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摘 要：为了解矿区塌陷水体的水质污染特征及规律，结合物理、化学和生物指标，运用营养状态综合指数法及基于ARCGIS的空间差值分析法对淮南矿业集团谢桥矿塌陷塘水质进行了分析与评价。矿区塌陷塘水质pH值呈弱碱性，透明度较低，BOD5、CODMn指标含量较高；用营养状态综合指数法对塌陷塘水质富营养化进行了评价，其污染级别为轻度富营养；运用ARCGIS的空间分析模块，利用总磷、总氮、BOD5、CODMn 4个因子的空间插值栅格图建立多因子综合污染模型进行综合评价，得出水体综合水质标准处于地表水Ⅲ类到Ⅳ类之间，水质有待改善。本研究结果为塌陷塘水体水质监管及管理提供科学依据。
关键词：煤矿塌陷塘；理化特征；富营养化；空间插值；综合污染评价
中图分类号：X524 文献标识码：A 文章编号：1672-1098(2012)01-0039-04
收稿日期：2011-11-26
基金项目：淮南矿业集团2010科学技术资助项目
作者简介：苏桂荣（1985-），女，山东潍坊人，在读硕士，研究方向：水污染控制工程。
Research and evaluation of Water Quality in
Subsidence Ponds Based on the ARCGIS
——A Case Study in Xieqiao Coal Mine of Huainan Mining Group
SU Gui-rong1 ,YAO Duo-xi1, LI Shou-qin2, GAO Liang-min1
CHEN Ping1,CHEN Yong-chun2
(1. School of Earch Science and Environmental Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan Anhui 232001,China; 2.State Key Lab of Mine Ecological Environment Protection of Huainan Coal Mining Group Corporation Ltd, Huainan Anhui 232001,China )
Abstract:In order to understand the features and regularity of of water pollution in subsidence, combining with physical, chemical and biological indicators, using nutrition state comprehensive index method and space difference analysis method which based on ARCGIS, analyzed and evaluated the water quality of Xieqiao Coal Mine subsidence pond of Huainan Mining Group.The pH value of water was weak alkali; the SD of water was low; the index of BOD5,CODMn were high. Evaluated the degree of eutrophication with the method of trophic state comprehensive index,the pollution level was light eutrophication. Through the ARCGIS spatial analysis module, Draw out the contaminated distribution simulation diagrams of TP,TN, BOD5,CODMn, and based on the more comprehensive pollution factor ARCGIS model,drawing the comprehensive pollution evaluation simulation diagram of Huainan Xieqiao mine subsidence ponds water quality, obtaining the result that the comprehensive water quality standard of Xieqiao mining located in Ⅲ to Ⅳ,the quality of water should improved. The results of this study provided the scientific basis for water quality supervision and management of collapse pond.
Key words:coal mine subsidence pond; physical–chemical characteristics; eutrophication;spatial interpolation; comprehensive pollution evaluation
淮南地处安徽省中北部，是一座以煤炭为主体的能源城市。淮南横跨淮河两岸，河网众多，地下水位埋藏较浅，煤矿塌陷区大面积积水，形成一种特殊的地表水体。随着开采规模的扩大，塌陷水域不断扩展，有的矿区已经出现富营养化塌陷区，制约了矿区经济和社会的发展［1］。淮南矿区采煤塌陷塘周边多属于耕作农田，矿石固体废弃物大量堆积，采煤矿井水、地下水、大气降水在作为塌陷塘水体主要水源的同时，亦携带周边污染物，给塌陷塘输入了大量的重金属元素、有机物及氮、磷等，一定程度上改变着塌陷塘的理化环境。本文结合物理、化学、生物指标，运用营养状态综合指数法及基于ARCGIS的空间插值分析法对塌陷塘水体水质进行了分析与评价，找出其水质污染的特征及规律，为塌陷塘水体水质监管及管理提供科学依据［2］。
1 研究区域采样点的布设
采样时间为2011年8月，围绕塌陷塘一圈共布设16个采样点。采取3个层次不同深度的水，等量混合后作为水样。
选择了国内外在内陆河流营养条件制定及水质评价中常用的几种指标［3］：理化指标——pH值、温度、透明度、CODMn、BOD5、总硬度等。营养盐指标——总磷、总氮、叶绿素a等。水样现场固定后带回实验室立即进行处理测定。温度，透明度、pH值为现场测定，其余指标参考分析方法［4］于24 h内进行测定。
3 研究结果与讨论
31 监测结果分析
通过对塌陷塘各个理化指标的分析测定，得到数据如表1所示。
谢桥矿塌陷塘水体主要来源于采煤矿井水、 地下水及大气降水， 大部分水体已被开发养鱼， 水位较深。 水体大部分被农田环绕， 中间被道路隔开，附近有居民住宅［5］。 由于有生产、 生活废水的排入，塌陷水域BOD5与CODMn含量偏高，分别达到文献［6］2中的Ⅲ类与Ⅳ类。 大量农业化肥的使用使得塌陷水域总磷、 总氮的值较高， 达到文献［6］2中的Ⅳ类标准。
关键词：煤矿塌陷塘；理化特征；富营养化；空间插值；综合污染评价
中图分类号：X524 文献标识码：A 文章编号：1672-1098(2012)01-0039-04
收稿日期：2011-11-26
基金项目：淮南矿业集团2010科学技术资助项目
作者简介：苏桂荣（1985-），女，山东潍坊人，在读硕士，研究方向：水污染控制工程。
Research and evaluation of Water Quality in
Subsidence Ponds Based on the ARCGIS
——A Case Study in Xieqiao Coal Mine of Huainan Mining Group
SU Gui-rong1 ,YAO Duo-xi1, LI Shou-qin2, GAO Liang-min1
CHEN Ping1,CHEN Yong-chun2
(1. School of Earch Science and Environmental Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan Anhui 232001,China; 2.State Key Lab of Mine Ecological Environment Protection of Huainan Coal Mining Group Corporation Ltd, Huainan Anhui 232001,China )
Abstract:In order to understand the features and regularity of of water pollution in subsidence, combining with physical, chemical and biological indicators, using nutrition state comprehensive index method and space difference analysis method which based on ARCGIS, analyzed and evaluated the water quality of Xieqiao Coal Mine subsidence pond of Huainan Mining Group.The pH value of water was weak alkali; the SD of water was low; the index of BOD5,CODMn were high. Evaluated the degree of eutrophication with the method of trophic state comprehensive index,the pollution level was light eutrophication. Through the ARCGIS spatial analysis module, Draw out the contaminated distribution simulation diagrams of TP,TN, BOD5,CODMn, and based on the more comprehensive pollution factor ARCGIS model,drawing the comprehensive pollution evaluation simulation diagram of Huainan Xieqiao mine subsidence ponds water quality, obtaining the result that the comprehensive water quality standard of Xieqiao mining located in Ⅲ to Ⅳ,the quality of water should improved. The results of this study provided the scientific basis for water quality supervision and management of collapse pond.
Key words:coal mine subsidence pond; physical–chemical characteristics; eutrophication;spatial interpolation; comprehensive pollution evaluation
淮南地处安徽省中北部，是一座以煤炭为主体的能源城市。淮南横跨淮河两岸，河网众多，地下水位埋藏较浅，煤矿塌陷区大面积积水，形成一种特殊的地表水体。随着开采规模的扩大，塌陷水域不断扩展，有的矿区已经出现富营养化塌陷区，制约了矿区经济和社会的发展［1］。淮南矿区采煤塌陷塘周边多属于耕作农田，矿石固体废弃物大量堆积，采煤矿井水、地下水、大气降水在作为塌陷塘水体主要水源的同时，亦携带周边污染物，给塌陷塘输入了大量的重金属元素、有机物及氮、磷等，一定程度上改变着塌陷塘的理化环境。本文结合物理、化学、生物指标，运用营养状态综合指数法及基于ARCGIS的空间插值分析法对塌陷塘水体水质进行了分析与评价，找出其水质污染的特征及规律，为塌陷塘水体水质监管及管理提供科学依据［2］。
1 研究区域采样点的布设
采样时间为2011年8月，围绕塌陷塘一圈共布设16个采样点。采取3个层次不同深度的水，等量混合后作为水样。
选择了国内外在内陆河流营养条件制定及水质评价中常用的几种指标［3］：理化指标——pH值、温度、透明度、CODMn、BOD5、总硬度等。营养盐指标——总磷、总氮、叶绿素a等。水样现场固定后带回实验室立即进行处理测定。温度，透明度、pH值为现场测定，其余指标参考分析方法［4］于24 h内进行测定。
3 研究结果与讨论
31 监测结果分析
通过对塌陷塘各个理化指标的分析测定，得到数据如表1所示。
谢桥矿塌陷塘水体主要来源于采煤矿井水、 地下水及大气降水， 大部分水体已被开发养鱼， 水位较深。 水体大部分被农田环绕， 中间被道路隔开，附近有居民住宅［5］。 由于有生产、 生活废水的排入，塌陷水域BOD5与CODMn含量偏高，分别达到文献［6］2中的Ⅲ类与Ⅳ类。 大量农业化肥的使用使得塌陷水域总磷、 总氮的值较高， 达到文献［6］2中的Ⅳ类标准。