张集煤矿塌陷水域水环境现状评价及其变化规律研究

论文摘要

张集煤矿随着开采规模的不断扩大,采煤塌陷水域面积也在逐年增大,农林植被等被毁坏,原来的陆生生态系统被水生生态系统替代。长期以来,塌陷水域和地表河流已经成为矿区及周边工矿企业废水和生活污水的排放场所,另外还有周围农田进行污水灌溉及农药化肥的使用,可能会对其地下水和土壤造成严重污染,成为人民生活的潜在威胁。结合地形条件,预计到2030年张集所有塌陷区将连成一片,塌陷面积将达到70km2,是很好的蓄水场所,预计水深20m,水资源量将达到4.98亿m3。本文从水质指标的分析出发,对水质状况进行初步评价。本文确定张集煤矿塌陷区为研究区,选定四个区域较大且有代表性的塌陷塘作为研究对象,首先对污染源现状的调查,确定塌陷区域水域现状、污染源的种类和分布状况,以及四个塌陷塘的利用情况。采样点的布设参照《水质采样方案设计技术规定》（HJ 495—2009）,采样点具体点位用GPS定位,所有样品在现场采样时分别添加不同的固定剂进行固定,以确保监测数据的准确性。从理化指标角度对塌陷塘的水质、底泥和周边土壤进行分析测试。通过研究水质指标监测数据和营养元素的变化规律分析得出：四个塌陷塘的总磷、总氮和叶绿素含量均是在秋季最高,冬春最低,可以得出此处的营养元素随着季节的变化而变化,有一定累积效应。研究区域的富营养化指标均达到了《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）的Ⅲ类或Ⅳ类标准以上,大部分处于Ⅱ类标准以上,水质情况很好,无富营养化的情况。对水质、底泥和土壤重金属监测结果进行分析,预测以后可能会对水环境造成的影响。使用改进的内梅罗污染指数法、模糊聚类法和单因子指数法对塌陷水域进行了评价,得出结论：通过一年内四个季度水质的连续监测,水质指标测试和评价结果可以得出,常规指标、富营养化指标、重金属类指标均没有呈现明显的污染状态,水质均能达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ或Ⅳ类水。各塌陷水域的水质状况随季节的变化而变化,不同指标在不同季节呈现不同的变化特点,但水质总体状况良好。根据张集煤矿塌陷水域水环境特征,给出水环境进行综合利用和环境保护建议,并提出本文的不足之处有待于进一步研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 研究内容
• 1.2.2 技术路线
• 2 研究区概况
• 2.1 区域环境概况
• 2.1.1 地理环境
• 2.1.2 气候环境
• 2.1.3 水文
• 2.2 社会经济
• 2.2.1 研究区概况
• 2.2.2 矿产资源开发现状
• 2.2.3 塌陷水域现状
• 3 塌陷水域污染源调查及初步评价
• 3.1 塌陷水域污染源调查
• 3.1.1 染源现状调查方法
• 3.1.2 结果及分类
• 3.2 本章小结
• 4 水环境监测点布置及采样设计
• 4.1 监测点布置及采样设计依据
• 4.2 监测点布置及采样设计方案
• 4.2.1 水样
• 4.2.2 底泥和土壤
• 5 水质监测结果及问题讨论
• 5.1 测试方法
• 5.2 测试结果
• 5.3 本章小结
• 6 水环境综合评价
• 6.1 评价方法的选取
• 6.1.1 改进的内梅罗污染指数法
• 6.1.2 模糊聚类评价法
• 6.1.3 单因子指数法
• 6.2 本章小结
• 7 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 7.3 不足之处
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果