基于水化学与氢氧稳定同位素的平禹矿区沉降区地下水循环变化解析

• 作者: 苏绘梦 张发旺 侯甦予 赵宝印 杨博 王誉龙 左伟 卢桂海 李洪刚
• 来源期刊: 水文地质工程地质
• 关键词: 矿井排水 水化学特征 氢氧同位素 地下水循环 平禹矿区沉降区
• 年，卷（期）: 2023,（5）
• 所属期刊栏目: 水文地质与水资源
• 页码范围: 55-69
• 页数: 15页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202306010

摘要

矿区地下水对周边居民生活及煤炭工业建设起到重要的支撑作用，但煤矿开采过程中的矿井排水会改变原有的矿区地下水循环过程，进而改变地下水环境，因此，明晰“地下水、地表水、大气水”间的相互转化关系，是科学利用矿区水资源的关键。本研究通过分析平禹矿区地下水常规水化学及氢氧同位素，识别矿区地下水中主要组分来源及控制性因素，以明晰矿区在大规模矿井排水后的地下水循环特征。结果显示：研究区地下水水化学类型主要为HCO3—Ca·Mg，水化学组分受硅酸盐岩的风化溶解作用控制，地下水中离子主要来源于水-岩相互作用和人类活动所产生的废弃物，存在N O3-超标现象。氢氧同位素分析表明，矿区地下水以大气降水补给为主，孔隙水和岩溶水存在紧密的水力联系；矿井排水后，矿区地下水循环过程发生改变，岩溶水由原先顶托补给上层孔隙水转变为接受上层孔隙水的越流补给，再由矿井排水排放至地表水体当中，矿井排水成为矿区主要地下水排泄方式。研究结果可为矿区地下水开发与管理和地面沉降防治工作提供科学有效的依据。