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1、第27卷第5期水文Vol.27No.5第2050期7年10月JOURNALOFCHINAHYDROLOGYOct.,2007矿坑排水对地下水水源地供水安全影响分析刘佩贵1112,束龙仓,王雪,陶月赞(1.河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210098;2.合肥工业大学土木建筑工程学院,安徽合肥230009)摘要:为保证矿区安全开采,采矿本身要求排出大量的矿井水,这不可避免地使附近的地下水水位下降,并可能影响到已有地下水水源地的供水安全,产生供、排水矛盾。本文以淮北市徐楼铁矿为例,用数值法分析评价矿坑排水对城市供水安全造成的
2、影响,并对越流系数的不确定性进行了定量分析。分析结果表明:矿坑排水对徐楼水源地引起的水位附加降深最大值为0.0244m,仅为水源地设计开采水位降幅(6.0m)的0.41%,对附近地下水水源地的供水安全造成的影响较小,不会影响到水源地的正常运行。关键词:供水安全;矿坑排水;水位附加降深;地下水水源地中图分类号:P641.75文献标识码:A文章编号:1000-0852(2007)05-0055-0329.9m,地势西北高、东南低,坡降为1/5000左右。属暖温带半湿1概述润季风气候区,多年平均降水量约845.0mm,受气候与自然地理地下水水源地在城
3、市供水中发挥着不可替代的作用,但随环境的制约,年际降水量变化较大,主要集中在6～8月份,多年着经济的发展及城市化进程的加快,水少、水脏等问题已成为制平均蒸发量为1651mm。新汴河、新濉河为淮河水系北侧两大支约城市可持续发展的限制性因素,从而使传统的安全要素扩大流,其水位、流量变化明显地受季节性降水控制。到包括水资源问题在内的非传统安全要素上。水不仅是一种资区域内地下水主要有第四纪松散沉积物中的孔隙潜水和源,同时也是环境的重要组成部分[1-2],并关系到经济、社会的可奥陶纪灰岩中的裂隙岩溶承压水。第四纪含水组与下部大理岩持续发展,但就城市供水而
4、言,水安全主要是指供水安全,是在含水组间,因第四纪底部分布有较稳定且结构致密的粘土层,保证供水水质安全基础上的水量安全。本文因资料等情况的限使二者水力联系微弱,尤其在石楼、双庄矿床第四纪地层中,下制,假定地下水水源地在评价期内的水质满足供水要求,仅论述部几乎全部为粘性土层,厚度多在20～40m不等。水量方面的安全。3地下水水流模型建立地下水资源量的评价是通过地下水水位的动态预测来实现的,因此,在本文的研究中,以水源地地下水水位的变化来反映淮传统的解析法以其应用简单等优点被广泛地用于矿坑排北市徐楼铁矿矿坑排水对其附近地下水水源地(徐楼水源地)供水
5、分析预测中,但在求解过程中,不得不对水文地质条件进行水安全的影响。徐楼铁矿为—地下开采矿山,矿区包括石楼、双较为理想化的概化,这在一定程度上不可避免地影响到了评价庄、史小楼三个矿床,矿体围岩是在矿区普遍发育的大理岩,它是结果的可靠度。在充分收集和分析了区域、矿区的地质和水文由石灰岩发生不同程度的变质而形成的,所以矿体围岩与区域岩地质资料后,发现研究区的水文地质条件较复杂,且在裂隙岩溶含水层关系密切。另外,徐楼水源地位于矿区以北约7.5km处,溶含水层中有碎屑岩体,因此,本文选用VisualMODFLOW建因采矿本身要求把能进入井巷或威胁井巷的水
6、有效地从采场周立地下水水流数值模拟模型,模拟裂隙岩溶地下水的水位动态围疏干,需排出大量的矿井水,使附近地下水水位下降[3],有可能变化情况,分析评价矿坑排水对徐楼水源地的影响。会影响到水源地的正常运行,因此,有必要对铁矿开采过程中模拟区范围主要沿石炭纪与二叠纪地层分界线进行圈定,的矿坑排水将对水源地的供水安全造成的影响进行分析。据此确定的研究区范围如图1所示,东西宽约10.35km,南北长约16.25km,面积约167.5km2。根据水文地质条件,将研究区在2研究区概况平面上剖分为150行,100列,垂向上分为三层,由上至下,依次研究区位于淮北
7、市濉溪县境内,属淮北平原的一部分,地形代表潜水含水层、粘土弱透水层及裂隙岩溶承压含水层。深层平坦,地貌类型简单,为广阔的冲积平原,区内地形标高28.5～承压含水层是研究的目标层,该层裂隙发育不均一,局部有碎收稿日期:2007-01-22基金资助:水文水资源与水利工程科学国家重点实验室开放基金项目、水利部科技创新项目(SCX2003-05)、河海大学院士基金作者简介:刘佩贵(1981-),女,山东莒县人,河海大学水资源环境学院博士研究生,研究方向为地下水开采的风险分析与水资源评价。56水文第27卷屑岩,但长观孔资料反映出裂隙岩溶水基本上具有统一的
8、流场,表1岩溶水代表性点水位附加降深因此,深部含水层概化为非均质各向同性介质。在开采条件下,距矿坑中心预测时间段(d)代表性点侧向径流补给、弱透水层的
