劉妍芬
(山東省地質環(huán)境監(jiān)測總站,山東 濟南 250014)
礦產(chǎn)資源是地球母親賜予我們的寶貴的財產(chǎn),我國的國土面積廣闊,礦產(chǎn)資源更為豐富。礦產(chǎn)資源在開采的過程中,在國民建設中發(fā)揮巨大的作用的同時,必然也會對周邊的環(huán)境產(chǎn)生一定的影響,尤其是對地下水環(huán)境影響較大。地下水資源本身就是很重要、緊缺的資源,淡水資源僅占地球水資源的2.5%左右,可供人類直接利用的水資源更是只占0.26%,而且以地下水為主。希望在以后礦山開采的過程中,可以重視對地下水資源及周邊環(huán)境的保護工作,減緩對地下水環(huán)境的影響,有計劃的利用各種資源[1]。
礦山開采對地下水水質的影響主要表現(xiàn)為礦產(chǎn)及棄渣通過雨水淋濾等作用,通過入滲、滲透作用逐漸擴散到含水層,從而引起的地下水水質惡化[2]。
礦山對地下水水質的污染通常分為直接污染和間接污染兩種。直接污染是礦山尾礦、棄渣及選礦污水等直接進入地下水系統(tǒng),對地下水水質形成污染的過程。在礦山棄渣中一般含有較多的礦物質及其他有害物質,通過雨水淋濾等作用溶于水中滲透至地下含水層,從而引起地下水污染;選礦污水在防滲效果不理想、或未經(jīng)處理即排放到地表水或地下水中,會將大量有毒害的物質帶入水循環(huán)系統(tǒng),造成大面積的地表水及地下水污染。間接污染則是由于礦山疏干排水引起的地下水位降低,進而引起周邊地下水徑流條件的改變,水位較高的污水補給水位較低的水質較好的含水層,造成地下水水質的惡化,在地下水徑流的途徑中,又會擴大污染面積[3]。
采礦活動對含水層的影響主要表現(xiàn)為礦坑突水和地下水均衡破壞,其中礦坑突水是煤礦中常見的地質災害之一。礦坑突水主要導致礦山開采巷道被淹沒,并導致周圍地下水位一定程度下降,泉水斷流等。
地下水均衡受到破壞是采礦引起的又一突出的地質環(huán)境問題。如煤礦、螢石(普通)、多金屬礦等因采礦長期疏排地下水或礦坑突水,形成大面積地下水降落漏斗,水位長期不能恢復,導致礦區(qū)周圍泉水干枯,農田嚴重缺水而無法耕作,甚至村民飲水都非常困難。
采礦活動對含水層的影響與破壞必然影響礦山所在地區(qū)的地下水體,甚至對地下水造成一定程度的污染。
如礦山開采長期的抽取地下水、礦山開采疏干排水會造成區(qū)內地下水位下降、地下水資源量減小和地下水污染等地下水環(huán)境問題,主要表現(xiàn)形式為地下水資源量的減少、地下水位的下降。
礦山疏干排水造成的地下水位下降區(qū)分布范圍基本與地面沉降區(qū)一致,由于礦區(qū)地下水位隨采礦深度的增加而下降,形成了大面積地下水位下降疏干漏斗。從而使礦區(qū)內及其外圍的自流泉水、地下水井、地表水塘、溪水干枯,影響礦區(qū)內及其周圍居民飲用水源和農田灌溉用水水源。
礦山開采進度的大小會影響到地下水的變化。隨著固體礦產(chǎn)開采量減少,其產(chǎn)地地下水疏干量減小,地下水位上升,地下水降落漏斗面積減小。而部分金屬礦山開采量增加,導致這些金屬礦產(chǎn)地地下水疏干量增加,地下水位下降,地下水降落漏斗將進一步增大;在開采量增大的同時廢水、廢渣的排放量也相應增加,預測對周邊地下水的污染范圍將進一步擴大。
礦山開采時,會導致原有的水文地質環(huán)境的變化,破壞地下水系統(tǒng),導致該地區(qū)的地下水水量和水質的變化,一般來說,礦山開采可能會引發(fā)以下環(huán)境地質問題[4]。
礦山開采時,為了避免礦坑突水等礦山事故,須對地下水進行疏干排水,從而減小礦山災難的發(fā)生。礦山疏干排水會大幅度的引起地下水位、水量的下降,一般會將至開采標高以下。礦山疏排水是地下水的人為強制排泄,在礦山比較集中密集的地區(qū),會導致當?shù)氐牡叵滤克亢偷叵滤粫泻艽蟮淖兓?,甚至完全疏干地下水,進而引起當?shù)赜盟щy程度增加。
巖溶塌陷也存在于礦山開采中,當?shù)V山開采區(qū)域存在可溶巖時,疏排地下水引起地下水位下降,會導致地下水循環(huán)的加速,進而加速巖溶管道的發(fā)育,同時在開采過程中的沖擊振動,都可能會引起巖溶塌陷。在強降雨及疏排地下水的情況下,地下水交替循環(huán)增強,地下水的流速和水力梯度產(chǎn)生較大的動水壓力,具有較強的潛蝕能力,造成地下水位的急劇變動,導致上覆第四系地層產(chǎn)生負壓力。同時礦山開采引起的沖擊和振動產(chǎn)生壓強差,壓強差通地下水體傳遞至其它地方,在壓強差的作用下,土層被破壞而不斷剝落,形成土洞,直到發(fā)展到地面,導致地面塌陷。
地熱水主要賦存于地質構造裂隙中,礦山開采疏排水會抽排出裂隙水,破壞了地熱田原有的導水、儲熱構造,導致地熱水的水量下降,地下水循環(huán)深度的改變,又會降低地熱水的水溫。
在禁采區(qū)、限采區(qū)內進行礦山開采需進行臨時的抽排水前,須提前報水行政主管部門的批準。同時抽水單位須布設地下水水位監(jiān)測點,監(jiān)測抽水井及其鄰近地段地下水水位變化,并做好記錄;對有地面開裂、沉陷等地面塌陷前兆跡象的,必須立即停止抽排水,同時將情況立即報告水行政主管部門,根據(jù)情況采取必要的防治措施。
在礦山開發(fā)利用的過程中要特別注意保護地下水環(huán)境,防止地下水污染,甚至可以通過一定的措施對地下水質量進行改良。加強污水排放控制,在地下水補給區(qū)建立污染防護區(qū),禁止在防護區(qū)內排放污染廢水、堆放污染物及從事其它可能造成地下水污染的活動。制定地下水管理法規(guī),在農村地區(qū)加強地下水防護。通過制定長遠規(guī)劃,有計劃地抽排與替換改良含水層來改善地下水環(huán)境質量。只要合理開發(fā)利用,控制降深和排水量,合理布井,可以避免出現(xiàn)地面塌陷和地下水位持續(xù)下降等問題。