南水北调中线丹江口水源区_河南省域_矿山地质环境水质安全分析

南水北调中线丹江口水源区河南省域矿山地质环境水质安全分析吕志涛河南省地质调查院驻马店水环分院,河南驻马店463000摘要河南省部分的丹江口水库水源区矿产资源丰富、矿山集中分布和小规模露天民采及无序开采的特征,决定了水源区矿山地质环境恶劣的现状,并由此而产生一系列的矿山环境地质问题。其中以采矿活动对水质影响为甚。所以,依此经过对地下水、地表水及选矿废水排放等的确定,采矿活动引起地下水和地表水质量的恶化对丹江口水库水质的影响程度不太明显。为保障丹江口库区水质和南水北调中线工程引水水质的安全提出科学依据。关键词南水北调工程水质安全矿山地质环境中图分类号P64147文献标识码A文章编号10041184200801002804SAFETYANALYSISOFWATERQUALITYUNDERTHECONDITIONOFMINEGEOLOGICALENVIRONMENTATTHEWATERSOURCEAREAOFDANJIANGKOUINHENANPROVINCEINTHEMIDDLEROUTEOFSOUTHTONORTHWATERDIVERSIONLVZHITAOZHUMADIANWATERENVIRONMENTBRANCH,HENANPROVINCIALGEOLOGICALINVESTIGATIONINSTITUTION,ZHUMADIAN463000,CHINAABSTRACTTHEREAREINRICHOFMINERESOURCES,MINECENTRALISMANDTHESMALLSCALEOPENAIREXPLOITATIONANDDISORDERLYEXPLOITEDCHARACTERISTICSINTHEPARTIALAREAOFDANJIANGKOURESERVOIRWATERSOURCEDISTRICTINHENANPROVINCETHESECAUSESDETERMINETHEAWFULLYPRESENTSITUATIONOFTHEGEOLOGICALENVIRONMENTHERE,THEREFORE,COMEINTOBEINGASERIOUSOFMINEENVIRONMENTALANDGEOLOGICALISSUESAMONGTHOSEISSUES,THEINFLUENCEOFTHEMININGACTIVITYAGAINSTWATERQUALITYISMOSTCONCERNEDBYTHEPEOPLETHEARTICLEDISCUSSESTHEGROUNDWATER,THESURFACEWATERANDMILLRUNWASTEWATERDISCHARGEDANDSOONANDCONCLUDESTHATTHEGROUNDWATERANDTHESURFACEWATERQUALITYSCHANGECAUSEDBYMININGACTIVITYINFLUENCESTHEDANJIANGKOURESERVOIRWATERQUALITYNOTTOOOBVI2OUSLYTHECONCLUSIONPUTSFORWARDASCIENTIFICBASISFORTHEDANJIANGKOURESERVOIRDISTRICTWATERQUALITYANDTHEWATERQUALITYSECURITYOFTHEMIDDLEROUTEWATERTRANSFERSPROJECTFROMSOUTHTONORTHKEYWORDSTHEWATERTRANSFERSPROJECTFROMSOUTHTONORTHWATERQUALITYSECURITYMINEGEOLOGICALENVI2RONMENT区,引水口位于河南省淅川县九重镇陶岔,河南省部分的丹江口水库水源区的矿山地质环境质量将直接影响库区和引水水质的安全。0引言南水北调工程是为缓解京、津及华北地区日益严重的水资源短缺、实施水资源优化配置、改善北方地区的生态系统、保障经济社会可持续发展的重大战略性基础设施。丹江口水库为南水北调中线工程引水水源1工作范围南水北调中线丹江口水源区的河南部分,位于河收稿日期20070721作者简介吕志涛1968,男,河南淮滨人,工程师,主要从事水工环地质工作。28第30卷第1期地下水2008年元月南省西南部,即丹江支流淇河流域和老灌河流域,总面积约7110KM2。工作区主要包括南阳市淅川和西峡两县全境,内乡县和邓州市一部分三门峡市卢氏县和洛阳市栾川县小部分。地理坐标东经1104711150,北纬32353401。丹江口水库是亚洲最大人工淡水湖,于1958年始建,1973年竣工,水域面积约840KM2,蓄水总量达174亿M3,具有防洪、发电、灌溉、航运、养殖及旅游等综合功能。南水北调中线工程的渠首,在淅川县九重镇境内。为满足南水北调中线工程的供水要求,丹江口水库大坝主体在现有基础上加高14160M,坝顶高程达到176160M,正常蓄水将提高到170100M。该工程全部建成后,将以500M3/S的流量向华北地区供水。河南省部分的丹江口水库水源区矿产资源比较丰富,可开采的矿产资源共38种。金属矿产以铁、钒、锑、铜、金矿为主,非金属矿产有磷、蓝石棉、云母、砷、石棉、滑石、石膏、大理岩、石灰石、石煤、红柱石、矽线石、石墨等。金属矿主要分布北部的汤河太平镇一线以南、五里川石界河蛇尾一线以北区域非金属矿主要分布于西坪重阳西峡一线以南区域。212矿产资源开发利用现状水源区矿产资源开发利用程度较高,多数探明储量的矿产地已得到开发。目前开采较活跃的金属矿种为钒矿待整治、铁矿、金矿、辉锑矿等非金属矿种有大理岩、石灰岩、石墨、白云岩等。其总体特点为矿种类型较多,矿点多,分布较集中,但大中型矿床较少,多数为小型和矿点,绝大部分为小规模的民采,开采方式多为露天开采,技术落后,产生大量尾矿弃渣。目前,大部分矿山已闭坑,或已进入开采尾声。2矿产资源及开发利用现状211矿产资源概况表1老灌河河谷西峡段地下水化学特征一览表MG/L氰化物/UG/LI/UG/LSO42CA2MG2CLCR6编号PH总硬度固形物水化学类型179180159110731955718338164131971341001031501016419814011015057116619071107130687105561424212843149241828812010120101001005412310214HCO3SO4CAMGHCO3CANAHCO3CAS030S029S028263690五里川乡以西的老灌河流域为中度污染中部远离大城镇的河谷地带与近河谷的低山丘陵区属轻度污染北部中山区、老灌河与丁河之间山区、丁河荆紫关之间山区和南部低山丘陵区属未污染。3矿山开采对水质影响311地下水污染评价31111采矿对地下水质的影响根据地下水质取样剖面老灌河河谷西峡段三组样分析结果可知,自上游至下游多数组分含量有递减趋势,如CA2、MG2、CL、SO2、总硬度、CR6、氰化物4UG/L部分组分含量为县城近处含量偏高,如固形物部分组分含量有递增,如PH、IUG/L地下水化学类型由复杂到简单趋势,为HCO3SO4CAMGHCO3CANAHCO3CA。其特征值见表1,其平面位置见图1,部分组分含量变化趋势见图2。31112污染程度分布特征根据50组地下水样水质污染评价结果,污染最重的地方主要分布于人口密集区和人类活动密度较大的地方,如西峡县和淅川县城区及其之间区域,主要与城市排污相关。西峡县军马河乡与上游高庄金矿、铁矿区相关。双龙镇与河南庄金矿排放废水相关、西坪镇与橄榄石矿相关。以及淅川县大石桥乡纸坊沟与上游钒矿开采集中地区相关。地下水污染程度为严重污染严重污染区四周为过渡带,定为中度污染,卢氏县图1老灌河河谷西峡段地下水取样剖面位置图31113主要污染组分特征在参与污染评价的24项组分中,以溶解性总固2、硝酸盐NO、以氮计、体、总硬度、硫酸盐SO436阴离子合成洗涤剂、六价铬CR等6项组分不够稳29第30卷第1期地下水2008年元月定。312地表水环境质量评价根据31组地表水样水质分析成果,通过单项组分评价为区内地表水样共分超类五个类型。类水分别位于西峡县城南京堂凹与石界河处老灌河水、西坪镇西关庄高河水和淅川县荆紫关镇后凹白浪河水、马镫镇李家庄与渠首陶岔处丹江口水库水。类水分别是卢氏县五里川乡杨家庄、老灌河水、西峡县军马河与双龙镇两地老灌河支流水、西坪镇西关庄淇河水、淅川县滔河乡寺沟处丹江口水库水。除双龙镇一地表水样为总氮和CODCR两项指标超类外,其余水样均为总氮一项指标超类上限。类水主要位于老灌河主流及丹江口水库,除淅川县马镫镇何石沟一处水库水为BOD5超类标准外,其余8组样品均为总氮单项组分超类标准。老灌河下游军马河西峡段,长约30KM,水质类型为类水,超标因子为总氮,含量为1105411312MG/L。类水分别为卢氏县五里川乡杨家庄老灌河主河道水、西峡县五里桥乡李营丁河水、西峡县城南老灌河水、淅川县的西簧、寺湾两地淇河水、上集南河口处水库水,均为总氮一项组分超类标准。超类水西峡县杨河老灌河水、淅川县荆紫关镇宋家沟丹江水、大石桥乡磨峪沟丹江河口水,以上水313选矿废水排放31311选矿废水排放状况对水源区5家选矿废水进行样品采集,分3种矿2、总类,其分析结果显示6类因子超标,分别为SO4氮、氰化物、高锰酸钾指数、COD、CR、PB。其中河南庄金矿W007排放的选矿废超标倍数最高,为2217倍。31312选矿废水污染物评价1第一类污染物评价采集选矿废水5组样品中,选取总汞HG、总镉CD、六价铬CR6、总砷AS、总铅PB等5项组分作为第一类污染物评价指标。5项组分的检出率均为100,5项评价指标均在允许排放浓度以内。2第二类污染物评价选取PH值、化学需氧量COD、挥发酚、氨氮样均为总氮1项组分超类水标准。类标准,其余组分均低于NH3N、氟化物F、氰化物、磷酸盐以P计、铜CU、锌ZN等9项组分作为第二类污染物评价指标分别进行评价。9项组分在5组样品中的检出率均为100,只有一处金矿的氰化物含量111870MG/L超过一级标准、未超二级标准外,其余样品及组分均未超一级标准。314地表水水质评价以2005年10月在丹江口水库取水口陶岔所采集一组地表水样为代表,按生活用水水质评价,其样品中29项检测组分均为合格。4结论与建议1采矿活动对区域水均衡系统影响较小,但对地下水质量和地表水质量造成不同程度的污染。地下水30第30卷第1期地下水2008年元月2组分中溶解性总固体、总硬度、硫酸盐SO4、硝酸盐标排放对于规模较小,污染严重的小型矿山应坚决关闭。3由于水源区面积较大,虽然基本查明了水源区矿山开采对地质环境的影响及矿山开采过程中产生的环境地质问题,但对矿山地质环境与调水水质关系的研究较欠缺。建议加强“水源区地质环境对调水水质安全的影响”专题研究。6NO3、以氮计、阴离子合成洗涤剂、六价铬CR等6项含量差异较大,在矿山及人口密集区附近含量较高,其分布面积较小地下水质量较好的区域居多。地表水部分河段质量较差,入丹江口水库的丹江入口处为类水,淇河入口处为类水,老灌河入口处为类水南水北调中线取水口淅川陶岔地表水样为类水,满足生活饮用水标准。现状条件下,采矿活动引起地下水和地表水质量的变化对丹江口水库水质的影响程度不太明显。2加大矿山污水治理力度。对废水排放量较大,污染严重的矿山企业,要求同步建设废水处理设施,达参考文献1河南省地质调查院南水北调中线丹江口水源区河南省域矿山地质环境综合调查报告2006上接第14页中心低洼地带汇聚,由于狼心山附近干旱区内陆地下水系统的研究有实际的参考价值和借鉴意义,对合理开发利用干旱区水资源具有重要的理论指导意义。隔水基底的相对隆起,不利于狼心山以上地下水由南向北的径流,因此狼心山段河水渗漏补给潜水含水层后,主要流向古日乃进素土海子地区。地下水在南部接受黑河主干河道的渗漏补给狼心山以北则接受东河河道的沿途渗漏补给其次是上游鼎新盆地的侧向径流补给及大气降水的入渗补给。地下水的排泄主要是植被生长区植被的蒸腾和荒漠戈壁区的蒸发消耗。4巴丹吉林沙漠边缘古日乃支系统含水层以古日乃第四系沉积中心的多层含水层为主,地下水接受巴丹吉林沙漠的侧向径流补给及大气降水的入渗补给,同时,深部承压水可能通过导水断层接受补给。排泄主要是荒漠戈壁区和古日乃地区的蒸发消耗。参考文献1王大纯,张人权,史毅虹,等1水文地质学基础M1北京地质出版社,199512陈梦熊,马凤山1中国地下水资源与环境M,地震出版社,20021738541713李文鹏,等1中国西北典型干旱区地下水流系统M1北京地震出版社,1995535614陈望和河北地下水M1北京地质出版社,199912813115陈爱光,徐恒力1地下水系统与地下水系统分析M,地大水文地质教研室,198715内部资料,141516武选民,史生胜,黎志恒西北黑河下游额济纳盆地地下水系统研究上J1水文地质工程地质,2002,1162017武选民,史生胜,黎志恒西北黑河下游额济纳盆地地下水系统研究下J1水文地质工程地质12002,2303318侯光,林学钰,苏小四,王晓勇,刘杰鄂尔多斯白垩系盆地地下水系统研究J1吉林大学学报地球科学版12006,339139819陈建生,等用同位素方法研究额济纳盆地承压含水层地下水的补给J1地质评论12004,6649658110李文鹏,郝爱兵中国西北内陆干旱盆地地下水形成演化模式及其意义J,水文地质工程地质,1999,42832111陈梦熊西北干旱区水资源与第四纪盆地系统J1第四纪研究11997,29710414结论1本文从地下水系统的