩上部岩溶发育情况以及水化学特征进行分析研究,阳新统地下水沿倾向径流可能性小,沿岩层倾向水力联系弱;推测深部地下水补给区在勘查区南部二郎坝向斜南扬起端,地下水沿走向径流,在九溪河和赤水河沿岸排泄。     

菱镁矿开采引起的Dubravsk Massif水文地质结构中的地下水化学成分变化

Dubravsky Massif菱镁矿体的开采产生了部分局限在石炭纪低裂缝渗透变质岩中的喀斯特型裂缝含水层.大量的开矿过程对含水层中的地下水循环和化学成分都造成了可观的变化.本文研究了在这种复杂条件下地下水化学成分变化成因模型.根据化学配位模型,计算出所选矿物的饱和指数,从而指示所有喀斯特裂缝含水层饱和带中的地下水对菱镁矿、白云石、方解石的过饱和度和石膏的不饱和度.假设地下水未受人类活动的污染,而白云石中黄铁矿的氧化对成矿影响甚微,则水化学数据的统计描述代表了含水层中的水文地球化学背景.矿山中矿石焙烧释放的富氮气体凝聚产生的醋酸,能促进菱镁矿和白云石的溶解.这样产生的地下水相对背景值来说则富集NO3,Mg,和TIC.因此,由于地下开矿,岩溶作用估计将是原来的1.5倍.尽管有污染,这些所测参数并没有超过斯洛伐克卫生保健部颁发的No.29/2002 Z.z.饮用水标准临界值.因此采矿后含水层的开采也是可行的.     

菱镁矿开采引起的Dubravsk(y) Massif水文地质结构中的地下水化学成分变化

Dubravsky Massif菱镁矿体的开采产生了部分局限在石炭纪低裂缝渗透变质岩中的喀斯特型裂缝含水层.大量的开矿过程对含水层中的地下水循环和化学成分都造成了可观的变化.本文研究了在这种复杂条件下地下水化学成分变化成因模型.根据化学配位模型,计算出所选矿物的饱和指数,从而指示所有喀斯特裂缝含水层饱和带中的地下水对菱镁矿、白云石、方解石的过饱和度和石膏的不饱和度.假设地下水未受人类活动的污染,而白云石中黄铁矿的氧化对成矿影响甚微,则水化学数据的统计描述代表了含水层中的水文地球化学背景.矿山中矿石焙烧释放的富氮气体凝聚产生的醋酸,能促进菱镁矿和白云石的溶解.这样产生的地下水相对背景值来说则富集NO3,Mg,和TIC.因此,由于地下开矿,岩溶作用估计将是原来的1.5倍.尽管有污染,这些所测参数并没有超过斯洛伐克卫生保健部颁发的No.29/2002 Z.z.饮用水标准临界值.因此采矿后含水层的开采也是可行的.     

盐池东部白垩系地下水化学特征及演变

以鄂尔多斯白垩系盆地西缘盐池地区白垩系浅层地下水含水层为目的层,在综合分析研究区水文地质条件的基础上,通过野外调查、取样、试验分析,系统整理地下水水化学数据,对该区域白垩系地下水水化学特征进行了分析.结果表明,盐池白垩系地下水化学类型主要为SO42-·Cl-、SO42-型,地下水溶解性总固体总体分布规律是分水岭东部溶解...     

采动影响下矿区地下水主要水-岩作用与水化学演化规律

煤矿开采势必破坏天然水化学环境,然而矿区多类含水层地下水系统水化学研究尚未从时空角度分析采动影响下水化学演化的本质。以临涣矿区为研究示范,基于历年常规水化学数据开展主成分分析,揭示采动影响下水化学演化过程中的水-岩作用机制。其中,第1主成分代表碳酸盐、硫酸盐溶解及黄铁矿氧化作用,第2主成分代表阳离子交替吸附及脱硫酸作用。采动影响下矿区主要突水含水层地下水碳酸盐、硫酸盐溶解及黄铁矿氧化作用均逐渐减弱,减弱区域不尽相同;然而,阳离子交替吸附及脱硫酸作用的变化规律不明显。研究成果为矿井突水水源识别和水资源保护与利用提供理论依据。     

江苏沛县水源地地下水化学特征及成因分析

以沛县水源地第Ⅲ承压含水层为研究对象,通过系统研究地下水化学组成,采用地下水水化学组分基本特征、舒卡列夫分类、Piper三线图、相关系数法探讨了区域地下水化学特征及其成因机制。结果表明,研究区地下水均为弱碱性微咸水,水化学类型主要为HCO_3-Na·Ca或HCO_3·SO_4-Na·Ca·Mg,含水层地下水化学类型主要受岩石风化作用影响,且沛县位于黄河冲积平原河间泛流地带,同时受鲁西南山区碳酸盐地下水补给、区域地下水径流不畅以及含水层中砂岩的溶释作用等多方面因素影响,导致含水层溶解性总固体(TDS)浓度偏高;氟化物偏高的主要原因是冲积平原形成的巨厚黏土、粉质黏土富含的氟化物以及区域偏干旱的气候条件和鲁西南冲积平原区的含有氟化物地下水的补给等。     

同位素水化学指示的新疆孔雀河流域地下水与地表水关系

地下水是孔雀河流域农业灌溉的主要水源之一,其对本地区经济发展的支撑作用日益增强.为实现孔雀河流域水资源合理开发和生态保护,采用环境同位素和水化学方法,研究了孔雀河流域地下水与地表水关系.结果表明:地下水的主要补给来源为河水.含水层成因类型和现代河道分布共同控制着孔雀河流域地下咸淡水的空间分布格局;氢氧稳定同位素对不同水...     

群矿开采条件下山西潞安矿区的地下水流场变化

煤炭开采导致区域含水层结构破坏,已经严重影响了区域地下水循环演化态势,是煤矿区地下水资源短缺的根本原因。本文以山西长治盆地潞安矿区为例,通过野外调查、相似材料模拟实验和数值模拟手段,分析了群矿开采驱动下含水层结构破坏对地下水流场的影响。通过砂槽模拟试验结果和数值模拟结果进行对比验证,结果表明:1)煤层开采形成采动裂隙发育基本限制在完整基岩内,使得隔水底板黏土岩发生弯曲变形,承压含水层水位下降形成层间疏干区,对第四系潜水含水层流场影响甚微,潜水水位没有明显下降;2)隔水层有效厚度变薄的局部地区,由于采动裂隙切穿隔水层,导致该区潜水含水层消失;3)采煤造成的类似"溯源侵蚀",引发原本隔离的地下水系统间的地下水袭夺现象,矿井水补给量有所增加。