藏东玉龙铜矿水源地水资源评价研究

发布时间：2016-09-21 07:22

第 1 章 绪论

1.1 选题依据及研究意义
水是人们赖以生存的宝贵资源，地下水作为水资源的重要组部分，具有水质良好、变化稳定、分布广泛特点，是理想的供水水源[1-2]。铜是我国紧缺资源之一，玉龙铜矿是世界级特大型多金属矿,它的开发将缩小我国铜的需求缺口，对西藏、中国乃至世界都将产生重大影响[3-5]。矿山于 2008年 10 月底开始投产，由于冶炼方法等多种原因，产量一直未达到设计规模，而供水问题正是矿山开发的一个重要制约。玉龙铜矿位于藏东高原隆起区，海拔 4100~5245 米。受青藏高原强抬升作用和南方岩溶水文地质条件控制，该区岩溶水类型和赋存条件非常复杂，加之水文地质研究程度较低，导致地下水开发利用难度较大[6]。鉴于矿区供水的紧迫性、自然地理位置的特殊性，以及水文地质工作基础薄弱，共同决定了在本研究区深入开展地下水资源评价的重要性。本研究以华北有色工程勘察院有限公司在藏东玉龙铜矿开展的《西藏玉龙铜矿水源地供水水文地质勘探》项目为依托，在综合分析水文地质条件的基础上寻找供水水源地；通过地下水资源评价，提出合理的供水方案，加快矿山的生产建设步伐，缓解该矿水资源供给不足的被动局面并提供技术支持。
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1.2 国内外研究现状
地下水资源评价是对地下水时空分布规律的研究，计算地下水天然资源量和允许开采量，预测开采后地下水的动态，分析地下水开采可能对环境产生的影响，并提出应采取的工程措施及建议等[7]。解析法、开采实验法、水均衡法、地下水水文析法、数值法等[8-9]是地下水资源评价常用的方法，其中解析法、水均衡法及数值法[10]最为常用，数值法对于解决复杂条件下的地下水资源评价问题具有不可比拟的优势，逐渐成为地下水资源评价中最为有效的方法[11]。受地下水本身的复杂性和发展水平限制[12]，人们对地下水的研究和认识水平经历了很长历史进程。19 世纪中期，Darcy[13-15]通过大量的实验，得到线性渗透定律。Dupuit[16-19]在此基础上，建立了裘布衣公式，为地下水稳定流计算奠定了基础。Theis[20-23]建立了承压含水层中单井定流量抽水的数学模型，并给出了相应的泰斯公式，为承压水非稳定流的计算提供了理论依据。Jacob 和 Hantush[24-26]研究了有越流补给的完整井流。数值法利用建立数学模型来描述系统水流运动特征，目前最常用的求解模型的数值方法是有限元和法有限差分法。常用的地下水数值模拟软件[27-35]包括 FEFLOW、GSM 和 Visual MODFLOW 等。国外学者应用地下水数值模拟技术应用于生产实践更为普遍，Qaziar[36]建立了一系列地下水流数值模型，为区域地下水定量评价提供了技术支撑。Ebraheem等[37]在埃及东部地区建立了用于地下水资源管理的数值模型。Nastev 等[38]建立了加拿大蒙特利尔市西北地区的地下水模型，对地下水资源可开采量及水文地质参数进行了定量计算。
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第 2 章 研究区概况

2.1 位置交通

玉龙铜矿位于西藏昌都地区江达县青泥洞乡觉拥村西北，金沙江与澜沧江地表分水岭甘龙拉一带，见图 2-1。研究区为觉高曲流域，西界为宗拉夷山~安错拉一带，北界为夺洼拉~诺马村一带，南界为补佣扎仆~昂青一带，东界为诺马村~嘎布堆稀一带。

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2.2 社会经济
玉龙铜矿位于西藏江达县青泥洞乡觉拥村西，玉龙镇北，是我国大型铜钼矿，铜平均品位 0.62%，铜金属储量约 624.4×104t。为开发该矿床，西部矿业股份有限公司成立筹备处负责前期筹备工作，并于 2005 年 5 月成立西藏玉龙铜业股份有限公司。玉龙铜矿开发建设分二期进行，其中一期完善工程为硫化矿采选矿石600×104t/a，氧化矿搅拌浸出 90×104t/a 矿石量，二期工程初步按 1700×104t/a 矿石处理量。研究区及其附近为夏季牧场，人烟稀少，无耕地，无工业。研究区位于青藏高原东南角的宁静山脉北段，山脉、山系多呈南南东－北北西方向排列，地形切割中等至强烈程度，海拔 4100-5245m，相对高差 700m 以上。研究区整体地势由西北向东南倾斜，其西部为金沙江与澜沧江的一级地表分水岭，南部为觉高曲与昂青的二级分水岭，北部为觉高曲与诺玛弄的二级分水岭，中部觉高曲为研究区侵蚀基准面。研究区地貌类型以高山构造剥蚀地貌类型为主，构造侵蚀~溶蚀地貌、侵蚀堆积地貌及冰川地貌次之，沟谷地带分布着少量面积的湿地。高山构造剥蚀地貌主要分布于研究区南北两侧，表现为强烈切割，山高坡陡，岩性主要为变质岩、砂岩、泥岩；山体连绵起伏，多呈梳状、鱼脊状山脊，山间溪流发育，多呈羽状及放射状，溯源侵蚀强烈，谷地狭窄，，宽度 5~10m，谷坡30°~50°，多呈“V”字型河谷。
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第 3 章 水源地水文地质条件...... 30
3.1 水源地选址.....30
3.2 地下水含水系统特征...... 31
3.3 地下水流动系统特征...... 34
3.4 地下水环境同位素特征....36
3.4.1 放射性同位素 T 特征....... 37
3.4.2 稳定同位素 D 及δ18O 特征........38
第 4 章 地下水资源评价..... 40
4.1 评价原则与参数计算....... 40
4.1.1 评价原则......... 40
4.1.2 参数计算......... 40
4.2 天然补给资源量评价...... 42
4.3 允许开采量评价..... 57
4.4 地下水水质评价...... 66
4.4.1 地下水环境质量评价........66
4.4.2 生活饮用水水质评价........67
4.4.3 工业锅炉用水水质评价....68
第 5 章 水源地保护....70

第 5 章 水源地保护

水源地位于觉高曲地下水排泄区，受到上游尾矿库、选矿厂等污染源的威胁，长期来看，水源地不宜作为生活饮用水源。根据区域地下水流场分析，在觉高曲泉群附近开采地下水的条件下，觉垌沟中下游麦弄沟口地下水不会受到污染影响，该地段具备建立小型水源地的条件，麦弄沟口可作为矿山及城镇生活用水水源地[5,59]。玉龙铜矿为世界级特大铜矿，位于长江上游自然保护区，为了保护水资源，保护区域水环境，同时也为了玉龙矿山自身健康发展，应加强环境保护。

一、尾矿库防渗
一期尾矿库位于玉龙沟中游，天然状态下为该河段地表水渗漏补给地下水补，未来尾矿库运行，库区最终水位标高将升至 4400m 左右，不采取工程措施的话将会加大尾矿渗滤液的下渗。因此建议矿山建设走绿色矿山之路，严格按照矿山设计废水处理后循环利用，整个选矿、冶炼流程无废水排放，做好尾矿库库底防渗和坝基防渗漏工程，特别是对库区谷底及两岸的灰岩裸露地段必须进行严格的防渗处理，以防止废水、废弃物淋滤产生强酸、强腐蚀性水，对生产机械造成破坏。目前，矿山正进行尾矿库的基建工作，并对尾矿库库区采取了铺设防渗膜等处理措施。生产水源地生产井分散于觉高曲河流两岸，上游汇水区地表水全部经过水源地一带向下游径流，工作期间，洪水期间觉高曲河流最大流量可达 10.34m3/s，洪水携带大量的泥沙和滚石，对觉高曲河两岸冲刷严重，因此，必须对觉高曲河流修砌防洪墙，防止洪水对生产井造成破坏。此外，建议矿山与当地政府结合，建立科学的排污、排废系统，玉龙镇污水应通过排污管道集中排泄至水源地下游，生产水源地生产井分散于觉高曲河流两岸，上游汇水区地表水全部经过水源地一带向下游径流，工作期间，洪水期间觉高曲河流最大流量可达 10.34m3/s，洪水携带大量的泥沙和滚石，对觉高曲河两岸冲刷严重，因此，必须对觉高曲河流修砌防洪墙，防止洪水对生产井造成破坏。此外，建议矿山与当地政府结合，建立科学的排污、排废系统，玉龙镇污水应通过排污管道集中排泄至水源地下游，
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结论

（一）含水系统类型。研究区位于海拔高度 4100m 以上的青藏高原，为一个相对完整的水文地质单元，汇水面积 255.87 km2。上三叠统波里拉组灰岩为主要含水层，分布面积 147.73km2。地下水的补给方式主要为大气降水和地表水渗漏补给，地下水与地表水交替运动频繁，地下水的径流受地形、地层影响形成不同泉域，但总体上，受最低侵蚀基准面觉高曲的控制，区域地下水从北面、西面、南面向觉高曲沟谷汇集后，沿觉高曲向东南方向运动，至东侧遇到隔水底板后，地下水以泉的形式向河水排泄，本区为全排型含水系统。
（二）水源地含水层赋水条件。水源地位于区域地下水集中排泄区，含水层一般厚度 40~60 m，透水性好、富水性强，单位涌水量 9.97~54.44L/s.m，渗透系数 20.05~136.02m/d，单井出水量大（321~418m3/h），成井条件好。地下水补给充沛，可袭夺泉水流量、激发河流入渗补给量和地下水径流量。
（三）地下水资源量。根据本区水文地质条件，采用排泄量法和数值法计算地下水补给资源量为 4.60?104m3/d；采用开采试验法、同位素法和数值法预测水源地地下水允许开采量为 3.00?104 m3/d（B 级），满足矿山一期工程需水量。水源地地下水允许开采量有足够资源保证的，水源地运行后，不会发生危害性环境地质现象。
（四）地下水水化学特征。本区地下水水化学类型主要为重碳酸钙型，少量为重碳酸钙镁型，地下水溶解性固体低，矿化度介于 0.161~0.194g/之间，均属于低矿化水。所取水样均为良好(Ⅰ类)，即适合于集中生活饮用水水源及工、农业用水。地下水化学指标、毒理学指标、细菌指标基本符合生活饮用水标准；为沉淀物较少、软硬垢、不起泡、半腐蚀性水，适宜工业锅炉用水。
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参考文献(略)

本文编号：119126