【摘 要】
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地下水资源是人类赖以生存的水资源,随着社会经济高速发展,对地下水资源的依赖程度越来越高,尤其对于我国水资源匮乏的西部鄂尔多斯盆地尤为重要。从矿产资源开发长期地下水动态监测分析发现,人类采掘活动对地下水动态变化影响较大,不仅减少地下水资源储存量,同时也改变了地下水流系统,对矿山水害防治与生态环境保护至关重要。鄂尔多斯盆地侏罗系地层蕴藏着丰富煤炭资源,煤层开采时受其顶板砂岩水害威胁,采前疏放和采后疏干
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地下水资源是人类赖以生存的水资源,随着社会经济高速发展,对地下水资源的依赖程度越来越高,尤其对于我国水资源匮乏的西部鄂尔多斯盆地尤为重要。从矿产资源开发长期地下水动态监测分析发现,人类采掘活动对地下水动态变化影响较大,不仅减少地下水资源储存量,同时也改变了地下水流系统,对矿山水害防治与生态环境保护至关重要。鄂尔多斯盆地侏罗系地层蕴藏着丰富煤炭资源,煤层开采时受其顶板砂岩水害威胁,采前疏放和采后疏干等工程活动引起各含水层地下水位持续下降而诱发严重生态问题。以鄂尔多斯北部某矿井为例,它位于一个小流域范围,通过前期水文地质勘探和生产过程的调查,利用该矿2014～2019年间主要含水层水位及井下涌水量监测数据,系统分析了开采前后地下水水位动态变化,阐述了地下水流场变化规律,并采用数值模拟方法,识别研究范围含水层参数,模拟其采动影响前后地下水系统的变化过程,并从沉积环境、岩性结构、地质构造、含水层的渗透性及富水性在空间变化和采动影响等因素分析了对地下水流场变化控制因素,提出了不同阶段的模式,主要的结论与认识如下:1、由于侏罗系和白垩系地层成岩时间较晚,其结构特性及其组成成分决定了固结性差,岩体稳定性差的特性。第四系松散层在研究区广泛分布,为地下水疏放后,引起地下水系统改变,进而导致局部开采后发生煤层顶板冒落等相关问题奠定了有利条件。2、自然状态下,地下水系统自发的不断进行演化;井下疏放水期间,白垩系含水层流场基本保持不变,而侏罗系水位大幅下降,深部地下水系统受影响较大;煤层回采导致垂向裂隙发育,破坏了两含水层之间的隔水层,促进了统一地下水系统的形成。3、通过对比各含水层不同阶段地下水流场发现:只有在工作面回采阶段,白垩系地下水位呈现下降态势,最大水位降幅达30m,并形成了以采场为中心的降落漏斗。4、进一步研究发现,微地貌起伏变化控制地表水与浅层地下水径流方向;古地貌和构造控制深部的地下水流场变化;人类采矿活动改变盆地局部地下水流场,引起了地下水系统的改变,并加剧地表生态环境恶化。5、通过建立数值模型对自然条件下、疏放条件下和开采扰动影响下地下水流系统变化特征,从含水层流场层面和剖面进行了刻画,且符合实际情况。上述的研究成果,为我国西部矿区的地下水资源评价的合理化及利用的可持续性提供了新思想路径,通过三种地下水流系统成因模式揭示了自然条件和人类活动双因素共同作用下引起地下水系统变化的机理,为采矿活动中地下水合理疏放与生态环境保护提供参考。图[51]表[7]参[88]
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