湖南株洲馬家橋水泥用石灰?guī)r礦水文地質(zhì)勘查及評(píng)價(jià)

陶佑禮

(中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心湖南總隊(duì)，湖南 株洲 412000)

中材株洲水泥有限責(zé)任公司馬家橋水泥用石灰?guī)r礦因地處碳酸鹽巖區(qū)，采礦過程中長(zhǎng)期抽排地下水，已引發(fā)周邊區(qū)域產(chǎn)生民井季節(jié)性干枯、水塘漏失、巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害、人居環(huán)境破壞等地質(zhì)環(huán)境問題，現(xiàn)狀礦業(yè)活動(dòng)對(duì)周邊地質(zhì)環(huán)境影響嚴(yán)重。為落實(shí)國(guó)家關(guān)于礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)的有關(guān)政策，指導(dǎo)企業(yè)科學(xué)開采，改善礦區(qū)周邊人居環(huán)境，促進(jìn)企地和諧，本文結(jié)合勘查區(qū)原礦產(chǎn)資源詳查資料，對(duì)礦區(qū)水文地質(zhì)進(jìn)行勘查評(píng)價(jià)。

1 工程概況

本區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，夏熱冬冷，雨量充沛?？辈閰^(qū)位于湘江水系，地表水體主要分布于株洲幅區(qū)域東部，自北東往南西流徑的小溪和勘查區(qū)附近零星水塘。小溪水面寬2～3 m，發(fā)源于勘查區(qū)北東側(cè)的霞山灣、南粉屋場(chǎng)及其北東部外圍的大石嶺一帶，在勘查區(qū)上游流域面積約3 km2，主要接受大氣降水及泉水補(bǔ)給。據(jù)訪問，其流量380～20 000 m3/d，水位標(biāo)高53～62 m。主要供沿途居民使用。該小溪在勘查區(qū)南部外圍江北～梅溪壩流向轉(zhuǎn)為近東往西向，在梅溪壩流向轉(zhuǎn)為自北東往南西向，并在白石港注入湘江。標(biāo)高+53.8 m至+54.05 m，為勘查區(qū)當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面。勘查區(qū)的含水層有第四系沖積層含水巖層、殘坡積層含水巖層，泥盆系中統(tǒng)棋梓橋組第一段～第二段含水巖組，泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組含水巖層，板溪群拉欖組含水巖組。

2 水文地質(zhì)勘查及質(zhì)量評(píng)述

本次水文地質(zhì)鉆探要求所有鉆孔在鉆進(jìn)中均要判斷和記錄孔內(nèi)異常情況：即判斷松散層厚度、裂隙發(fā)育深度、大小和充填物；記錄涌水、漏水、塌孔、涌沙、鉆具突降等深度位置；并測(cè)定回次水位、終孔水位等。

野外工作共完成4個(gè)水文地質(zhì)孔鉆探和編錄工作，最小單孔深度164.2 m，最大單孔深度194.5 m，累計(jì)進(jìn)尺722.3 m。鉆孔均為直孔，開孔采用Φ200 mm合金鉆頭，終孔采用直徑Φ110 mm金剛石鉆頭。野外技術(shù)員鉆孔編錄及時(shí)，終孔后及時(shí)拍照、取樣，整理資料。抽水設(shè)備采用小型深井電潛水泵，采用穩(wěn)定流試驗(yàn)方法抽水、按非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)要求觀測(cè)恢復(fù)水位，兼顧非穩(wěn)定流計(jì)算參數(shù)的取得[1]。

2.1 水樣采取及水質(zhì)分析

本次取樣是在抽水試驗(yàn)過程中進(jìn)行的，選取4個(gè)抽水孔中代表性不同深度的水樣，以控制地下水化學(xué)類型為原則，累計(jì)取水樣4孔8組。其中，全分析4組，簡(jiǎn)分析4組。累計(jì)4孔8組水樣數(shù)據(jù)見表1。

表1 地下水質(zhì)量分析結(jié)果對(duì)照表一覽表

通過綜合分析，按單項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果最差的類型確定，勘查區(qū)部分水樣地下水質(zhì)量“硝酸鹽”指標(biāo)在30 mg/L，為IV類地下水標(biāo)準(zhǔn)；“總硬度”指標(biāo)在350～450 mg/L之間，為Ⅲ類地下水標(biāo)準(zhǔn)。一個(gè)指標(biāo)為IV類，一個(gè)指標(biāo)為III類，其它指標(biāo)均低于III類。

地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)：勘查區(qū)地下水質(zhì)量綜合類別定為IV類，IV類指標(biāo)為硝酸鹽，地下水化學(xué)組分含量較高，以農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水質(zhì)量要求以及一定水平的人體健康風(fēng)險(xiǎn)為依據(jù)，適用于農(nóng)業(yè)和部分工業(yè)用水，適當(dāng)處理后可作生活飲用水。

2.2 水文地質(zhì)觀測(cè)

本次水文地質(zhì)觀測(cè)主要是測(cè)量簡(jiǎn)易水文地質(zhì)孔內(nèi)地下靜止水位和水位的變化，水位觀測(cè)采用常州市金壇傳感器廠生產(chǎn)的50 m鋼尺水位測(cè)量?jī)x，精度0.001 m；水溫觀測(cè)采用衡水創(chuàng)紀(jì)儀器儀表有限公司生產(chǎn)的LCD-210型20 m金屬數(shù)顯溫度計(jì)，精度誤差±1℃，測(cè)溫范圍-50～+300℃[2]。觀測(cè)時(shí)間從2020年8月6日至2020年12月29日?？辈槠陂g共開展水文地質(zhì)觀測(cè)工作31次，詳細(xì)數(shù)據(jù)見下表2。

表2 觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)一覽表

可知，勘查區(qū)地下水水位總體上波動(dòng)較小，水位變化受季節(jié)性降雨因素的影響，因2020年下半年雨水偏多，觀測(cè)孔水位從8月至冬季12月呈逐步上升趨勢(shì)；觀測(cè)孔水溫基本保持在20℃±0.5℃，受季節(jié)變化影響不明顯。勘查期間觀測(cè)孔水位無干枯、驟然下降等大幅變動(dòng)情況，暫未發(fā)現(xiàn)觀測(cè)孔與馬家橋灰?guī)r礦坑有直接水利聯(lián)系。

3 結(jié)語

本次勘查工作中抽水試驗(yàn)是簡(jiǎn)易水文地質(zhì)單孔抽水試驗(yàn)，存在試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算水文地質(zhì)參數(shù)級(jí)別低、準(zhǔn)確性差的問題?？辈樗脭?shù)據(jù)只能用于技術(shù)報(bào)告粗略估算，不適用于礦山技術(shù)報(bào)告中精度要求高的測(cè)算。因此，礦山在開采抽排地下水過程中，還應(yīng)密切關(guān)注馬家橋礦區(qū)東側(cè)水渠和農(nóng)田、水塘巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害區(qū)變化情況，及時(shí)對(duì)巖溶塌陷坑、水蝕空洞進(jìn)行回填夯實(shí)，并設(shè)立安全警示牌，防止人員跌落和連片水塘、水田干枯。地下水質(zhì)量應(yīng)定期監(jiān)測(cè)。潛水監(jiān)測(cè)頻率應(yīng)不少于每年兩次(豐水期和枯水期各1次)，承壓水監(jiān)測(cè)頻率可以根據(jù)質(zhì)量變化情況確定，宜每年 1 次。