第 1 章 緒論

1.1 選題依據(jù)及研究意義
水是人們賴以生存的寶貴資源，地下水作為水資源的重要組部分，具有水質(zhì)良好、變化穩(wěn)定、分布廣泛特點(diǎn)，是理想的供水水源[1-2]。銅是我國緊缺資源之一，玉龍銅礦是世界級(jí)特大型多金屬礦,它的開發(fā)將縮小我國銅的需求缺口，對(duì)西藏、中國乃至世界都將產(chǎn)生重大影響[3-5]。礦山于 2008年 10 月底開始投產(chǎn)，由于冶煉方法等多種原因，產(chǎn)量一直未達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模，而供水問題正是礦山開發(fā)的一個(gè)重要制約。玉龍銅礦位于藏東高原隆起區(qū)，海拔 4100~5245 米。受青藏高原強(qiáng)抬升作用和南方巖溶水文地質(zhì)條件控制，該區(qū)巖溶水類型和賦存條件非常復(fù)雜，加之水文地質(zhì)研究程度較低，導(dǎo)致地下水開發(fā)利用難度較大[6]。鑒于礦區(qū)供水的緊迫性、自然地理位置的特殊性，以及水文地質(zhì)工作基礎(chǔ)薄弱，共同決定了在本研究區(qū)深入開展地下水資源評(píng)價(jià)的重要性。本研究以華北有色工程勘察院有限公司在藏東玉龍銅礦開展的《西藏玉龍銅礦水源地供水水文地質(zhì)勘探》項(xiàng)目為依托，在綜合分析水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上尋找供水水源地；通過地下水資源評(píng)價(jià)，提出合理的供水方案，加快礦山的生產(chǎn)建設(shè)步伐，緩解該礦水資源供給不足的被動(dòng)局面并提供技術(shù)支持。
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1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
地下水資源評(píng)價(jià)是對(duì)地下水時(shí)空分布規(guī)律的研究，計(jì)算地下水天然資源量和允許開采量，預(yù)測(cè)開采后地下水的動(dòng)態(tài)，分析地下水開采可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響，并提出應(yīng)采取的工程措施及建議等[7]。解析法、開采實(shí)驗(yàn)法、水均衡法、地下水水文析法、數(shù)值法等[8-9]是地下水資源評(píng)價(jià)常用的方法，其中解析法、水均衡法及數(shù)值法[10]最為常用，數(shù)值法對(duì)于解決復(fù)雜條件下的地下水資源評(píng)價(jià)問題具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，逐漸成為地下水資源評(píng)價(jià)中最為有效的方法[11]。受地下水本身的復(fù)雜性和發(fā)展水平限制[12]，人們對(duì)地下水的研究和認(rèn)識(shí)水平經(jīng)歷了很長(zhǎng)歷史進(jìn)程。19 世紀(jì)中期，Darcy[13-15]通過大量的實(shí)驗(yàn)，得到線性滲透定律。Dupuit[16-19]在此基礎(chǔ)上，建立了裘布衣公式，為地下水穩(wěn)定流計(jì)算奠定了基礎(chǔ)。Theis[20-23]建立了承壓含水層中單井定流量抽水的數(shù)學(xué)模型，并給出了相應(yīng)的泰斯公式，為承壓水非穩(wěn)定流的計(jì)算提供了理論依據(jù)。Jacob 和 Hantush[24-26]研究了有越流補(bǔ)給的完整井流。數(shù)值法利用建立數(shù)學(xué)模型來描述系統(tǒng)水流運(yùn)動(dòng)特征，目前最常用的求解模型的數(shù)值方法是有限元和法有限差分法。常用的地下水?dāng)?shù)值模擬軟件[27-35]包括 FEFLOW、GSM 和 Visual MODFLOW 等。國外學(xué)者應(yīng)用地下水?dāng)?shù)值模擬技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐更為普遍，Qaziar[36]建立了一系列地下水流數(shù)值模型，為區(qū)域地下水定量評(píng)價(jià)提供了技術(shù)支撐。Ebraheem等[37]在埃及東部地區(qū)建立了用于地下水資源管理的數(shù)值模型。Nastev 等[38]建立了加拿大蒙特利爾市西北地區(qū)的地下水模型，對(duì)地下水資源可開采量及水文地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行了定量計(jì)算。
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第 2 章 研究區(qū)概況

2.1 位置交通

玉龍銅礦位于西藏昌都地區(qū)江達(dá)縣青泥洞鄉(xiāng)覺擁村西北，金沙江與瀾滄江地表分水嶺甘龍拉一帶，見圖 2-1。研究區(qū)為覺高曲流域，西界為宗拉夷山~安錯(cuò)拉一帶，北界為奪洼拉~諾馬村一帶，南界為補(bǔ)傭扎仆~昂青一帶，東界為諾馬村~嘎布堆稀一帶。

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2.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)
玉龍銅礦位于西藏江達(dá)縣青泥洞鄉(xiāng)覺擁村西，玉龍鎮(zhèn)北，是我國大型銅鉬礦，銅平均品位 0.62%，銅金屬儲(chǔ)量約 624.4×104t。為開發(fā)該礦床，西部礦業(yè)股份有限公司成立籌備處負(fù)責(zé)前期籌備工作，并于 2005 年 5 月成立西藏玉龍銅業(yè)股份有限公司。玉龍銅礦開發(fā)建設(shè)分二期進(jìn)行，其中一期完善工程為硫化礦采選礦石600×104t/a，氧化礦攪拌浸出 90×104t/a 礦石量，二期工程初步按 1700×104t/a 礦石處理量。研究區(qū)及其附近為夏季牧場(chǎng)，人煙稀少，無耕地，無工業(yè)。研究區(qū)位于青藏高原東南角的寧靜山脈北段，山脈、山系多呈南南東－北北西方向排列，地形切割中等至強(qiáng)烈程度，海拔 4100-5245m，相對(duì)高差 700m 以上。研究區(qū)整體地勢(shì)由西北向東南傾斜，其西部為金沙江與瀾滄江的一級(jí)地表分水嶺，南部為覺高曲與昂青的二級(jí)分水嶺，北部為覺高曲與諾瑪弄的二級(jí)分水嶺，中部覺高曲為研究區(qū)侵蝕基準(zhǔn)面。研究區(qū)地貌類型以高山構(gòu)造剝蝕地貌類型為主，構(gòu)造侵蝕~溶蝕地貌、侵蝕堆積地貌及冰川地貌次之，溝谷地帶分布著少量面積的濕地。高山構(gòu)造剝蝕地貌主要分布于研究區(qū)南北兩側(cè)，表現(xiàn)為強(qiáng)烈切割，山高坡陡，巖性主要為變質(zhì)巖、砂巖、泥巖；山體連綿起伏，多呈梳狀、魚脊?fàn)钌郊梗介g溪流發(fā)育，多呈羽狀及放射狀，溯源侵蝕強(qiáng)烈，谷地狹窄，，寬度 5~10m，谷坡30°~50°，多呈“V”字型河谷。
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第 3 章 水源地水文地質(zhì)條件...... 30
3.1 水源地選址.....30
3.2 地下水含水系統(tǒng)特征...... 31
3.3 地下水流動(dòng)系統(tǒng)特征...... 34
3.4 地下水環(huán)境同位素特征....36
3.4.1 放射性同位素 T 特征....... 37
3.4.2 穩(wěn)定同位素 D 及δ18O 特征........38
第 4 章 地下水資源評(píng)價(jià)..... 40
4.1 評(píng)價(jià)原則與參數(shù)計(jì)算....... 40
4.1.1 評(píng)價(jià)原則......... 40
4.1.2 參數(shù)計(jì)算......... 40
4.2 天然補(bǔ)給資源量評(píng)價(jià)...... 42
4.3 允許開采量評(píng)價(jià)..... 57
4.4 地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)...... 66
4.4.1 地下水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)........66
4.4.2 生活飲用水水質(zhì)評(píng)價(jià)........67
4.4.3 工業(yè)鍋爐用水水質(zhì)評(píng)價(jià)....68
第 5 章 水源地保護(hù)....70

第 5 章 水源地保護(hù)

水源地位于覺高曲地下水排泄區(qū)，受到上游尾礦庫、選礦廠等污染源的威脅，長(zhǎng)期來看，水源地不宜作為生活飲用水源。根據(jù)區(qū)域地下水流場(chǎng)分析，在覺高曲泉群附近開采地下水的條件下，覺垌溝中下游麥弄溝口地下水不會(huì)受到污染影響，該地段具備建立小型水源地的條件，麥弄溝口可作為礦山及城鎮(zhèn)生活用水水源地[5,59]。玉龍銅礦為世界級(jí)特大銅礦，位于長(zhǎng)江上游自然保護(hù)區(qū)，為了保護(hù)水資源，保護(hù)區(qū)域水環(huán)境，同時(shí)也為了玉龍礦山自身健康發(fā)展，應(yīng)加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)。

一、尾礦庫防滲
一期尾礦庫位于玉龍溝中游，天然狀態(tài)下為該河段地表水滲漏補(bǔ)給地下水補(bǔ)，未來尾礦庫運(yùn)行，庫區(qū)最終水位標(biāo)高將升至 4400m 左右，不采取工程措施的話將會(huì)加大尾礦滲濾液的下滲。因此建議礦山建設(shè)走綠色礦山之路，嚴(yán)格按照礦山設(shè)計(jì)廢水處理后循環(huán)利用，整個(gè)選礦、冶煉流程無廢水排放，做好尾礦庫庫底防滲和壩基防滲漏工程，特別是對(duì)庫區(qū)谷底及兩岸的灰?guī)r裸露地段必須進(jìn)行嚴(yán)格的防滲處理，以防止廢水、廢棄物淋濾產(chǎn)生強(qiáng)酸、強(qiáng)腐蝕性水，對(duì)生產(chǎn)機(jī)械造成破壞。目前，礦山正進(jìn)行尾礦庫的基建工作，并對(duì)尾礦庫庫區(qū)采取了鋪設(shè)防滲膜等處理措施。生產(chǎn)水源地生產(chǎn)井分散于覺高曲河流兩岸，上游匯水區(qū)地表水全部經(jīng)過水源地一帶向下游徑流，工作期間，洪水期間覺高曲河流最大流量可達(dá) 10.34m3/s，洪水?dāng)y帶大量的泥沙和滾石，對(duì)覺高曲河兩岸沖刷嚴(yán)重，因此，必須對(duì)覺高曲河流修砌防洪墻，防止洪水對(duì)生產(chǎn)井造成破壞。此外，建議礦山與當(dāng)?shù)卣Y(jié)合，建立科學(xué)的排污、排廢系統(tǒng)，玉龍鎮(zhèn)污水應(yīng)通過排污管道集中排泄至水源地下游，生產(chǎn)水源地生產(chǎn)井分散于覺高曲河流兩岸，上游匯水區(qū)地表水全部經(jīng)過水源地一帶向下游徑流，工作期間，洪水期間覺高曲河流最大流量可達(dá) 10.34m3/s，洪水?dāng)y帶大量的泥沙和滾石，對(duì)覺高曲河兩岸沖刷嚴(yán)重，因此，必須對(duì)覺高曲河流修砌防洪墻，防止洪水對(duì)生產(chǎn)井造成破壞。此外，建議礦山與當(dāng)?shù)卣Y(jié)合，建立科學(xué)的排污、排廢系統(tǒng)，玉龍鎮(zhèn)污水應(yīng)通過排污管道集中排泄至水源地下游，
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結(jié)論

（一）含水系統(tǒng)類型。研究區(qū)位于海拔高度 4100m 以上的青藏高原，為一個(gè)相對(duì)完整的水文地質(zhì)單元，匯水面積 255.87 km2。上三疊統(tǒng)波里拉組灰?guī)r為主要含水層，分布面積 147.73km2。地下水的補(bǔ)給方式主要為大氣降水和地表水滲漏補(bǔ)給，地下水與地表水交替運(yùn)動(dòng)頻繁，地下水的徑流受地形、地層影響形成不同泉域，但總體上，受最低侵蝕基準(zhǔn)面覺高曲的控制，區(qū)域地下水從北面、西面、南面向覺高曲溝谷匯集后，沿覺高曲向東南方向運(yùn)動(dòng)，至東側(cè)遇到隔水底板后，地下水以泉的形式向河水排泄，本區(qū)為全排型含水系統(tǒng)。
（二）水源地含水層賦水條件。水源地位于區(qū)域地下水集中排泄區(qū)，含水層一般厚度 40~60 m，透水性好、富水性強(qiáng)，單位涌水量 9.97~54.44L/s.m，滲透系數(shù) 20.05~136.02m/d，單井出水量大（321~418m3/h），成井條件好。地下水補(bǔ)給充沛，可襲奪泉水流量、激發(fā)河流入滲補(bǔ)給量和地下水徑流量。
（三）地下水資源量。根據(jù)本區(qū)水文地質(zhì)條件，采用排泄量法和數(shù)值法計(jì)算地下水補(bǔ)給資源量為 4.60?104m3/d；采用開采試驗(yàn)法、同位素法和數(shù)值法預(yù)測(cè)水源地地下水允許開采量為 3.00?104 m3/d（B 級(jí)），滿足礦山一期工程需水量。水源地地下水允許開采量有足夠資源保證的，水源地運(yùn)行后，不會(huì)發(fā)生危害性環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)象。
（四）地下水水化學(xué)特征。本區(qū)地下水水化學(xué)類型主要為重碳酸鈣型，少量為重碳酸鈣鎂型，地下水溶解性固體低，礦化度介于 0.161~0.194g/之間，均屬于低礦化水。所取水樣均為良好(Ⅰ類)，即適合于集中生活飲用水水源及工、農(nóng)業(yè)用水。地下水化學(xué)指標(biāo)、毒理學(xué)指標(biāo)、細(xì)菌指標(biāo)基本符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)；為沉淀物較少、軟硬垢、不起泡、半腐蝕性水，適宜工業(yè)鍋爐用水。
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參考文獻(xiàn)(略)

本文編號(hào)：119126