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同位素在河南煤矿水文地质条件研究中的应用

作　者: 张坤
导　师: 潘国营; 王现国
学　校: 河南理工大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 同位素矿井水文地质荥巩矿区禹州矿区鹤壁矿区
分类号: P641.461
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 41次
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内容摘要

充分了解矿区水文地质条件是防治矿井水害的基础，近年来经验表明，同位素是判断地下水补给来源，分析地下水径流特征的有效方法。荥巩矿区、禹州矿区及鹤壁矿区均为河南煤矿中的大水矿区，水文地质条件复杂，水害防治难度大，防治水工作是一项重要而艰巨的任务。本次研究利用同位素方法分析了如上三个矿区的水文地质条件，为矿区开展科学合理的防治水工作提供了理论依据。在了解研究区水文地质背景的基础上，采集水样，并分别进行氢氧同位素测定与氯氟烃(CFC)浓度测定。利用氢氧同位素数据分析了荥巩矿区地下水补给高程并划分了矿区水文地质子单元，判断了禹州矿区地下水补给来源，掌握了鹤壁矿区地下水径流特征。用CFC浓度法计算了矿区地下岩溶水年龄。最后得出如下结论：(1)在荥巩矿区，岩溶水主要补给来源为山区大气降水。根据计算得到各矿地下水不同的补给高程，得到研究区地下水径流流向，由此得出小龙池泉域、环翠峪泉域是荥巩矿区内两个不同的水文地质子单元。(2)平禹矿区岩溶水由西北山区岩溶水补给，补给高程为193m，因此直接补给水源为白沙水库一带的地下水，而白沙水库地区地下水主要由当地大气降水补给，因此禹州矿区的岩溶水主要补给来源为山区大气降水。平禹一矿地下水表观年龄平均为40年，含水层渗透系数为K=82.0m/d，结果符合实际。(3)在鹤壁矿区，小南海岩溶水系统和许沟泉岩溶水系统地下径流均受到了矿井开采排水的影响，在两个系统的交界区域，形成了新的径流排泄点，在该区域小范围内，两泉域的地下岩溶水朝此排泄点流动。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
1 绪论  10-18
  1.1 研究意义  10-11
  1.2 同位素在地下水领域的研究现状  11-15
    1.2.1 国外研究现状  11-13
    1.2.2 国内研究现状  13-15
  1.3 研究内容与技术路线  15-18
    1.3.1 研究内容  15-16
    1.3.2 技术路线  16-18
2 同位素在地下水科学中的应用  18-30
  2.1 同位素基本原理  18-24
    2.1.1 氢氧稳定同位素  19-23
    2.1.2 放射性同位素  23-24
  2.2 同位素在煤矿水文地质中的应用  24-30
3 同位素在荥巩矿区的应用  30-40
  3.1 荥巩矿区水文地质背景  30-33
  3.2 水样的采集与测定  33-34
  3.3 利用同位素分析矿区水文地质条件  34-39
    3.3.1 岩溶水补给来源的分析  34-36
    3.3.2 确定地下水的补给位置及高程  36-38
    3.3.3 划分水文地质子单元  38-39
  3.4 小结  39-40
4 同位素在禹州矿区的应用  40-56
  4.1 平禹矿区水文地质概况  40-41
  4.2 利用氢氧同位素分析地下水补给来源  41-46
    4.2.1 水样的采集与测定  41-43
    4.2.2 分析矿区地下水氢氧同位素分布规律  43-45
    4.2.3 计算补给区海拔高度  45-46
    4.2.4 计算白沙水库地区岩溶水混合比例  46
  4.3 确定地下岩溶水的形成年龄  46-55
    4.3.1 CFC 测定地下水年龄的基本原理  47-48
    4.3.2 水样的采集与测定  48-49
    4.3.3 利用 CFC 计算地下水年龄的方法  49-51
    4.3.4 计算平禹一矿地下水年龄  51-55
  4.4 小结  55-56
5 同位素在鹤壁矿区的应用  56-66
  5.1 鹤壁矿区、小南海与许沟岩溶水系统水文地质背景  56-58
  5.2 水样采集与测定  58-61
  5.3 水样同位素测定结果分析  61-65
    5.3.1 分析研究区δD 与δ18O 关系特征  61-62
    5.3.2 分析研究区地下水径流特征  62-65
  5.4 小结  65-66
6 结论与展望  66-68
  6.1 结论  66-67
  6.2 展望  67-68
参考文献  68-72
作者简历  72-74
学位论文数据集  74

同位素在河南煤矿水文地质条件研究中的应用

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