基于GMS的某矿区地下水数值模拟研究
煤炭资源促进了我国社会经济的发展，但是煤炭的开采会对生态环境产生一些不可忽视的影响，如地层沉降、下陷，地表出现裂缝，地下水水位下降、水体污染，海水入侵，荒漠化和沙化等[1]。本文借助GMS软件，以金海煤矿为例，模拟预测了煤炭的开采会对区域内地下水的影响情况。 大同金海煤矿在常年开采生产过程中产生了多种导水裂隙带，破坏了原有的水文地质环境，从而对该区内各含水层的水位、水量造成影响，此外，在煤炭的开采、加工、生产过程中会产生污染物，包括放射性和非放污染物质，其中有天然放射性核素、悬浮物、氟化物等。 本研究根据矿区及周边区域实际水文地质资料，获得建模需要的各种参数，建立研究区域地下水流模型和溶质迁移模型。本文分首采期(3.8a)后和服务期末(16.8a)，预测了该区域顶板疏放水后对具有供水意义的含水层的水位、水量的影响；同时在地下水流场的基础上利用MT3DMS来模拟研究了矸石场在淋滤作用下，污染物进入地下含水层后的迁移扩散情况。对污染物在潜水含水层中的水平迁移运动以及污染物迁移扩散不同时期地下水水质污染程度及迁移范围进行预测。深入探讨了污染物进入地下水后对潜水含水层水质及水环境的影响。 水流模拟预测结果显示，煤矿短时期内开采不会对区域奥灰水流场造成影响，长时期开采会使奥灰水位呈下降趋势，但地下水的流向不会发生改变，因此煤炭长期开采对奥灰含水层流场造成的影响较小；煤矿开采会直接对石炭—二叠系含水层造成疏排水的影响，该系含水层水位下降，然后会造成上覆含水层与该系含水层之间的水位差增大，上覆含水层会自上而下的越流补给，从而造成上覆含水层水位随之下降，因此在煤矿长时间开采的情况下，煤层上覆含水层均会受到影响。 溶质迁移模拟预测结果显示，污染物进入潜水含水层后，会沿水流方向向下游迁移。氟化物在5、和10年后，污染晕分别大约运移130m、270m,30年后污染物沿沟谷左右分开迁移，运移距离分别约800m和750m。天然放射性核素在地下水中迁移较缓慢，经过数百年甚至上千年，才有明显的迁移行为，且核素浓度在地下水中某些区域会逐渐累积增加，其迁移速度和浓度与地下水流速，溶质因子本身性质，以及含水介质性质等有关。
地下水;煤矿开采;GMS;数值模拟
中国辐射防护研究院
硕士
辐射防护及环境保护
顾志杰;潘伟
2018
中文
X523
2021-02-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）