神府东胜矿区采煤塌陷对水环境影响效应研究

书２００７年１２月２８卷６期：５２１５２７地球学报ＡＣＴＡＧＥＯＳＣＩＥＮＴＩＣＡＳＩＮＩＣＡＤｅｃ．２００７２８（６）：５２１５２７本文由国家自然科学基金项目（编号：４０４７２１２４）和科技部国际合作项目（编号：２００５ＤＦＡ９０２００）联合资助。责任编辑：刘志强；收稿日期：２００７０９０７；改回日期：２００７１１１４。第一作者简介：张发旺，男，１９６５年生，研究员，博士生导师，长期从事矿山水文地质研究；通讯地址：０５００６１，河北省石家庄市石岗大街４０２号；电话：０３１１８８０２２０２９；Ｅｍａｉｌ：ｆａｗａｎｇｚｈａｎｇ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ。神府东胜矿区采煤塌陷对水环境影响效应研究张发旺赵红梅宋亚新陈立中国地质科学院水文地质环境地质研究所，河北石家庄０５００６１摘要煤矿开采所造成的地面塌陷，已成为我国西部矿区危害范围最广，危害程度最大，延续时间最长的一种环境地质灾害，其对水环境的影响也最为严重，不仅导致区域水文地质条件遭到破坏，造成水循环模式发生改变，而且引起水资源量急剧减少，水体污染严重，水环境极度恶化。本文以西部煤炭能源基地神府东胜矿区为研究区，从地表水、包气带水、地下水及水体污染四方面，进行采煤塌陷对水环境的影响效应研究，为矿区水资源供需矛盾、水环境改善以及区域经济可持续发展等提供科学依据。关键词采煤塌陷，水环境，影响，神府东胜ＴｈｅＥｆｆｅｃｔｏｆＣｏａｌｍｉｎｉｎｇＳｕｂｓｉｄｅｎｃｅｏｎＷａｔｅｒＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎｔｈｅＳｈｅｎｆｕＤｏｎｇｓｈｅｎｇＭｉｎｉｎｇＡｒｅａＺＨＡＮＧＦａｗａｎｇＺＨＡＯＨｏｎｇｍｅｉＳＯＮＧＹａｘｉｎＣＨＥＮＬｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＨｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ牞ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ牞Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ牞Ｈｅｂｅｉ０５００６１ＡｂｓｔｒａｃｔＬａｎｄｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｃａｕｓｅｄｂｙｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｉｓａｍｏｓｔｈａｒｍｆｕｌ牞ｍｏｓｔｗｉｄｅｓｐｒｅａｄａｎｄｍｏｓｔｐｒｏｌｏｎｇｅｄｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｈａｚａｒｄｉｎｍｉｎｉｎｇａｒｅａｓｏｆｗｅｓｔｅｒｎＣｈｉｎａ．Ｉｔａｌｓｏｓｅｒｉｏｕｓｌｙａｆｆｅｃｔｓｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎｔｈａｔｉｔｎｏｔｏｎｌｙｄｅｓｔｒｏｙｓｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｃｈａｎｇｅｓｗａｔｅｒｃｙｃｌｅｐａｔｔｅｒｎｓｂｕｔａｌｓｏｓｈａｒｐｌｙｒｅｄｕｃｅｓｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｃａｕｓｅｓｗａｔｅｒｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎａｎｄｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｏｎ．ＷｉｔｈｔｈｅＳｈｅｎｆｕＤｏｎｇｓｈｅｎｇｍｉｎｉｎｇａｒｅａａｓａｓｔｕｄｙａｒｅａ牞ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｏｎｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎｆｏｕｒａｓｐｅｃｔｓ牞ｎａｍｅｌｙ牞ｓｕｒｆａｃｅｗａｔｅｒ牞ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄｗａｔｅｒ牞ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒａｎｄｗａｔｅｒｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｂｔａｉｎｅｄｐｒｏｖｉｄｅａｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙａｎｄｗａｔｅｒｄｅｍａｎｄ牞ｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｒｅｇｉｏｎａｌｅｃｏｎｏｍｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ牞ｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ牞ｅｆｆｅｃｔ牞ＳｈｅｎｆｕＤｏｎｇｓｈｅｎｇ我国是世界上的煤炭大国，在一次性能源的生产和消费构成中，煤炭占７０％以上，这就决定了煤炭生产在中国能源工业中的地位。随着煤炭资源的大规模开发，与煤炭资源开采有关的环境地质问题愈来愈突出（邵爱军等，２００５），尤其是煤矿开采所造成的地面塌陷，已成为矿区危害范围最广，危害程度最大，延续时间最长的一种环境地质灾害。其对水环境的影响也最为严重，不仅导致区域水文地质条件遭到破坏，水循环模式发生改变，而且引起水资源量急剧减少，水体污染严重，水环境极度恶化。采煤塌陷是指地下煤层采出后，采空区围岩体内原有的应力失去平衡，出现应力集中现象，经过一段时间后，集中应力超过岩石的强度时，顶板岩层开始断裂、冒落，形成冒落带。冒落后，上部岩层也随后断裂，在上部岩层发生弯曲，随着采空区的扩大，地表开始移动，形成沉降波，致使地表发生变形、破坏，形成一系列裂缝、塌陷盆地等（张平仓等，１９９４）。作为水体承载基础的岩土结构的改变必然导致地表、包气带以及地