煤矿沉陷区砾石黏土层水体溶质迁移特征

作者：姬红英; 韩涤清; 辛亚军^*; 李建林; 任君豪; 邱桂华

来源：煤炭学报, 2020, S1: 393-404.

DOI：10.13225/j.cnki.jccs.2019.1374

• 煤矿沉陷区
• 地表水-浅层地下水
• 砾石黏土
• 化学组分
• 阻滞作用

煤矿开采极易造成地表沉陷,煤矿沉陷区地表水通过渗透介质影响浅层地下水,造成浅层地下水质改变,焦作市西部煤矿沉陷区地表-浅层地下水的渗透介质为黏土层,地表水与浅层地下水极易贯通形成交叉污染,进而严重影响浅层地下水体功能。通过在试验区布置8个两河地表水和13个浅层地下水监测点,对TDS,pH,EC及Na+,Cl-,SO42-,Ca2+,Mg2+,NO-3浓度进行现场监测,分析了地表水和浅层地下水化学组分及水化学类型差异,研究了砾石黏土对地表水化学组分的阻滞作用,获得了地表水与浅层地下水的水化学差异联系特征。结果表明:两河地表水与浅层地下水的TDS,pH,EC差异明显,白马门河和大石河地表水的TDS,pH,EC分别为浅层地下水的-23.31%,9.65%,-23.58%和377.30%,19.86%,378.60%;两河地表水与浅层地下水化学类型呈差异过渡,白马门河Cl·SO4-Na·Ca型地表水经砾石黏土浅层地下水由Cl·SO4-Mg·Ca·Na型过渡为Cl·SO4-Mg·Ca型,大石河Cl·SO4-Na型和Cl·SO4-Na·Ca型地表水经砾石黏土浅层地下水由Cl·SO4-Na·Ca型和Cl·SO4-Na型过渡为Cl·SO4-Mg·Ca型;大石河地表水Na+,Mg2+,Ca2+,Cl-和SO2-4浓度明显高于浅层地下水,白马门河地表水Na+,Mg2+,Ca2+,Cl-,SO42-与浅层地下水差异不明显;随着距大石河距离增加,西南→东北浅层地下水Na+,Mg2+,Ca2+,Cl-,SO2-4浓度呈急剧降低→缓慢降低→稳定趋势;地表水离子浓度与降解率成正比,浅层地下水离子本底值与降解率成反比,砾石黏土对水化学组分降解率和单位降解率顺序均为Na+>Cl->SO42->Ca2+>Mg2+;当Na+,Cl-,SO42-,Ca2+,Mg2+的地表水-浅层地下水浓度差小于1 478.71,1 325.09,2 177.54,308.71,39.52 mg/L时,其单位降解率与地表水-浅层地下水浓度差呈正相关性。

• 单位
  河南理工大学