矿山开发项目地下水环境影响评价的若干问题水资源与环境学院12级硕士3班苏思慧2105120043号2012年12月基础教学c地下水环境影响评价是建设项目环境影响评价的重要内容之一。多年来，由于地下水分布的不均匀性和流动条件的不确定性，地下水环评始终是一个薄弱环节。2011年的2月11日，国家环保部正式出台了环境影响评价技术导则地下水环境（HJ6102011）（以下简称导则）。该导则的出台，将彻底改变地下水环境影响评价工作缺乏统一标准来指导的局面，对我国地下水资源与环境的保护具有重要的指导意义。一、地下水环境问题概况1.生态自然景观的破坏，湿地减少，沙漠化风沙现象增多。对浅层地下水的严重超采，使地下水水位大幅度下降，原有表层水特别是沼泽湿地减少，依附其生存的水生植物及水禽相继消失，造成湿地景观的破坏；同样在干旱、半干旱地区，浅层地下水水位下降，原有的生态绿洲会逐渐消失，导致土地沙漠化现象严重。湿地有“地球之肾”之称，湿地的萎缩大大降低了其调节气候、调蓄洪水、净化水体的功能。2.地下水降落漏斗的出现。由于对地下水的超量开采，越来越多的地下水开采量和补给量严重失衡，地下水水位持续下降，形成降落漏斗。据统计，全国有 50 多个城市由于不合理开采地下水而发生了地面沉降，其中上海市、天津市、太原市的沉降中心累计最大沉降量超过 2 米，天津塘沽个别点最大沉降量已达 3.1 米。区域地下水下降使平原或盆地湿地萎缩或消失、地表植被破坏，导致生态环境退化；而在靠近沿海区域，漏斗区域的大面积增加导致的地面沉降现象，使海平面高于陆地，加之海平面总体上呈逐步上升趋势，大面积沿海湿地和低地将被海水淹没，良田和土地的减少，更加剧了风暴潮和海岸侵蚀等自然灾害的发生。3.地下水水位下降易使海水倒灌入侵，地下水水质恶化。近海地区地下水水位下降，原有的淡水空间被海水入侵，地下水盐度的增加必然导致土地盐渍化加重。如今，不少沿海地区发生海水倒灌入侵现象，其中，山东，河北，辽宁等省份较为严重，已经呈现由点状向面状发展的趋势。土地盐渍化现象的出现，不仅造成农作物大量减产，给农业生产造成很大影响，而且使土地的利用率降低，荒地增多，加深了人多地少的矛盾。4自然界水循环受到破坏，河流断流现象的出现。地下水发挥着对河流的的补给作用，同时对维护河流和流域生态的活性有着重要的意义。由于多年集中超采地下水，使地下水位大幅度下降，导致依赖地下水补给的河流断流，在雨季河流水体反而补给地下水，从而缩短了河流丰水期的时间，加速了河流的断流。泉水干枯，河水断流，对生态环境的影响正在进一步显现，使原来用井泉或地表水作为工农业供水的厂矿、村庄和城镇发生水荒。人文景观消失，一些国内名泉也曾经多次出现停喷、断流现象。5.地下水污染严重，治理困难随着我国经济的飞速发展和我国人口数量的膨胀，发展经济和保护环境这一矛盾问题日益尖锐，特别是我国单纯依靠粗放型的经济发展方式，并以牺牲环境来取得经济利益，使环境生态问题被人们广泛关注。2009年全国202个城市的地下水水质以良好较差为主，深层地下水质量普遍优于浅层地下水，开采程度低的地区优于开采程度高的地区。根据全国城市饮用水安全保障规划 2006年2020年 数据，全国近20的城市集中式地下水水源水质劣于类。部分城市饮用水水源水质超标因子除常规化学指标外，甚至出现了致癌、致畸、致突变污染指标。城乡生活排水和工业污水排放量逐年增多，地表水和地下水污染严重，造成水质型缺水现象。地下水污染呈现出由点向面、由城市向农村扩展的趋势。由于地下水有水层运动缓慢，污染物渗入地下不易被发现并且污染源难以确定等特点，所以治理地下水污染非常困难。因此，查清地下水的污染源和污染物、污染途径，对地下水污染现状进行评价，提出地下水污染的防治措施，健全地下水污染防治的法律法规，使水源地地下水的污染状况得以控制，对促进我国工农业生产的持续发展，改善城区居民饮水质量，提高居民健康水平有重要意义。当前，地方各级相关部门对地下水污染长期性、复杂性、隐蔽性和难恢复性的认识仍不到位。一方面，在石油、天然气、地热及地下水等资源开发过程中，“重开发、轻管理”现象普遍存在，环境保护措施不完善，往往造成了含水层污染。另一方面，长期以来中国水环境保护的重点是地表水，地下水污染防治工作没有纳入重要议事日程，无论是从监管体系建设、法规标准制定还是科研技术开发等方面，相关工作明显滞后。环境影响评价技术导则地下水环境将于2011年6月1日起正式实施。这一导则的发布填补了我国现行环境影响评价技术标准体系的空白，标志着我国环评工作已经从关注地表以上的、可见的（或可听的）环境影响，逐渐向地下的、隐蔽的影响延伸，是环保系统构建全方位立体空间污染防范体系的又一新举措。同时，导则的发布，也为地下水环境影响评价工作的规范化、地下水环境保护和污染防治工作提供了技术支撑。二、矿山开发项目地下水环境影响评价的若干问题1.矿山开发项目对地下水水位的影响。露天采矿人工降低地下水水位工程和地下采矿排水工程均会使研究区的地下水水位下降。矿井常年累月大量疏排地下水，破坏了地下水的天然平衡状态，当矿山排水量和供水量大于地下水补给量时，地下水位持续下降，造成水资源枯竭，矿业工业城市出现了困扰人们的水荒，从而影响工矿企业及城市的发展。例如唐山地区由于煤矿疏排地下水，地下水位由原来的 5m降到现在的近-60m，地下水位下降了近65m，供水系统大量报废。平顶山矿区地下水位由疏排前的83m降至现在的-240m，地下水位下降了320m之多，原有的泉水早已成为过去，岩溶水与第四系水脱节，现有供水系统出现紧张局面，平顶山市城市用水、农业用水出现危机。邯峰煤矿区由于常年疏干排水，矿区内煤系薄层灰岩含水层已基本疏干，奥陶系岩溶地下水也因长期疏排，致使多年平均流量达7-9m3/s的著名的黑龙洞泉在1987-1995年间出现多次断流，1993-1995年间，除雨季外，均为断流期，白龙洞泉岩溶水系统内白龙洞泉断流，在近20年内，水位下降近100m，矿区工农业生产和居民生活用水愈加紧张。矿井突水事故的发生也严重破坏着地下水资源。如开滦范各庄煤矿于1984年6月2日发生在2171工作面的岩溶陷落柱突水，突水高峰期平均涌水量达到2053m3/min，造成范各庄矿和吕家坨矿淹没。突水点水位由7m降到-310m，降深317m，距出水点12.5km 的观测孔水位下降达51.44m。由于地下水位下降，使20万居民的供水中断。1985年5月14日，淄博市夏庄煤矿二立井-430m水平遇断层突水，初期突水量66.7m3/min，距突水点370m远的34号观测孔水位迅速下降184.35m，影响半径达5.7km，不到半个月时间，城区部分水井水位受影响迅速下降，吊泵、枯井连连出现，供水紧张。因采矿造成缺水的地区也在不断地增加，如山西因采矿而造成缺水的有18个县26万人吃水困难，30多万亩水地变成旱地，其中晋城地区有7.8万亩耕地变坏，4.5 万亩水地变成旱地。2.矿山开发项目对地下水水资源量的影响。露天采矿人工降低地下水水位工程和地下采矿排水工程均会使研究区的地下水水资源量的减少。水资源是生态环境的核心，保护生态环境首先应该保护地下水资源。理论上讲，地下水资源是处在不断运动交替过程中，可以从大气降水、地表径流等得到平衡和补给。但是采矿业与生俱来的与地下水的不相容性采矿必须进行矿坑排水，使矿产开采不可避免地要影响和破坏地下水资源，尤其矿山露天开挖和井工开采沉陷，会引起含水层水位下降、地表喀斯特塌陷和井泉干涸，进而改变地表土壤的灌溉性、持水性和水土平衡，致使表土疏松、裸岩面积扩大，加剧矿区水土流失，使土地荒漠化趋势加快。各类矿产资源开采均对包括地下水在内的水环境具有明显的影响。不同矿产资源开采，对水环境的影响类别不同，对各类水环境均有影响的是煤矿的开采。矿产开采破坏水环境的表现形式是地表河流、地下水污染，地下水资源衰竭，水源地和水库污染，区域地下水位下降，地下水均衡破坏等方面。其中，地表河流、地下水污染，水源地和水库污染，二者具有相似性，主要跟矿产所处的环境背景不同有关。地下水资源衰竭，区域地下水位下降，地下水均衡破坏是矿产开采对水环境影响的主要形式，矿产开采导致区域地下水位下降，地下水位下降使地下水均衡破环，并最终导致地下水资源衰竭。矿坑疏干排水使一些地下水水源相继断流，大批深井干涸，造成地下水资源的枯竭，使原本地下水良好的富水区变为缺水区。近年的卫星遥感资料查明，受矿产开发影响，地处陕北毛乌素沙漠前缘的榆神府矿区的沙生植物已大面积枯死、植被覆盖率减少、起沙风速显著降低、土地风蚀率增加、土地荒漠化趋势加快。尤其令人焦虑的是该矿区煤系上部分布有第四系上更新统萨拉乌苏组含水层，随着矿区大规模开发，采动裂隙带将直接影响和波及到该含水层，造成水源地的直接破坏，并导致原来接受该含水层补给的井泉、河流和水库干涸，区域生态环境将面临严重危险。3.矿山开发项目对地下水水质的影响。随着矿井水的排放，地下水位的持续下降，导致地下水环境中水-岩相互作用，以及所处化学环境发生变化，这样地下水化学环境平衡遭到破坏，氧化作用加剧，岩石淋蚀作用加强，生物作用也明显，致使地下水化学成分变化。如水中含较高的有机和无机悬浮固体物质，pH 值很低，随着矿井水的排放总矿化度不断增加，某些组份的浓度也增大，如SO42-、Ba2、F-、酚类化合物、Fe、Ge、Mg 以及放射性物质严重超标，致使地下水受到污染。江苏贾旺煤矿区是矿井排放后污水严重污染地下水的一个典型示例。在50年代初，该地区地下水中代表污染程度的SO42- 离子含量极低，及SO42- 含量为3.7 28.79mg/L，矿区开采30年后，SO42-增加了13.3 36.6倍。显然，该矿地下水水质已被严重污染，水文地质环境已被恶化。爱沙尼亚东北地区的页岩矿井和采矿场中进行连续的排水，造成了奥陶纪岩层中水头的区域性下降，范围大约为700km2，最大降深达70m，奥陶纪碳酸盐岩层所特有的天然重碳酸盐水，其矿化度为0.3 0.4g/L，SO42-含量20mg/L，由于含水层的疏干作用，矿化度变为0.6 1.0g/L，SO42- 含量为200500mg/L 的硫酸盐-重碳酸盐水。其水质变化的原因是黄铁矿的氧化作用。人类活动波及的包气带黄铁矿含于奥陶纪碳酸盐岩和沥青页岩中，在黄铁矿的氧化进程中，稳定态的硫变成活性硫，进入地下水中，使地下水中SO42-含量升高。从页岩巷道内抽出的水侵蚀性很高，硬度达1719g/L，水质浑浊，间或有细菌污染，往往含有石油产物。
对采矿历史悠久的矿区，由于部分矿产资源逐渐枯竭被迫闭坑和开采中的违章滥采，地下水位急剧变化引起串层污染。例如山东淄博市夏庄煤矿，在采煤历史上曾发生过144次矿井突水，为地下水串层污染埋下隐患。为摆脱沉重的排水负担，他们已相继在双山等矿区停采堵水，致使含煤地层地下水位以每天垂直上升3m的幅度推动地下水位过快回升，目前已达到海平面上90140m，含煤地层地下水位过快回升，大大超过了相邻的奥灰含水层地下水位，矿区污水通过越流污染了奥灰水，致使3.8万人的生活吃水遭受直接的危害。另外，一些靠大矿排水供其滥采的地方煤井，因大矿闭坑而被淹没，矿区污水直逼浅层地下水。4.矿山开发项目可能引起的水资源衰竭、岩溶塌陷、地面沉降等环境水文地质问题。岩溶塌陷是岩溶充水矿床疏排地下水所引起的。塌陷不仅出现在煤炭矿山，而且也出现在金属等矿山。从地理分布看，几乎遍布南方各省，尤以湘、粤、鄂、桂、赣诸省居多。广东凡口铅锌矿发现塌陷1600多个，范围5km2；湖南恩口煤矿，塌陷5800多个，范围20km2等等。我国北方的岩溶塌陷主要分布在东部沿海省份及太行山以东地区。北方溶隙充水矿床的现代岩溶塌陷，早在本世纪20年代在唐山开滦即有出现，但数量很少，规模稍大的是70年代发生在山东莱芜铁矿，1973-1974年顾家台矿区抽水试验时，发生岩溶塌陷，业庄矿塌陷坑3个，赵庄矿塌陷坑13个。1975年业庄矿放水试验，距业庄矿区2000m的郭娘泉天窗发生16个塌坑，1000m的孟家庄天窗出现了11个塌坑。矿坑突水也将引起岩溶塌陷，开滦矿区多次发生矿坑突水，1954年12月5日林西矿突水引起两处塌陷，1984年6月2日范各庄矿突水出现地面塌陷坑17个。矿井持续不断地排水，引发区域地下水位下降，其上覆第四系松散层中的地下水通过天窗或越流的形式向下渗流，松散层地下水位下降，孔隙水压力降低，有效应力增加，颗粒发生位移，排水更为紧密，颗粒的接触面积增加，孔隙度降低，松散层受到压缩，从而发生地面沉降。如姑山铁矿姑山露天采场，利用疏干巷道对第四系含水层进行疏干，在疏干过程中，采场周围地面发生下沉，采场中心下沉量为3060cm，形成以矿坑为中心的地面下沉漏斗，影响达2km。三、矿区水资源综合利用方案没有水，植物无法生长发育，农、林、牧业无法发展；没有水，生态环境无法改善；没有水，一切矿产资源的开发和加工利用都无法进行，而矿产资源的开采又破坏了地下水资源，因此，实现矿产资源开采与地下水资源保护的和协规划，具有重要意义尤其在矿产资源丰富、但水资源却十分缺乏的我国西北部地区，矿产开发需要大量水资源，同时生态环境的保护和恢复离不开水资源，区域可持续发展水资源不可或缺。1.地下水环境恶化的控制。由于大量疏排地下水，造成地下水资源枯竭、地下水流动系统改变、地下水环境变迁等。为防治和防止因疏排地下水而引起对矿山地区水均衡的破坏，保护地下水资源，应采取以下措施。采取防渗帷幕、防渗墙等工程，堵截外围地下水的补给，截断进入井田的地下水通道，以减少矿井涌水量和突水发生的机率。2.矿井水资源与矿区水资源优化配置。矿井水包括矿井疏排水、井田所在水系统内的地下水和地表水。仅仅把矿井排水 主动 、疏水 被动 视为矿井水乃狭义理解。应将矿井水与煤炭等矿产作为同等重要宝贵的资源共同合理利用。在供水水源、水量、水质现状调查和分析预测的基础上，对系统内水资源进行水量、水质评价，结合矿区用户需水要求调查、预测，经供需平衡分析，依据余缺关系选择矿井水资源化模式，通过可行性论证，实施优化配置方案，实现矿井水资源化及优化配置。3.做到污染防治与生态保护并重。矿区生态环境脆弱，水土流失严重，煤田开发建设中，首先必须把污染防治和生态环境保护放在第一位，坚决摒弃“先污染后治理、先破坏后恢复”的错误思想。实践证明，环境污染，生态破坏了再来治理，必将付出沉重代价，造成的损失无法弥补。目前我国污染防治的政策、法规、技术标准体系健全，重要的是要落实到位。要实现矿产资源开采与地下水资源保护和谐规划，首先要将矿产资源开采中的矿坑水视同共生矿产资源，从政策上要求实现矿坑水的资源化，提高矿坑水的综合利用率，而不能仅仅作为矿井水害、水灾、污染水加以防治和任意排放；其次，对严重缺水、生态环境脆弱的矿区，不管预期的短期经济效益多大，均应符合“保水为主、采矿为辅”的原则，在不破坏关键地下水资源的前提下，进行矿产资源的适度开发。但作为生态保护，尤其是土地沉陷方面治理，则需要政府及时推出配套的、具有可操作型的政策标准和技术规范体系。新建和已投产的各类煤炭企业要制定矿山生态环境保护与综合治理方案，合理有序地推进污染治理和生态恢复工作。同时要建立矿区生态环境质量动态监测和年度审核制度，将生态监测和生态质量评价纳入政府的日常监管工作中，全面及时掌握矿区煤炭开采生态环境质量及动态变化情况。在规划实施的过程中，要及时进行跟踪评价，对煤炭开发项目要定期进行后评价。4.岩溶地面塌陷的防治。岩溶地面塌陷的防治主要采取以早期预测、预防为主，治理为辅，防治相结合的方法。塌陷前的预防采取如下措施合理安排矿山建设总体布局，河流改道引流，避开塌陷区；修筑特厚防洪堤；控制地下水位下降速度；防止突水事故发生；建造防渗帷幕，避免或减少预测塌陷区的地下水位下降；建立地面塌陷监测网。地面塌陷的治理，位于矿区内回填条件好，未暴露基岩的塌陷，采用碎石粘土回填，一般随塌随填；处于排水沟上、地形低洼等要害部位的塌陷，需清理洞口浮土，用混凝土或铁丝绳等铺底，然后用粘土回填；位于矿区外围或不具备回填条件的塌陷，在其周围筑堤，拦截地表水流入；对于塌陷密集、活动又频繁、渗透严重地段，将水田改成旱田；使流经塌陷区的河流改道，绕塌陷区而过。参考文献1 环境影响评价技术导则 地下水环境S.北京国家环境保护部，201120110601.http / /www.zhb.gov.cn.2 左锐,王金生,杨洁,等.滨海石化项目地下水环境影响评价的关键问题J.水文地质工程地质,2010,37397-101.3 岳强,范亚民,耿磊,等.地下水环境影响评价导则执行过程中遇到的问题及建议J.环境科学与管理,2012,3710 174-177.4 钟文丽,邓江红.矿山开发对矿区水环境影响评价J.地质找矿论丛,2007,222152-157.5 宁建宏,贾希荣.煤炭开采工程环境影响评价技术导则地下水专题工作内容的初步设想J.能源环境保护,2004,184 43-45.6 宁建宏.试论北方煤矿区环评中地下水源地的评价J.煤矿环境保护,1996,10551-53.7 石晓枫,杨国栋.煤炭开采对地下水资源破坏环境影响评价浅析J.环境科学进展,1997,12增刊 133-137.8 杨少华.浅谈矿区地下水环境影响评价J.科技情报开发与经济,2008,1822143-144.9 张伟,李铎,法蕾.矿山排水引发的环境问题及其调控J.石家庄经济学院学报,2002,252 160-164.10 雷明信.铀矿山设计预测涌水量修正方法研究J.中国核科学技术进展报告第二卷,2011,2 133-139.11 张明燕,王安建,路江.矿产开发对地下水资源的影响及对策研究J.中国矿业,2008,173 41-43.12 尹尚先.试论矿井水资源化与矿区水资源优化配置J.华北科技学院学报,2012,91 6-10.13 李连娟.榆神矿区矿山开发对水环境的影响及防治措施探讨J.中国煤田地质,2005,175 47-54.14 孙家寿.试谈矿山开发环境影响评价的几个特殊问题J.武汉化工学院学报,1991,134 71-76.15 杨志如.潞安矿区总体规划环境影响评价的实践J.能源环境保护,2010,243 59-64.16 周进生,王剑辉,党学亚.矿产开发对地下水失衡影响及其控制对策以陕北煤炭资源开发为例J.中国矿业,2009,181252-55.17 冯克印,刘善军,董强,等.山东省主要矿山排水对地下水系统影响研究J.中国地质灾害与防治学报,2010,213 125-128.