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庐江矾矿矿区酸水量动态模拟与控制研究

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 研究内容

1.4 研究思路与技术路线

第二章 研究区概况

2.1 区域自然地理概况

2.1.1 位置概况

2.1.2 地形地貌

2.1.3 水文气象

2.1.4 河流水系

2.2 区域地质条件

2.2.1 地层

2.2.2 构造

2.2.3 岩浆岩

2.3 区域水文地质条件

2.3.1 地下水类型

2.3.2 断裂构造富水特征

2.3.2 地下水补径排条件

2.4 环境地质调查概况

2.4.1 矿体特征

2.4.3 矿山现状

2.4.4 水质现状

第三章 平硐出水水量分解

3.1 平硐出水水文动态特征

3.1.1 野外水文调查

3.1.2 室内水文实验

3.1.3 野外渗水试验

3.2 矿区补给模式研究

3.2.1 空隙类型分析

3.2.2 平硐出水补给模式

3.3 直接分割法水量分解

3.3.1 水文机理分析

3.3.2 直接分割法

3.4 水量平衡法水量分解

3.4.1 水量平衡及溶质均衡方程

3.4.2 水量平衡法计算过程及结果

第四章 数值模拟法水量分解

4.1 水文地质概念模型

4.1.1 模拟区范围

4.1.2 含水层概化

4.1.3 边界条件概化

4.2 地下水流数值模型的建立与求解

4.2.1 数值模拟软件选择

4.2.1 数学模型

4.2.2 模型求解

4.2.3 模型结果分析

4.3 结果对比分析

第五章 水量控制措施

5.1 矾山镇总体规划

5.2 治理目标

5.3 治理措施

5.3.1 弃渣场

5.3.2 露天采场

5.3.3 塌陷区

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

6.2.1 不足

6.2.2 展望

参考文献

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摘要

随着矿山开采方法及机械技术的进步,废弃矿山量逐年增加,矿井废弃后,地表水、地下不同含水层以及废弃矿井中的含水空间将构成复杂的交替模式和补排关系,同时废弃矿渣、矿井所特有的酸性环境等使地下水受到严重污染。本文以庐江废弃矾矿为例,主要研究矿区地下水污染的水文过程,在野外调查数据及水文地质资料的基础上,分析其水量演变路径,研究所得结论如下:
  (1)矿区与自然状况下的含水介质具有不同的水动力学特征,其含水空隙可分为三类:孔隙、裂隙和管道。矿区内平硐出水主要有三种入渗补给来源:宕口直接补给、塌陷区渗漏补给、区域渗流补给。三种补给方式具有不同的运动路径及水力特征。
  (2)对大矾山西山矿段+85m平硐出水开展野外调查,并对矿区内原状土和矿渣进行降雨产汇流实验,结果表明:西山平硐出水量1263m3/d~2326m3/d,随季节变化明显,水质明显酸化,pH均小于4;矿区地下水径流对降雨存在一定滞后性,且矿区内固体废弃物地(矿渣堆弃地、塌陷区),在降水淋浴作用下,将会入渗污染地下水,使地下水水质发生酸化。
  (3)采用直接分割法、水量平衡法、数值模拟法对平硐出水水量加以分解,主要研究地下水动态稳定的区域渗流补给。三种方法均能求出区域渗流补给量,且结果相近,直接分割法求得的量最大(4.91×105m3/a),数值模拟法次之(4.7×105m3/a),水量平衡法最小(3.5×105m3/a),占平硐出水量的百分比分别为83%、59%、80%。数值模拟法能反应出区域地下水长时间相对稳定状态,计算出的区域渗流补给量数值较稳定,故推荐数值模拟法计算出的区域渗流补给量作为酸水量控制的依据。
  (4)矿区酸水量的来源主要是大气降水,对矿区内采场、弃渣场地等进行整理及修复,做好拦截地表水减少入渗量工作是控制酸性水排放量的一种有效措施。酸水控制措施的最终效果,应以矿区平硐出水量减少到所计算出的区域渗流补给量为标准。

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