論礦山開采對水文地質環境變化的影響

凌付南

（廣西壯族自治區地球物理勘察院，廣西 柳州 545005）

礦山建設導致了一系列的地下水環境問題，尤其20世紀礦山建設施工對地下水采取直接排水疏干的方式，導致在礦山影響范圍內地下水位急劇下降，大量水點干涸，加劇區域水土流失。在可溶巖分布區，地下水位的下降也會誘發巖溶塌陷，造成很大經濟損失。

1 工程概況

1.1 礦山建設情況

目前某地區兩江河間地塊地區已建或擬建的礦山已有23條，已經規劃和在建的有歇馬礦山，西永礦山，西風嶺礦山，井口礦山和主礦山等。兩江河間地塊間距約52km，已建礦山在區內最大間距為12.8km，最小間距為60m左右，所有礦山的平均間距約為3.7km。當所有在建和規劃礦山全部修建完成后，平均礦山間距約為2.268km區內礦山建設的密度也將大量增加。無疑，在區內礦山全部建設完成后，這種影響將更嚴重。

礦山建設對地下水的疏干作用非常嚴重，部分礦山洞口出水量非常大，被當地居民用作飲用水來源。同一礦山其東西洞口出水量差距較大，如某段礦山東西洞口水量差68.3L/s，而西側洞口出水量僅為10.3L/s，與東西翼槽谷發育程度有關。

礦山建設對地下水的監測表明，穿越不同地層時水量變化較大，一般礦山穿越可溶巖強含水地層時出水量急劇增大。礦山施工結束后，礦山涌水量漸漸趨于穩定，涌水量大小隨大氣降雨變化明顯。

1.2 水文地質情況

建設區內常年平均降水量達1082.6mm左右，5到6月為降雨量集中，期間最高降雨量可以達到746.1mm。占全年天數62%左右的時間日降雨量強度大于25mm，統計到的小時最高降雨強度為62.1mm/h。

區內無大型江河等地表水體，只存在溪流及小型水庫。溪流水系屬某江水系，主要溪流有鳳凰溪、清水溪、龍鳳河上游支流溪水等。

這些溪流均是發源近，流程短，縱向坡降大，河谷窄，水量小，具有山區性河流的典型特征。

2 礦山開采對地下水環境影響分析

地下工程是地下水環境效應的誘因，對穿越區含水層的破壞會導致區域地下水環境發生一系列不可逆的改變。分析礦山建設產生的地下水環境效應，需要進一步分析造成礦山建設產生地下水環境效應的影響因素，并從礦山工程本身和自然環境兩個方面，將礦山建設對地下水環境效應的影響因素分為工程因素和自然因素。

工程因素主要包括礦山襯砌堵水方式，施工工藝，工程質量等。

自然因素是指存在于自然條件中對礦山區地下水環境產生影響的因素，主要包括含水層的水文地質參數取值，大氣降雨入滲值，地下水類型，地表水體的分布等。

3 礦山建設產生的水文地質問題

礦山開采建設由于在原有水文地質單元內形成新的集水廊道，對原有地下水系統產生破壞，影響其流場變化，影響區域地下水水量及水質。

疏干地下水水體，引起地表水枯竭，進而誘發巖溶塌陷。對礦山工程施工而言，如若礦山揭露地下巖溶管道，勢必引起礦山涌突水災害。

3.1 水體疏干

該地區某江和長江之內縱長約50公里范圍的河間地塊，礦山建設密集，這些礦山大多成為區域穩定的地下水排泄口。

根據對礦山洞口出水量的調查，發現礦山洞口涌水量多在0L/s～50L/s之間。

地下水位和礦山涌水量在平水期和豐水期變化較大，流量隨降雨變化明顯，暴雨后流量暴漲。

3.2 巖溶塌陷

礦山建設區內地表巖溶發育，巖溶塌陷分布廣泛。其形成原因主要是由于既有溶蝕空間內由于水壓、氣壓等的變化引起的力學效應，以及工程建設時產生的震動沖積等致使上覆頂蓋失穩產生。礦山工程建設引起的地下水疏干，導致地下水位變化波動，使巖溶豎向管道出現潛蝕和真空吸蝕作用，進一步導致豎向巖溶管道的發育，在地表土體的重力作用下出現塌陷。

3.3 破壞地熱資源

礦山建設區域地熱資源豐富，在背斜兩翼存在大量地熱開發區塊。背斜作為良好的儲水構造，也是地熱良好的儲能地區。本區進行礦山建設及地下礦產開發，勢必穿越某江和雷口坡組地層，造成儲能條件的改變，而且這種破壞是不可逆的。

根據調查結果，從鉆井的放水試驗可知，靜止水位為+210.0m；在降深70.0m～210.0m時，地熱水鉆井的出水量在2026.08m3/d～6023.81m3/d。

近年來流量急劇少較明顯，最低流量已降至3000方以下，水頭高度降至50m以下。

4 結語

本文根據某礦山工程建設狀況，綜合分析得知建設區內不同地下水循環系統具有明顯的差異，具體為礦山建設導致建設區內水體疏干、巖溶塌陷和地熱資源的破壞，且各類地下水環境負效應點的分布具有明顯地層分帶性，可溶巖中干涸水點數量明顯多于非可溶巖地區。同時，可溶巖地層中干涸泉點占地層中泉點總數的比例也高于非可溶巖地區。

參考文獻

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