1、邯邢鐵礦開采對百泉泉域巖溶水水環境的影響 王鳳元 馬俊梅（河北省地礦局第十一地質大隊 邢臺 054000）摘 要 ： 本文在分析百泉泉域及鐵礦田水文地質條件的基礎上，針對鐵礦開采對鐵礦田及整個泉域水環境的影響，提出了限制、減少礦坑排水保護泉域水資源的措施。關鍵詞： 百泉泉域、礦坑排水量 、水環境1.百泉泉域水文地質特征1.1百泉泉域概況邢臺百泉泉域位于邢臺、邯鄲西部總面積3843，其中西部變質巖間接補給區2204.4，中部裸露灰巖區面積338.6，隱伏灰巖1300，其巖溶水是邢臺市區主要的供水水源 。區域內西部為山區，海拔標高1000左右；向東逐漸過渡為低山丘陵，標高200500；東部為平原，

2、標高60100。在大地構造上，百泉泉域處于新華夏構造體系第三隆起帶太行山東側與第二沉降帶華北平原相毗鄰。區內構造發育。含水層以奧陶系、寒武系灰巖為主，巖溶裂隙發育，垂直分帶明顯。在地層巖性和構造等多種因素控制下，百泉泉域構成了一個以降水為唯一補給來源，邊界清楚，基本獨立、完整、封閉的水文地質單元，其補給方式有兩種：大氣降水在灰巖裸露區面狀直接滲入補給，入滲系數在0.60.7之間；河水和水庫棄水在河道滲漏段滲漏，以線狀間接補給巖溶水，滲漏段的滲漏補給率可達40以上。在天然條件下地下水位埋深從補給區到排泄區逐漸變淺，水位標高補給區大于230m，排泄點百泉水位標高65m左右；巖溶水動態嚴格受大氣降水

3、控制，以雨季集中補給、常年消耗為特征，呈現出年內季節性和周期性的變化規律，可分為三個階段：回升期、相對穩定期和下降期；地下水徑流的總趨勢是由北西、西、西南三個方向向百泉和達活泉匯集，自北向南形成了白馬河、七里河、沙河、北洺河四個強徑流帶，最終通過百泉和達活泉泉群溢出地表排泄。但由于礦山排水和工農業取水量的增加，使達活泉和百泉在20世紀80年代相繼干凅，至今尚未恢復。1.2百泉泉域巖溶地下水補給量寒武系中上統及奧套系中下統碳酸巖裸露區滲漏條件受區域節理裂隙控制，以北北東向裂隙最有意義，地表很少有植被覆蓋，入滲條件良好。降水綜合入滲系數按0.65，采用19802006年平均降水量，經計算求得巖溶水

4、降水入滲量為12126.23，即3.85。百泉泉域內水庫均建在裸露灰巖上游，主要攔截石英砂巖和變質巖區降水所產生的地表徑流和河谷潛流，水庫的建設消減了巖溶水的補給量，河谷的滲漏量應采用水庫的棄水量來計算。河谷滲漏系數采用按0.437，水庫棄水量采用水利部門資料，經計算河谷滲漏多年平均補給量5646.0，即1.72。兩項之和為5.57是百泉泉域多年平均補給量。 2、鐵礦田水文地質條件鐵礦田主要分布在北起綦村大油村一帶。南到北洺河一線，西自許堅固洪山東到南高村北掌村一帶。正在開采的有北洺河、云駕齡、西石門、王窯、綦村（深部）、西郝莊、新城等礦，中關鐵礦還未開采，白澗鐵礦正處在詳查階段。鐵礦床主要產

5、于奧陶系中統碳酸巖與巖漿巖接觸帶上，中奧陶灰巖含水層為鐵礦床充水含水層。由于受閃長巖體阻隔和構造切割，將中奧陶灰巖切割成不同形狀的封閉、半封閉塊段，一般來說塊段內部水量豐富邊界透水性較差，各塊段之間水位、水量有一定差異。如因王窯礦區與西石門礦區中間有斬龍巖體相隔，相距僅1500，平水期水位相差1617，豐水期水位相差31；西郝莊北礦區鉆孔單位涌水量僅0.0020.4043/，巖層透水性差，同期比南礦區水位低9。南礦區巖層富水性強，群孔抽水穩定降深3.59，水量3453/。但從整個礦區來看，各塊段之間又有不同程度水利聯系奧陶系中統石灰巖含水層所賦存的地下水是一個有機的整體接受大氣降水補給后，沿封

6、閉型富水槽地形成強徑流帶最終經過綦村紫山巖體間閃長巖開口注入百泉泉群。 3、礦坑排水現狀及對水環境影響百泉泉域鐵礦為巖溶充水礦床，礦坑排水量大，礦山排水只有小部分用選礦、灌溉、飲用，而88%的剩余水量沿溝排走。2004年泉域內鐵礦排水高達11625 .3m/ a，2004年以后政府對礦山進行整合，部分礦山停產，2005、2006年礦山排水量出現暫時減少，分別為7171.695 m/ a和6645.4 m/a。若百泉泉域可開采量按5.58/s計算，2004、2005、2006年礦坑排水量占可開采資源的65.94%、40.68%、37.81%，其影響十分顯著。礦坑排水對礦區附近的影響主要體現在巖溶

7、地下水位持續大幅度下降，百泉泉域巖溶地下水年周期水位動態變化規律已被改變，表現為3-6月份地下水位快速下降，下降速度10-20/d，7月至次年2月地下水位下降速度相對較慢，下降速度為3-6/d，2007-2008年巖溶地下水位年下降幅度超過11m，礦坑排水對鐵礦田巖溶水位升降起著決定性作用。如2008年5月18日王窯礦區恒山鐵礦淹井，淹井前排水量1700/h，淹井礦山停排水后，6月5日白澗礦區奧灰水位就明顯回升，回升速度達3-6/d，8月13日恒山礦開始排水。8月25日白澗礦區巖溶水位又開始下降。由于礦山排水已基本形成了云駕嶺、西石門、王窯、綦村鳳凰山、西郝莊、新城等以礦區為中心的降漏斗，漏斗

8、中心水位標高在17m-80m之間。這個漏斗的形成改變了天然狀態下地下水流向，使北洛河徑流帶巖溶地下水通過綦村-紫山巖體間開口的水量大大減少，通過開口后又流向新城漏斗區，不再向百泉排泄。百泉巖溶地下水系統具有地下水庫調蓄功能，通過計算，水位變化1米時，巖溶水所給出或儲存是地下水量為698m，2006年鐵礦礦坑排水量6645.4×10 m/a.可造成巖溶水水位下降9.25m，也就是說假設鐵礦礦坑不排水，巖溶水水位多年平均下降5.46m/a的現狀會改為以4.06m/a的速率回升。根據水均衡分析，百泉泉域20052006年巖溶水的超采量約為2371.21×10 m/a。相當于200

9、52006年鐵礦礦坑平均排水量的34.3，也就是說鐵礦礦坑排水量控制在4500×10 m/a，百泉泉域巖溶水即可達到補排平衡，百泉可復流。當然，百泉復流是個系統工程，除了控制礦坑排水，還應進行全面的水資源優化管理。4結語百泉泉域巖溶水已處于超采狀態，并由此出現了諸多的環境問題，巖溶水水位持續下降，使素有“百泉之城”美稱的邢臺市泉水干涸，二十萬畝的百泉泉灌區失效，采水成本增加。而礦坑排水量巨大88的礦坑水未被利用，已引起礦區水位持續下降造成北洺河徑流帶巖溶地下水不再流向百泉泉群。隨著時間的推移將使百泉巖溶地下水向礦區倒灌。減少和限制礦坑排水，提高礦坑排水利用率是緩解百泉泉域水資源緊張和保護水環境的重要措施。邯邢鐵礦田多數礦區都以不同形式的封閉、半封閉塊段,分布于鐵礦田內，各塊段都有明確進水口，有采用帷幕注漿治水的良好水文地質條件。目前中關鐵礦帷幕注漿工程正在施工中，經試驗帷幕注漿效果良好可減少礦坑排水80的堵水效果。對服務年限短水文地質條件不清的小型礦山應限制其排水量，超過限制的水量應進行回灌。解決資源與環境的矛盾是一項復雜的工作, 不僅有一系列的技術問題,