（环境科学专业论文）淮北临涣采煤塌陷区水环境特征及污染性状研究.pdf

独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 塞邀理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示谢意。 学位论文作者签名：邀型兰日期：2 业年j 月鱼日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞徵理工大堂有保留、使用学位论文 的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于 安徽理王太堂。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位 论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：弓坎汐j 乙 锄鲐獬 签字日期：加协年6 月s 日 签字日期：加 许6 月日 摘要 摘要 采煤塌陷水域是一种特殊的水体，它是煤矿开采的衍生物，是矿区地表水资源 的重要组成部分。采煤塌陷地由土地一湿地一小型水域发展，完成了土地资源向 水资源的转化，利用方式由农作物种植转变为渔业养殖、农田灌溉。长期以来， 塌陷区水质受农业面源、矿区生活污水排放的影响而发生变化，有可能对地下水 和周围土地造成不利影响，成为矿区生态环境的潜在威胁。因此，非常有必要对 采煤塌陷水域进行水质监测，分析水环境特征，对水质现状进行评价并了解其污 染状况、富营养化程度，以期为塌陷区水资源的综合治理、安全高效利用提供技 术支持。 本文以淮北临涣煤矿塌陷水域为研究对象，收集相关资料并做污染源调查，进 行了3 个季节的水质监测，主要研究内容和结论如下： ( 1 ) 分析了水常规指标、营养盐、重金属指标的季节变化特点，结果表明， 多个指标受浍河水、矸石山及粉煤灰淋滤水的影响较为明显，p h 、c o d c 。、n h 3 - n 等多项指标的浓度体现出明显的空间差异性。 ( 2 ) 进行了水环境特征分析，结果表明，理化指标、营养盐、有机污染指标、 重金属指标间存在不同程度的相关关系； ( 3 ) 以地表水环境质量标准g b 3 8 3 8 2 0 0 2 ) ) 为依据进行水质现状评价，结 果表明，研究区内三个季节各个断面的水质类别均为劣v 类，研究区主要超标污 染物是总氮，其次是硫化物、氟化物、总磷、氨氮、化学需氧量等。 ( 4 ) 用内梅罗指数法进行了水质污染综合评价，结果显示，夏季塌陷区、秋 季塌陷区、冬季塌陷区东岸、秋季灰场、冬季灰场、冬季矸石山这6 个断面达到 了清洁程度，夏季的矸石山断面达到重污染，其余断面水质污染程度为轻污染。 ( 5 ) 用有机污染综合评价方法进行水质有机污染评价，结果显示，研究区内 5 个断面在监测期内水质评价结果多数为较好，说明多数断面尚未受到有机污染。 ( 6 ) 用综合营养指数法进行了富营养化评价，结果显示，塌陷区的水质三个 季节均达到轻度富营养化水平，总氮是对塌陷区富营养化影响最大的指标。 图4 8 表1 3 参7 1 关键词：采煤塌陷区；水环境特征；临涣；污染性状；相关关系 分类号：x 8 2 4 原书空白页 不缺内容 a b s t r a c t a b s 仃a c t t h es u b s i d e n c ew a t e ri sas p e c i a lk i n do fw a t e r , w h i c hi st h ed e r i v a t i v e so fc o a l m i n i n g i ti sa l li m p o r t a n tp a r to ft h es u r f a c ew a t e rr e s o u r c s b yt h el a n d w e t l a n d s m a l l l a k e sd e v e l o p m e n t , t h es s u b s i d e n c ea r e ah a sc h a n g e dt h el a n dr e s o u r c et ot h ew a t e r r e s o u r c e a tt h es a m et i m e ，i t su t i l i z a t i o nb e c o m e st o f i s h e r y c u l t i v a t i o na n d i r r i g a t i o n ，i n s t e a do fp l a n t i n gc r o p s f o ral o n gt i m e ，s u b s i d e n c ew a t e rw a si n f l u n c e db y a g r i c u l t u r a ln o n - p o i n t ，m i n i n ga r e as e w a g e ，a sar e s u l t ，i tm a yd oh a r mt og r o u n d w a t e r a n dt h el a n d sa r o u n di t t h e r e f o r e ，i ti sq u i t en e c e s s a r yt ow a t e r st od ot h es s u b s i d e n c e w a t e rq 砌i t ym o n i t o r i n g ，a n da n a l y z e st h ec h a n g e so fw a t e rq u a l i t yi n d e x s ，t oe v a l u a t e t h ew a t e rq u a l i t ya n du n d e r s t a n dt h ep o l l u t i o nc o n d i t i o na n di t se u t r o p h i c a t i o nl e v e l ，i n o r d e rt op r o v i d et e c h n i c a ls u p p o r tf o rc o m p r e h e n s i v ea d m i n i s t r a t i o na n dw a t e rs a f ea n d e f f e c t i v eu s eo ft h es s u b s i d e n c ew a t e r i nt h i sp a p e r , w et a k et h el i n h u a nc o a lm i n es u b s i d e n c ew a t e ra st h er e s e a r c h o b j e c t , a n d c o l l e c tr e l e v a n tm a t e r i a la n dd ot h e p o l l u t i o ns o u r c e ss u r v e y a f t e rt h e t h r e e - s e a s o nw a t e rq u a l i t ym o n i t o r i n g ，t h em a i nr e s e a r c hc o n t e n t sa n dc o n c l u s i o n sa r ea s f o l l o w s ： ( 1 ) a n a l y z e dt h ew a t e rc o n v e n t i o n a li n d e x s ，t h eh e a v ym e t a l sa n dt h en u t r i e n t i n d e x s ，t h er e s u l t ss h o wt h a t ，t h ee f f e c to fh u i h er i v e r , c o a lg a n g u ea n df l y a s ho nm a n y i n d e x e sa r eo b v i o u s a sar e s u l t ，m a n yi n d e x e ss h o wd i f f e r e n c eo nb o t ht i m ea n ds p a c e ( 2 ) a n a l y z e dt h e c o r r e l a t i o nb e t w e e n e v e r yt w oi n d e x s ，t h e r e s u l t ss h o w t h a t , d i f f e r e n tc o r r e l a t i o ne x i s ti np h y s i c o c h e m i c a li n d e x s ，n u t r i e n t s ，o r g a n i ci n d e x sa n dh e a v y m e t a l s ( 3 ) t a k e f o rs t a n d a r d st o e v a l u a t et h ew a t e rq u a l i t yo fs u b s i d e n c ew a t e ra n dt h er i v e r sa r o u n di t r n l er e s u l t ss h o w t h a tt h ew a t e rq u a l i t ya r ec a t e g o r y5o fa l lt h ew a t e r si nt h et h er e s e a r c ho b j e c t , t h em a i n p o l l u t a n to ft h e s u b s i d e n c ew a t e ri s t n ，p o l l u t a n t s o fo t h e rs u r f a c ew a t e r sa r e s z - , f - , c n , n h 3 - n ，c o d c 卜 ( 4 ) e v a l u a t et h ew a t e rq u a l i t yw i t hn e m e r o wi n d e xm e t h o d , t h er e s u l t ss h o wt h a t6 s e c t i o n sh a sr e a c ht h el e v a lo fc l e a n ，t h es e c t i o no fc o a lg a n g u ep i l e si ns u m m e rh a s r e a c h e st h el e v a lo fh e a v yp o l l u t i o n ，o t h e rs e c t i o n sh a v er e a c h et h el e v a lo fl i g h t p o l l u t i o n i i i 安徽理工大学硕士论文 ( 5 ) t a k et h eo r g a n i cp o l l u t i o ne v a l u a t i o nw i t ho r g a n i cp o l l u t i o nc o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o nm e t h o d ，t h er e s u l t ss h o wt h a tt h ee v a l u a t i o nr e s u l t so ft h es i xs e c t i o n sa r e r e l a t i v e l yg o o dd u r i n gt h em o n i t o r i n gp e d o d ( 6 ) t h ee u t r o p h i c a t i o ne v a l u a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tt h es u b s i d e n c ew a t e rr e a c h e st o l i g h te u t r o p h e ri nt h r e es e a s o n s ，t ni st h el a r g e s tc o n t r i b u t i o nt oi t se u t r o p h i c f i g u r e4 8t a b l e13r e f e r e n c e71 k e y w o r d s ：c o a lm i n es u b s i d e n c ea r e a ；c h a r a c t e r i s t i c so fw a t e re n v i r o n m e n t ；l i n h u a n ； p o l l u t i o nc h a r a c t e r i s t i c s ；r e l a t i o n s h i p c h i n e s eb o o k sc a t a l o g ：x 8 2 4 i v 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 1 绪论1 1 1 研究背景与研究意义1 1 1 1 我国的水资源现状1 1 1 2 研究背景1 1 1 - 3 研究目的与意义2 1 2 国内外研究现状一2 1 3 研究内容和技术路线5 1 3 1 研究内容5 11 3 2 技术路线5 2 研究区域概况7 2 1 地理概况一7 2 2 气候概况7 2 3 社会经济与资源矿产_ 7 2 4 采煤塌陷与积水状况8 3 研究方法与实验方案9 3 1 主要研究工作一9 3 2 污染源调查9 3 2 1 调查内容9 3 2 2 调查结果1 0 3 3 采样方案设计1 0 3 3 1 方案设计依据1 0 3 3 2 具体方案设计1 1 3 4 监测指标的选取1 4 3 5 样品保存方法1 4 3 6 实验方法1 6 4 监测结果与讨论1 9 v 安徽理工大学硕士论文 4 1监测结果1 9 4 2 塌陷区水质及污染性状分析：19 5 水环境特征分析3 5 5 1 理化指标分析3 5 5 2 营养盐分析3 8 5 3 有机指标分析4 5 5 4 重金属分析4 9 6 水质评价及污染分析5 1 6 1 水质现状评价5 1 6 1 1 评价指标及断面51 6 1 2 评价结果与分析5 2 6 2 水质污染综合评价5 3 6 2 1 评价指标及断面5 4 6 2 2 评价结果与讨论5 4 6 3 有机污染评价5 6 6 3 1 评价指标及断面5 6 6 3 2 评价结果5 7 6 4 富营养化评价5 8 6 4 1 评价指标及断面5 8 6 4 2 评价结果与讨论5 8 7 结论与建议6 1 7 1 结论。6 1 7 2 建议6 1 7 3不足之处6 2 参考文献6 3 致谢。6 7 作者简介- 6 9 c o n t e n t s c o n t e n t s a b s t r a c t 1 1i n t r o d u c t i o n 1 1 1 b a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c eo f r e s e a r c h 1 1 1 1p r e s e n ts i t u a t i o no f w a t e rr e s o u r c ei nc h i n a 1 1 1 2 b a c k g r o u n do f r e s e a r c h 1 1 1 3 p u r p o s ea n ds i g n i f i c a n c eo f r e s e a r c h 2 1 2p r e s e n tr e s e a r c hc o n d i t i o n ：1 1 3c o n t e n ta n dt e c h n i c a lr o u t e 5 1 3 1c o n t e n to f r e s e a r c h 5 1 3 2t e c h n i c a lr o u t eo f r e s e a r c h 5 2s i t u a t i o no f r e s e a r c ha r e a 7 2 1 g e o g r a p h i c a ls i t u a t i o n 7 2 2s i t u a t i o no fc l i m a t e 7 2 3s i t u a t i o no fs o c i o e c o n o m i c ，r e s o u r c e sa n dm i n e r a l 7 2 4s i t u a t i o no fg r o u n ds u b s i d e n c ea n ds u b s i d e n c ew a t e r 8 3r e s e a r c hm e t h o d sa n de x p e r i m e n t a ls c h e m e 9 ：；1r e s e a r c hw o r k s 9 ：；2p o l l u t i o ns o u r c ei n v e s t i g a t i o n 9 3 2 1 i n v e s t i g a t i o nc o n t e n t 一9 3 2 2 i n v e s t i g a t i o nr e s u l t s 1 0 ：；3s c h e m ed e s i g no fs a m p l i n g 10 3 3 1b a s i sf o rs c h e m ed e s i g n 1 0 3 3 2 c o n c r e t es c h e m ed e s i g n 11 ：；4 s e l e c t i o no f m o n i t o r i n gi n d e x 1 4 ：；5m e t h o d so f s a m p l es a v i n g 1 4 ：；6m e t h o d s o f e x p e r i m e n t 1 6 4 m o n i t o r i n gr e s u l t sa n d d i s c u s s i o n 1 9 4 1 m o n i t o r i n gr e s u l t s 1 9 v i i 安徽理工大学硕士论文 4 2 a n a l y s i so f p o l l u t i o nc h a r a c t e r i s t i c sa n dw a t e rq u a l i t y 1 9 5 a n a l y s i so f w a t e re n v i r o n m e n tc h a r a c t e r i s t i c s 3 5 1 ；1 a n a l y s i so f p h y s i c o c h e m i c a li n d e x s 3 5 5 2 a n a l y s i so f n u t r i e n t s 3 8 5 3 a n a l y s i so f o r g a n i ci n d e x s 4 5 5 4 a n a l y s i so f h e a v ym e t a l s 4 9 6w a t e rq l l a l i 锣e v a l u a t i o na n dp o l l u t i o na n a l y s i s 5 1 6 1e v a l u a t i o no f p r e s e n tw a t e rq u a l i t y 5 1 6 1 1 i n d e x sa n da r e ao f e v a l u a t i o n 5 1 6 1 2r e s u l ta n da n a l y s i so f e v a l u a t i o n 5 2 6 2e v a l u a t i o no f p r e s e n tw a t e rq u a l i t y 5 3 6 2 1i n d e x sa n da r e ao f e v a l u a t i o n 5 4 6 2 2r e s u l ta n dd i s c u s s i o no f e v a l u a t i o n 5 4 6 3 o r g a n i cp o l l u t i o ne v a l u a t i o n 。5 6 6 3 1i n d e x sa n da r e ao f e v a l u a t i o n 5 6 6 3 2r e s u l to f e v a l u a t i o n 5 7 6 4 e u t r o p h i c a t i o ne v a l u a t i o n 5 8 6 4 1i n d e x sa n da r e ao f e v a l u a t i o n 5 8 6 4 2 r e s u l ta n dd i s c u s s i o no f e v a l u a t i o n 5 8 7c o n c l u s i o na n ds u g g e s t i o n ：6 1 7 1c o n c l u s i o n 6 1 7 2 s u g g e s t i o n 。6 1 7 3 d e f i c i e n c y 6 2 r e f e r e n c e s 6 3 a c k o n w l e d g e 6 7 r e s u m eo f a u t h o r 6 9 v i i i 1 绪论 1 1 研究背景与研究意义 1 1 1 我国的水资源现状 1绪论 水是人类及其他一切生物赖以生存的、不可缺少且无替代品的物质，同时也 是农业种植、工业生产、经济发展以及环境改善所必须的珍贵资源。人类自身离 不开水，人类社会的发展同样也离不开水。由于我国水资源的地域分布极为不均， 加之各地区生活方式、工农业生产方式的差异，造成了用水量及水环境质量的地 域差异。我国水资源总量丰富，但人均占有量较为匮乏。水资源的总储量居于世 界第六位，但是，众多的人口导致人均占有量仅为2 3 0 0 m 3 ，相当于世界人均占有 水平的1 4 ，约为美国人均占有量的1 5 ，加拿大人均占有量的1 4 8 ，俄罗斯人均 占有量的1 7 。我国水资源人均占有水平居于世界第1 2 1 位，属世界上人均水资 源比较匮乏的1 3 个国家之一【2 j 。 我国整体面临着不同程度的水资源短缺和水环境严重污染的局面，危及我们 的生存和国民经济的发展。水环境质量的好坏决定了水资源使用价值的大小，没 有良好的水环境质量，水资源的使用价值就会大大削弱，甚至丧失。水资源量的 不足和不合理利用造成的水体污染给我们敲响了警钟，促使我们加强对水资源的 了解，探求水环境污染的原因和治理方法，通过合理的规划、利用水资源，使人 与水环境协调发展，以获得更好更高的环境效益和经济效益。在水环境形势依然 严峻的情况下，水资源开发利用与水环境保护关系越来越紧密，保护水环境安全 就是保护水资源安全，保护水资源的关键是保护水环境。而这一切的基础，就是 对水环境进行及时、准确的监测，根据监测数据进行合理的分析与评价，并提出 相关的治理措施，从而达到保护水资源、改善水环境质量的目的，以使其更好地 为人类服务。 1 1 2 研究背景 本课题依托淮北矿业( 集团) 有限责任公司2 0 1 1 年科研计划项目一“淮北临 涣煤矿塌陷区水资源环境评价治理及综合利用研究”，以临涣采煤塌陷水域为研究 对象，在大量前期工作的基础上，展开进一步的研究工作。塌陷区位于淮北临涣 工业园区内，是工业园区用水的主要供水来源，塌陷区水质的好坏与工业园的发 展密切相关。临涣工业园于2 0 0 5 年开工建设，总面积2 0 4 k m 2 ，包括两部分：南 安徽理工大学硕士学位论文 坪精细化工园( 1 0 4 k m 2 ) 、临涣煤化工业园( 1 0 k m 2 ) 【3 】。临涣工业园目前完成了 7 0 亿元的投资建设，基于工业园区内的煤泥矸石电厂、焦化厂、选煤厂、砖厂、 水厂等企业大规模的建设与发展，全部工程正式运营后二 业园区年消耗水量达到 三千万立方 a l 。临涣煤矿于上世纪八十年代后期建设生产，开采已有2 0 余年，由 于该区潜水位高，在塌陷区形成了常年的积水区。目前，淮北市为解决临涣工业 园的用水问题，保证临涣塌陷区周围农田灌溉用水、工业园区内高耗水企业的用 水、避免地下水严重超采，对临涣塌陷水域水资源进行了充分的规划，拟将其作 为工业园区重要的水源地和浍河重要的调节蓄洪水库。 一般塌陷水域均为封闭水体，但是本研究区域却是一个“有入有出”的类似 平原水库的水体，而且外部环境较为复杂。目前临涣塌陷区水域面积约1 5 平方公 里，水环境功能规划为农业用水区，水质目标为类。临涣塌陷区东部为粉煤灰 厂，扬灰和淋溶可能导致临近水的p h 显碱性；西部为煤矸石山，煤矸石淋滤水中 有可能存在各种污染物影响塌陷水域；北部为农业区，化肥、农药的使用在地表 径流的冲刷下，对塌陷区的水质也会产生一定程度的影响；塌陷区北侧有浍河水 注入，于2 0 0 6 年建成浍河临涣节制闸，开闸期间浍河水会对塌陷区内的水产生较 大影响。 1 1 3 研究目的与意义 开展淮北临涣煤矿塌陷水域水环境特征及水质污染性状研究工作，目的在于 正确分析当前的塌陷水域水环境、污染源及污染状况，得出相应的塌陷水域水质 污染分析与评价结果，以解决临涣工业园区用水问题、创建可持续发展的煤电化 焦工业园，这对整个矿区水资源的保护和综合利用具有重要的现实意义。本研究 是淮北矿业集团公司建设“临涣平原水库”的基础研究工作，研究课题将产生显 著的环境效益与经济效益。同时，通过对淮北临涣塌陷区水环境特征及水质污染 性状的研究，为临涣煤矿塌陷区水质污染分析与评价、水污染防治以及水资源的 安全高效利用提供数据支持。 1 2 国内外研究现状 对于地表水环境特征及污染性状的研究，一般是针对某一湖泊、河流等水体 的研究一即通过对水体某些指标的监测，对其水质现状做出定性与定量的评价， 并进行污染性状及其影响因素的分析【5 1 。同时也可以根据水质指标连续监测的结 果，对该水体水质未来的发展变化规律做出估算。国内外学者主要致力于水质理 2 1 绪论 化指标的分析、营养盐和富营养状态、重金属污染和浮游生物、微生物、底泥污 染状况等方面的研究 6 1 。运用科学、合理的方法和模型，在大量实验数据的基础上 对水质现状及其影响因素做出分析，以期对水质的改善、规划与合理利用提供技 术支持，从而达到保护水资源的目的。国内外大量学者对此进行了广泛的研究【7 忽j ： 刘信安等研究了三峡库区的富营养水域中藻类生长的内在机制，分析了该水 域的富营养状况，阐述了藻类生长与n 、p 浓度之间的相关关系以及该研究区域水 质受周围面源污染的影响；王俭等对贵州4 个采煤塌陷水域的常规指标进行了监 测并进行水质污染分析，结果表明，研究区内水质遭到不同程度的污染，s 0 4 2 和 f e ”是主要的污染因子，污染物的来源主要是矿井水和生活垃圾；ks a s i k u m a r 和 y y y m 等运用模糊评价法对某一水域进行了水质评价，并分析了水质的变化趋势； 李俊文根据辽河2 0 0 8 年的水质资料，对辽河铁岭段进行了水质评价与污染性状分 析，同时进行了生物指标的监测，在监测数据及污染源分析的基础上提出了该水 域的保护建议：薛巧英，刘建明分析了我国地表水水质评价方法的现状，采用不 同方法对某一流域水质的综合指数进行了计算，结果表明，水污染综合指数评价 中的综合加权指数计算方法比较适用于河流的水质评价，且计算简便快捷；李小 龙等在n h 3 - n 、d o 、c o d m n 、b o d 5 、t n 等监测数据的基础上，运用综合污染指 数法对淮河淮南段的水质进行评价与分析，结果表明，该段水质枯水期明显劣于 平水期和丰水期，主要污染指标为n h 3 - n 、d o 和c o d ，同时针对污染物的来 源提出了水质改善的对策；l iwz h o n g 研究了沉水植物对水质的影响，结果表 明，位于水与底泥结合处的沉水植物将二者的营养元素有机的结合起来，沉水植 物的生长对湖泊的水质有重大影响；c a s s e l le a 和d i e d e r i k t 等人通过实验表明， 底泥是多数水体p 元素污染的主要来源之一；王晓等运用内梅罗污染指数法对京 杭大运河徐州段的水样及底泥的重金属进行综合分析，结果表明，京杭大运河的 徐州段已经受到一定程度的重金属污染，污染程度为中度，下游较上游和中游污 染严重，荆马河底泥是该段水质和底泥重金属污染的主要污染源；l a r s e neb 等人 运用改进的v o l l e n w e i d e 公式分析了底泥中p 释放的速率，从而形象的表达了底泥 对p 负荷的影响；阮晓红等运用回归统计方法分析了苏州平原河网的多个湖泊中 c h l a 与氮磷等营养元素及诸多环境因子的相关性，并讨论了c h l a 的时空分布特 征，同时分析了氮磷等营养盐的污染性状；d it o r o 运用d r o o p 实验方法对藻类的 生长进行实时监测与描述，同时分析研究区受周围环境的污染状况，结果表明， 富营养化水体中藻类细胞大量繁殖是细胞周围水环境的综合反映；成庆利、朱铁 群根据丹江口水库2 0 0 0 2 0 0 4 年的理化指标和重金属指标的监测资料，对该库区 3 安徽理工大学硕士学位论文 水质进行污染分析和现状评价，结果表明，该区水质总体状况良好，无重金属污 染，各个季节水质均能满足地表水环境质量标准g b 3 8 3 8 2 0 0 2 ) ) 中的i 类水要 求，且丰水期的水质劣于其他季节；s m i t hcj 等人运用动力学的原理对水中的重 金属进行量化研究，分析了重金属在水中的迁移过程，并提出预测和控制重金属 污染的建议；m o s sb 和g l i w i c zzm 等人对浅水湖营养盐的研究表明，湖泊生态 环境的恢复和水质改善的有效途径是水生植物的合理种植，以及对营养盐的控制； acy a n n a r e l l 等运用a r i s a 对湖泊的细菌群落进行研究，结果表明，不同季节的 湖泊的细菌群落有较大差异，从而呈现出季节性的微生物多样性；孙立强等根据 新立城水库的2 0 0 9 年的水质监测资料，对新立城水库的氮磷营养盐及水质污染状 况进行了分析与评价，结果表明，该水库6 - 9 月富营养化明显，c h l a 与p h 、t p 的相关性显著。 采煤塌陷水域是一种特殊的地表水体，长期以来，塌陷水域和矿区附近的地 表水已经成为矿区及周边工矿企业废水和生活污水的排放场所，加上周围农田的 面源污染，被污染的塌陷水体很可能会对附近区域的地下水和周围土壤造成一定 的污染，成为矿区生态环境的潜在威胁。近年来塌陷水域的水质状况逐渐受到环 境学者的关注，国内外学者对此进行了大量的研究【2 3 3 2 j ： pb u k o w s k i 等运用d r s t i c 分类系统，对波兰某个煤矿的塌陷水域进行了水 质监测与评价，结果表明该区域水质随着塌陷年限的增加逐渐变劣，矿井水及煤 矸石淋滤液是该水域的主要污染源；p a u ll y o u n g e r 等运用现代技术对塌陷水域的 水质进行监测与评价，根据研究结果提出了塌陷水域利用与管理措施，从而有效 的保护了塌陷区的水资源环境；王振红等分析了淮南矿区塌陷水体受周围环境的 影响程度，探讨了不同时期浮游生物的变化规律，结果表明，塌陷初期硅藻一裸 藻为优势种群，由于受到外部环境的污染，从而导致富营养程度逐渐加剧，绿藻 一蓝藻成为藻类的优势种群，经过长期的富营养化之后，硅藻一裸藻再次成为水 体的优势藻类；刘劲松等研究了不同塌陷年限的采煤塌陷水域，根据监测数值分 析了理化指标和水中的重金属污染，结果表明：塌陷水域的水环境质量受塌陷年 限长短和周边生态环境的影响而表现出明显的差异性，水域受到了不同程度的污 染并且具有季节性的变化规律，该区水环境中重金属除了h g 超标外，c u 、z n 、 p b 、c d 、c r 6 + 等均不超标，塌陷水域的重金属污染相对较轻；张辉等分析了淮南塌 陷水域的水环境质量，结果表明，在复杂的外部环境的影响下，研究区域内的水 质受到不同程度的污染，b o d 5 和c o d c ，为研究区主要污染指标，总硬度、氯离子、 硫酸根等指标具有时间积累效应，研究区内的d o 浓度较高，并根据研究结果对 4 1 绪论 塌陷水域的综合治理与利用提出了建议；童柳华，刘劲松根据淮南潘一矿区的两 个典型塌陷水域的水质监测结果，分析了该水体的重金属元素和常规理化指标并 进行了水质评价，结果表明，该区域1 号水域由于是完全封闭的水体，其水质状 况由水体中央向两岸递减，中央断面的水质类别为类，2 号水域由于受泥河影 响，水质相对比较差，所取监测断面的水质类别均为、v 类；王振红等分析了 淮南矿区塌陷积水的水环境特征以及利用现状，综合评价了塌陷区的水质并根据 其生态环境状况分析了研究区内的水体所能支持的用途，结果表明，各矿采煤塌 陷水域受到不同程度污染，对其进行保护与水环境修复势在必行，各水域可以进 行农田灌溉及渔业养殖，也可以用作景观用水或工业用水；李涛等分析了淮北地 区采煤塌陷水域的渔业开发和利用现状，他探讨了塌陷区渔业养殖的发展对策， 并指出了存在的问题。 1 3 研究内容和技术路线 1 3 1 研究内容 ( 1 ) 临涣采煤塌陷区水环境质量现状及其时空分布特点的研究； ( 2 ) 研究区水质污染性状及受周围环境的影响研究； ( 4 ) 研究区水环境特征分析； ( 3 ) 研究区水环境质量综合评价研究。 1 3 2 技术路线 本研究在收集大量相关资料的基础上，通过现场调研，确定具体实验方案。 然后通过现场采样、实验室监测得出实验数据，对所得实验数据进行分析与讨论 后，得出本课题结论。本研究的技术路线如图1 。 5 安徽理工大学硕士学位论文 图1 技术路线图 f i g 1t e c h n i q u er o u t e 6 2 研究区域概况 2 研究区域概况 2 1地理概况 临涣矿位于淮北市西南方向的濉溪县境内，东距宿州市约3 0 k m ，北距淮北市 区4 0 k m ；该矿区南北宽约4 k m ，东西长约13 k m ，总面积为4 9 6 6 17 k m 2 。 临涣煤矿交通便利。铁路交通：东部约3 0 k m 处有京沪线，北有濉( 溪) 阜( 阳) 线，运煤专用线于青( 疃) 芦( 岭) 支线与小湖集站处接轨；航运：涡河位于矿 区的南部，可全年通航；公路交通：区内有宿县一涡阳线、濉溪一蒙城线等多条 公路通过【3 3 j 。 2 2 气候概况 本研究区一临涣煤矿塌陷区位于淮北市境内，该区处于淮北平原，温度带隶 属北温带。气候较为温和，是介于北方型大陆性季风气候与湿润气候之间的半湿 润季风气候。全年日照充足，四季分明，宜人居住。春秋季时间较短，冬夏季时 间较长，冬季干燥寒冷，夏季雨丰温高，历史最高气温4 1 1 ，最低气温一1 0 9 。c ， 年平均气温1 4 8o c l 3 4 1 。该地区夏季的主导风向为东南风，冬季的主导风向为东北 风。年平均气压为1 0 2 3 k p a ，年平均日照时数约2 3 1 5 8 h ，年平均降水量为8 3