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范立民团队揭示西北大型煤炭基地地下水监测思路及方法

2020-02-06   来源:煤炭学报

       我国地下水监测起步于20世纪50年代,近10年来得到全面提升。但长期以来,地下水监测主要局限于重要水源地及其周边地区,并没有覆盖到全部国土范围。尤其是对地下水影响强烈的煤矿区,地下水监测也只集中于煤田勘探阶段,勘探报告审批后,水文地质监测井也基本完成了历史使命。


       根据不同的需求,一些煤矿虽然保留有部分地下水监测孔,也研发了煤矿地下水监测技术和方法,但针对煤矿区采煤活动全生命周期、覆盖煤矿区地下水流场的完善地下水监测网,至今鲜有报道。


        我国西北地区承担着全国约70%的原煤产量。陕西境内分布有神东、陕北和黄陇3 个大型煤炭基地,主要水系统包括石炭系—侏罗系碎屑岩裂隙与上覆第四系松散层孔隙含水层系统、白垩系碎屑岩裂隙孔隙承压水-潜水含水系统和寒武—奥陶系碳酸盐岩岩溶水含水系统。历史研究发现陕西省境内的神东、陕北、黄陇煤炭基地高强度的煤炭开采已经对水资源产生了强烈的扰动。


       地下水监测目标层位的选择主要以具有供水和生态意义且受煤炭开采影响的含水层为原则。确定陕西境内地下水监测层位主要包括第四系萨拉乌苏组含水层、第四系黄土孔隙裂隙含水层、侏罗系风化基岩含水层、白垩系洛河组含水层及奥陶系岩溶含水层。


       2018 年3 月,陕西省启动西北大型煤炭基地地下水监测工程,建立全国首张矿区地下水监测网,涵盖陕西境内神东、陕北、黄陇3 大煤炭基地15 个矿区。本次地下水监测井建设,以新建监测井为主,同时对部分煤矿已有的水文长观孔进行改造。截至目前,西北大型煤炭基地(陕西境内)已形成了由218 口监测井构成的地下水监测网,初步建立了监测数据的采集、传输与接收、管理系统。


陕北、神东煤炭基地地下水监测网


       陕北、神东煤炭基地地下水监测网主要针对陕北、神东(陕西境内)煤炭基地第四系萨拉乌苏组含水层、第四系黄土孔隙含水层、烧变岩含水层和侏罗系风化基岩含水层。截止目前已建设完成98 口地下水监测井,同时将榆神矿区区域水文地质补充勘查过程中建设的73 口监测井纳入本次监测网,共计171 口地下水监测井,在陕北、神东煤炭基地已经初步形成了较为完善的地下水监测网。


黄陇煤炭基地黄陵、焦坪、旬耀、彬长、永陇矿区地下水监测网


       黄陇煤炭基地黄陵—永陇矿区地下水监测网主要针对白垩系洛河组含水层,在区内共部署了52 口洛河组地下水监测井,目前已完成37 口,已初步形成了涵盖各矿区大中型生产矿山的地下水监测网。


黄陇煤炭基地韩城、澄合矿区地下水监测网


       黄陇煤炭基地渭北矿区地下水监测网主要监测奥陶系岩溶承压含水层。在区内共部署奥陶系岩溶地下水监测井14 口,目前已建设完成10 口。


       陕西省大型煤炭基地地下水监测指标包括水位、水温和水质。水位、水温通过仪器自动检测,水质检测通过人工取样进行分析。监测数据的采集、传输与接收、管理由数据管理平台实现。水质监测数据通过人工输入至数据库。


      地下水监测数据由省级自然资源管理部门统一管理,通过对平台设置不同的访问权限向各市、县自然资源部门及矿山企业进行数据共享。


       研究最后指出,虽然涵盖陕西境内三大煤炭基地的地下水监测网已经建立,但监测井对分布于在建和生产矿山,而对于规划矿井、老采空区以及已经退出开采的区域监测密度不足,需要进一步完善。


       这项研究得到了陕西省自然科学基础研究计划、陕西省自然资源厅公益性地质环境监测项目的资金支持。研究成果以《西北大型煤炭基地地下水监测背景、思路及方法》(点击查看)为题,发表于《煤炭学报》2020年第1期。


  责任编辑:宫在芹

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