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摘要
淄博煤田洪山、寨里煤矿区内存在大量无止水措施、止水措施不良以及止水遭受破坏的供水井，这些井孔使矿坑水与奥灰水形成水力联系。矿山闭坑后，老窑积水和井巷水大量串层进入奥灰水含水层，影响了地下水化学场和动力场，改变了地下水系统的原有状态，使奥灰水水质逐年恶化，严重威胁了工农业供水安全。通过创建研究区水文地质概念模型及结构模型，运用Visual MODFLOW软件进行数值计算，并采用1989-2002年历史序列资料和2003-2012年实测资料分别对模型进行识别与验证，对现状条件和实施封孔治理措施后研究区奥灰水水质的动态变化进行预测，结果表明：(1)受矿区串层影响，矿坑老窖水随水流进入串层通道，对奥灰水造成污染，典型污染物是SO42-离子，在不采取应对措施的前提下，以2013年污染物浓度场作为模型初始浓度条件，对研究区进行10、20、25、30 a模拟预测可知，2020年之前SO42-浓度增加幅度较大，随后水位差逐渐变小，串层补给作用减小，后期浓度增幅逐渐变缓，2038年以后，奥灰水浓度升高趋势减缓，但水质污染范围将扩大至下游10.55 km处。(2)在注浆层渗透性1×10-6 cm/s方案下，采取注浆封堵措施在一定程度上可控制该区的矿坑积水、老窖水对奥灰水的影响，使奥灰水水质得到改善。对采取治理措施10 a后的污染预测结果看，洪山矿区奥灰水SO42-超标范围依然约为0.225 km2,与不进行治理条件下的超标范围2.25 km2相差一个数量级；治理30 a后，煤矿串层引起的水质污染可逐步缓解，全区域岩溶水中SO42-等组分含量达到饮用水水质标准。研究结论对矿区地下水环境治理及地下水资源开发提供依据。
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单位山东省国土测绘院; 山东省第一地质矿产勘查院
