沙溪銅礦地下水動態特征研究

祖 斌

(安徽銅冠廬江礦業有限公司,安徽 廬江 231500)

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沙溪銅礦地下水動態特征研究

祖 斌

(安徽銅冠廬江礦業有限公司,安徽 廬江 231500)

摘要：對沙溪銅礦的水文地質條件進行了勘察分析，分別從礦區地下水的水位動態、水化學成分分析和地下水的滲流場方面研究了地下水動態特征，研究結果表明：地下水動態屬氣候-開采型，大氣降水是區內地下水的補給來源。深部地下水補給條件差，水頭逐漸降低。地表水與地下水水力聯系弱。建議加強礦區的水文地質工作，建立健全地下水動態監測系統。

關鍵詞：地下水；動態特征；監測系統

1引言

沙溪銅礦礦區地處大別山余脈東延部分和巢滁山地最南端2單元銜接部位，為起伏不平的低山丘陵地形。群山呈北東向展布，山勢高低由北向南依次下降，山頂多較圓滑，山坡地勢平緩，地貌成因屬于構造剝蝕的低山丘陵．河谷多處切入基巖，表明該區仍處于緩慢上升狀態。最高峰為鳳臺山，標高+156.09 m，東南部沙溪河河床處最低標高約+8.0 m。區內人工水塘零星分布，無大的地表水體，礦區南部、北部各有溪流1條。北部為縣河支流無名溪，距礦區約4.5 km；南部為沙溪河，距礦區約1 km。南北兩溪河迂回曲折，從西向東流入礦區東部外側的黃陂湖，而沙溪河和無名溪之支流小溪溝多呈南北向發育。其中沙溪河河寬20～30 m，河深4～8 m。溪流主要排泄大氣降水及上游山區山前地下水，年流量變化大，旱季水流較小，甚至干涸；雨季河水猛漲，如遇連降暴雨，河水漫出河槽，1969年7月洪水位漲到+15 m標高，兩岸農田全部被淹，同年礦區東北部外側的黃陂湖洪水位也上漲到相同的標高。2009年3月18日觀測，沙溪河黃院處流量為37764 m3/d。為了掌握礦區地下水動態特征和滲流規律，礦方對區內地下水水位、水質等進行了長期的觀測、分析，以期指導礦山科學、安全開采[1～3]。

2礦區水文地質概況

2.1含水巖組及富水程度

礦區地層自上而下主要為：第四系、侏羅系、志留系及侵入巖體(燕山期閃長巖類)。按含水介質特征，將該礦床劃分為4個含水巖組：松散巖類孔隙含水巖組、碎屑巖類裂隙含水巖組、火山碎屑巖類裂隙孔隙含水巖組、巖漿巖類裂隙含水巖組。

2.2構造及其富水性

早期北東向、北北東向、近東西向3組斷裂是礦床內規模大的斷裂，但發生時代相對較早，其被后期巖體侵入充填。具有水文地質意義的是對應于上述3組斷裂的低序次、低級別的晚期構造變動。區域斷裂構造較為發育，具有多期次、持續活動的特點，以北東向、北北東向、近東西向3組斷裂為主。礦區內主要為北西向斷裂，張扭性，發生時間較晚，區內所見頗多，其斷裂面的延伸較大，具一定的導水性。礦區內近東西向張扭性斷層及平行張裂帶，雖延伸不大，但是使得周圍鉆孔巖心破碎，是附近鉆孔出現漏水(涌水)現象的主要原因。斷裂構造富水性中等。

2.3礦區西部、南部含水層分布特征

針對礦區主井、副井和南風井突水及礦區西部、南部區域發生大面積地下水位降低，為查明礦區含水層的分布，分析地下水位下降因素和運移通道，于礦區南部及西部開展了可控源大地音頻電磁勘探。共布置測線6條：南區5條，西1條，共計3300 m；點距50 m，共72個測點。如圖1所示。

測區內含水層底面，基本走向南北，向北向C1線方向延伸。富水區底面北西向明顯，向北推測也將向C1線方向延展。2者底面向東、北東傾斜。坡度約15°。含水層西南較薄，厚200～250 m，東北較厚，厚400～500 m。南風井突水后，西側南側向其供水，極易使其西、南外圍水源枯竭。

含水層由裂隙發育程度決定，而裂隙發育與構造有關。測區位于南北向背斜西翼，巖體與捕虜體間亦呈近南北向鑲嵌，與裂隙發育的走向一致。可見構造裂隙是控制含水層的主要因素，而富水區還有風化裂隙疊加的因素。

礦區南部含水層為跨巖體地層的基巖裂隙水，潛水面僅數米。該含水層主要依風化裂隙與構造裂隙溝通成一整體。當南風井等深井挖掘時，導致潛水面下降，呈一巨形降落漏斗。影響半徑將隨挖井加深，水量漏失增加而擴大，導致民井水位下降。

3地下水水位動態

礦區地下水主要補給來源為大氣降水，該區基巖裸露面積大，風化裂隙發育，有利于降水的入滲和地下水的轉移，控制了地下水徑流方向。

圖1　礦區南部測區富水區底面深度(左)、含水層底面深度(右)

通過民井調查和水位觀測成果可以得出以下規律。

(1)總體地下水動態屬氣候-開采型。地下水位仍然受大氣降水控制，降水后有明顯回升，同時具有季節性。表現出在同一降水時間內水位具同樣的上升趨勢。礦區內地下水位受豎井疏干排水影響水位整體大幅下降。

(2)礦區周邊民井水位在整體上具有下降趨勢，表明礦區疏干排水作用成為礦區及周邊地下水動態的主要影響因素。

(3)礦區西部和西北部對礦區地下水的補給較小，水力聯系較弱。

(4)礦區東部區段地下水與礦區中部(進風井段)水力聯系緊密，與礦區南部水力聯系不緊密。

(5)北風井對其東部和南部地下水位基本無影響。

(6)北風井開拓對張祠、張山區域地下水位影響不明顯。

(7)橫向上，礦區整體淺層地下水聯通性較好，疏干影響范圍主要向南面、東面和東南面擴展。同時地下水受區內主要構造方向控制，為北西向、北北東向和近東西向。

4地下水水質特征分析

地下水化學成分，與含水層巖性、埋藏條件、所處地形地貌以及地下水補逕排條件等關系密切，區內水化學類型主要有：HCO3—Ca·Mg型、HCO3·SO4—Ca型、SO4·HCO3—Ca型等，分析各主要取樣點地下水化學特征,具體如下。

(1)淺層地下水，包括風化裂隙水。由于受補給條件好、徑流通暢、循環周期短，水中固形物含量一般小于0.5 g/L，SiO2含量一般小于25 mg/L，水化學類型相對單一，多為HCO3—Ca型、HCO3·SO4—Ca型(或Ca·Mg型)，水溫變化較大，如1、2號泉水及涌水位置淺的ZK105鉆孔等。

(2)埋藏深度較大的地下水。由于受補給條件較差、徑流遲緩、循環周期長，水中固形物含量一般大于0.5g/L，最高達1.476 g/L (ZK2302)。SiO2含量一般大于25 mg/L，水化學類型也相對復雜，多為SO4·HCO3—Ca型(或Ca·Na型)，水溫變化較小，且溫度值較高(20～22 ℃)。

5地下水滲流場

區內地下水動態屬降水型，大氣降水是影響區內地下水動態的主要因素。通過普查、詳查及勘探期間對地下水觀測成果分析，地下水的升降和泉流量的大小與降水相關，且受降水強度的影響，最大流量出現在豐水期，最小流量出現在枯水期，長觀結果表明：一般日降水量10 mm以上、降水6 h后地下水有明顯變化。變化幅度值受地形、巖層透水性和第四系覆蓋層的影響，地下水位變幅具有地形高處大于低處、強含水層大于弱含水層、裸露區大于覆蓋區、淺層地下水大于深層地下水等特點。

6結論

銅礦區地下水動態屬氣候-開采型，大氣降水是區內地下水的補給來源。淺部地下水在橫向主要受礦區北西向、北北東向和近東西向構造控制。深部地下水補給條件差，水頭逐漸降低。地表水與地下水水力聯系弱。

為滿足規范要求和礦山未來生產建設的需要，應進一步加強礦山水文地質工作，建立健全礦山水文地質、地下水動態監測系統[4，5]。

參考文獻：

[1]甘義群，王焰新，段艷華，等.江漢平原高砷地下水監測場砷的動態變化特征分析[J].地學前緣，2014(4):37～49.

[2]鄧青軍，唐仲華，吳琦，等.荊州市地下水動態特征及影響因素分析[J].長江流域資源與環境，2014(9):1215～1221.

[3]王仕琴，宋獻方，王勤學，等.華北平原淺層地下水水位動態變化[J].地理學報，2008(5):435～445.

[4]張琳，劉彩虹，卞建民.大安灌區地下水動態特征及灌區實施后的生態環境響應[J].節水灌溉，2012(4):43～45，50.

[5]徐慧珍，段秀銘，高贊東，等.濟南城近郊區地下水頭動態特征及原因分析[J].水文地質工程地質，2007(2):87～89，92.

Research on the Groundwater Dynamic Characteristic in Shaxi Copper Mine

Zu Bin

(AnhuiTongguanLujiangMiningCo.Ltd.,LujiangAnhui, 231500)

Abstract:This article isbased onShaxi Copper Mine hydrogeology survey and analysis.Respectively from the mining area of groundwater dynamic water level, the water chemical composition analysis and the groundwater seepage field, it researchedthe groundwater dynamic characteristics.Theresults arestated as follows: groundwater dynamic was climate - mining type, and the precipitation was the main recharge source of groundwater in the area. The deep groundwater recharge condition was pooraswater head reduced gradually. Surface water and groundwater showed a weak hydraulic connection.It was suggestedto strengthen mine hydrogeology work in the future,to establish and to improve the groundwater dynamic monitoring system.

Key words:groundwater; dynamic characteristic; monitoring system

收稿日期：2016-03-29

作者簡介：祖斌(1991—)，男，助理工程師，主要從事礦山水文地質工作。

中圖分類號：P641

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944(2016)10-0184-02