【摘要】：焦作市山前地區(qū)是九里山巖溶水系統(tǒng)的集中徑流-排泄區(qū),巖溶水資源豐富,水質(zhì)良好,是城市供水的主要水源。20世紀(jì)50年代以來,城市開采和礦井排水是巖溶水主要排泄方式,特別是在20世紀(jì)80年代,僅煤礦排水總量就高達(dá)8.5m~3/s,造成巖溶水水位下降。2011年以后,廠礦自備水井陸續(xù)被封閉,一些煤礦也因煤炭資源枯竭而相繼關(guān)閉,巖溶水開采量下降,水位出現(xiàn)了回升。焦作市作為國家級(jí)水生態(tài)文明城市建設(shè)試點(diǎn),正向建設(shè)山水園林城市轉(zhuǎn)型,在煤礦減少排水和城市減少開采量共同影響下,巖溶水水位如何變化以及歷史上的九里山泉群能否復(fù)涌成為城市建設(shè)者非常關(guān)注的問題。論文在綜合分析了焦作礦區(qū)巖溶水水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)研究了水位動(dòng)態(tài)變化規(guī)律,分析了城市開采巖溶水和礦井排水對(duì)水位的影響。運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度分析法,研究了水位與降雨量、開采量之間的關(guān)聯(lián)程度。采用滑動(dòng)平均法與Mann-Kendall非參數(shù)統(tǒng)計(jì)法,分析了1965年以來的巖溶水水位、降雨量和開采量的變化趨勢,并在分析巖溶水水位主要影響因素對(duì)其影響程度的基礎(chǔ)上,綜合分析焦作礦區(qū)地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件,建立了焦作巖溶水水文地質(zhì)概念模型。運(yùn)用Visual Modflow軟件,建立了預(yù)測焦作礦區(qū)巖溶水水位的的數(shù)值模擬模型,經(jīng)過參數(shù)識(shí)別和模型檢驗(yàn),模型符合實(shí)際水文地質(zhì)條件,穩(wěn)定可靠。應(yīng)用所建統(tǒng)計(jì)模型和數(shù)值模擬模型對(duì)未來煤礦減少排水和城市減少開采量的條件下水位變化進(jìn)行了預(yù)測。研究表明,1965年以來焦作礦區(qū)的降水量并未出現(xiàn)明顯下降趨勢,巖溶水水位的多年波動(dòng)下降并非降水入滲補(bǔ)給量減少所致,主要與不斷增長的城市開采量和礦井排水量有關(guān)。數(shù)值模擬預(yù)測表明,礦區(qū)西部丹河滲漏段巖溶水水位受降水控制明顯,方莊礦和演馬礦關(guān)閉停止排水后,巖溶水降落漏斗會(huì)逐漸消失。在朱村礦、方莊礦、演馬礦等煤礦關(guān)閉停止排水及城市開采量減少后,未來三年為連續(xù)枯水年時(shí),巖溶水水位會(huì)小幅下降,總降幅為3-8m;連續(xù)平水年時(shí),礦區(qū)西部水位上升5-10m,中部及東部上升2-5m;連續(xù)豐水年時(shí),巖溶水水位上升明顯,最大升幅20m,礦區(qū)東部及中部上升5-11m。演馬礦關(guān)閉后,附近水位會(huì)有3-4個(gè)月的上升期,此后將恢復(fù)巖溶水的正常的年內(nèi)波動(dòng)狀態(tài);在降水較為充沛的豐水年,九里山巖溶水水位最高達(dá)92.1m,九里山泉群有望復(fù)涌。
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P641;TD74
【圖文】：

圖 2-3 山區(qū)河流滲漏段分布圖Fig. 2-3 Mountain river leakage section profile據(jù)丹河山路平水文站 1955-2000 年徑流量統(tǒng)計(jì)資料計(jì)算得出丹河平7.34m3/s，使用年均徑流量繪制流量動(dòng)態(tài)變化曲線（圖 2-4），多年變趨勢，最大徑流量出現(xiàn)在 1956 年，為 22m3/s，最小徑流量出現(xiàn)在 197m3/s，近年來丹河平均徑流量穩(wěn)定在 2.6m3/s。510152025均流量年（3/mm）

2.2.2 地質(zhì)構(gòu)造本區(qū)基巖斷裂構(gòu)造發(fā)育（如圖 2-6），多為高角度正斷層。受斷裂構(gòu)造控制區(qū)內(nèi)地層形成由北向南呈階梯狀下降的單斜式構(gòu)造形式，地層傾角為 10°-20°。區(qū)內(nèi)對(duì)巖溶水運(yùn)動(dòng)和分布有控制意義的斷層有：（1）鳳凰嶺斷層鳳凰嶺斷層在焦作市北部太行山南側(cè)，沿東西向展布，是山區(qū)和平原的分界線。斷層全長 70km，是東西走向，傾向南，傾角約 70°-80°的正斷層，落差 200-300m斷層西邊與盤古寺斷層相交，向東經(jīng)過丹河和瓦窯河。斷層經(jīng)過焦作后，新生界地層將其掩蓋，斷層向東延伸經(jīng)過王母泉一直到獅子營附近尖滅。鳳凰嶺斷層上下兩盤落差大，斷層帶巖石破碎，巖溶發(fā)育，多次揭露出直徑大于 1m 的巖溶洞穴該斷層導(dǎo)水富水性強(qiáng)，是焦作巖溶地下水的強(qiáng)徑流帶，該斷層上分布有大型集中水源地以及大型巖溶充水礦井。

補(bǔ)給、徑流與排泄山區(qū)大面積出露寒武-奧陶系碳酸鹽巖，巖溶區(qū)降水豐富，降水通過山區(qū)奧陶系灰?guī)r補(bǔ)給區(qū)。巖溶水也是區(qū)內(nèi)巖溶水補(bǔ)給的重要的方式之滲漏量為 1.62m3/d，流經(jīng)巖溶發(fā)育的碳酸鹽分石河和紙坊溝河雨季有水旱季干涸，在流經(jīng)便全部滲漏補(bǔ)給地下水。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2755475