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user: 4. 项目区水文地质概况 项目区位于区域地下水的分水岭上，矿区北部地下水总体向西北及北部径流，南部地下水总体向南部或东南径流，根据钻孔资料综合分析，区内共赋存两类地下水：中部河谷区及丘间洼地内赋存第四系松散岩类孔隙水，周围丘陵山区赋存基岩裂隙水(图1和图2)。 4.1. 含水层的空间分布特征 (1) 排土场 排土场位于项目区的东北部，其地下水向西南方向径流，排土场中部为河谷及丘间洼地，赋存第四系松散岩类孔隙水；两侧为丘陵山区，赋存基岩裂隙水(图1)。 第四系松散岩类孔隙潜水主要分布于排土场中部的河谷及丘间洼地内，主要由第四系全新统冲洪积层(Q 4 al+pl )组成，岩性以中细砂为主，局部为中粗砂、砾砂层，厚度3.0~6.0 m。 基岩裂隙水主要分布于排土场南北两侧，含水层主要以基岩风化裂隙带为主，构造裂隙带不发育，风化裂隙带厚度一般5~20 m，富水性较差。 图1. 项目区水文地质图 图2. 项目区水文地质剖面图 (2) 尾矿库 尾矿库位于项目区的东南部，其地下水向西南方向径流，尾矿库中部为丘间洼地，赋存第四系松散岩类孔隙水；东西两侧为丘陵山区，赋存基岩裂隙水(图1)。 第四系松散岩类孔隙潜水主要分布于尾矿库中部的丘间洼地内，岩性以中细砂、含砾粉质粘土(局部含薄层砾砂)为主，地下水水位埋深一般2.37~6.32 m。 基岩裂隙水主要分布于尾矿库东西两侧，含水层主要以基岩风化裂隙带为主，构造裂隙带不发育，风化裂隙带厚度一般5~20 m，富水性较差。 (3) 采矿区、选厂、工业场地 采矿区、选厂、工业场地、办公生活区内已有钻孔主要集中在采矿区内，且选厂、工业场地等面积较小，故该区域以采矿区为主。其位于项目区的西南部，地下水向西或西南方向径流，以向西径流为主。中部为丘间洼地，赋存第四系松散岩类孔隙水；周围为丘陵山区，赋存基岩裂隙水(图1)。 第四系松散岩类孔隙潜水主要分布于中部的丘间洼地内，根据收集的资料，丘间洼地含水层主要由第四系上更新统全新统坡洪积层(Q 3-4 dl+pl )组成，岩性以中细砂、含砾粉质粘土(局部含薄层砾砂)为主。由于上部覆盖巨厚的粉质粘土层，故具有承压性质，但丘间洼地内地下水以上部中细砂所含潜水为主，下部承压水水量微弱且不连续，无研究意义，该区域地下水水位埋深一般6.53~26.97 m。水化学类型以HCO 3 -Mg·Ca、HCO 3 -Mg、HCO 3 -Mg·Ca·Na型为主，矿化度0.37~0.45 g/L。 基岩裂隙水主要分布于周围的丘陵山区，含水层主要以基岩风化裂隙带和构造裂隙带为主。风化裂隙带厚度一般5~20 m，强风化带岩心呈砂砾状、碎屑状，弱风化带岩心呈块状、短柱状，裂隙发育裂隙宽1~2 mm，裂隙面上有水锈及钙质薄膜，有明显地下水活动痕迹，水位埋深16~20 m，富水性较差。 4.2. 项目区构造分布 矿区内断裂构造比较发育，经工程控制共有大小断层5条，总观区内断裂构造可明显的分为北东、北西两组(图1)。F 1 断层为通过矿区的区域性断裂构造，从矿区的北东角通过，断层产生于奥陶与侏罗系地层中，断层走向310˚，向北西延伸出矿区，与矿区围岩未形成明显的导水通道。F 2 断层上盘为汉乌拉组砂岩，局部为查干诺尔组凝灰岩及安山岩，下盘为查干诺尔组凝灰岩与安山岩。该断层控制北部矿体形态，为不含水构造。F 3 断层为F 2 断层的分支断裂构造，产状基本与F 2 断层一致，为不含水构造。F 4 断层形成于汉乌拉组火山碎屑岩与安山岩中，钻孔内见断层破碎带宽度20~30 m，破碎带中间断层泥与泥质胶结的断层角砾。F 5 断层破碎带由一系列北西走向规模不等的断层、碎裂蚀变带组成，该组断裂带成带出现，并且规模不等。F 4 和F 5 断层通过抽水试验试验，单位涌水量为0.0038 L/s.m，为弱富水含水层。 4.3. 地下水补给、径流和排泄条件 地下水的补给、径流、排泄条件受地形、地貌、地质构造、含水层岩性及表层覆盖程度等多种因素的影响，项目区由于处于区域地下水分水岭地带，其补给来源主要为大气降水，丘陵山区是地下水的主要补给区。丘间洼地是地下水的补给和径流区，其在得到大气降水补给和周边丘陵山区侧向补给后，北部向西北径流，南部向南或东南径流；河谷平原是地下水的径流和排泄区，潜水的排泄途径主要是径流排泄、蒸发排泄、人工开采排泄等。 4.4. 水文地质参数计算 为了获取研究区含水层的水文地质参数，开展了抽水试验、包气带饱和渗透试验等现场环境水文地质实验工作。 (1) 抽水试验 本次抽水试验在第四系松散岩类孔隙潜水含水层和基岩裂隙水含水层中进行。选取水文钻孔(SHK3、SHK5)进行单孔稳定流抽水试验(图3和图4)，计算公式如下 [ 15 ]： { K = 0.366 Q M S lg ( R r w ) R = 10 S K (式1) 其中：Q——涌水量(m 3 /d)； S——水位降深(m)； M——含水层厚度(m)； r w ——抽水井半径(m)； R——影响半径(m)。 (2) 包气带饱和渗透系数 野外现场测试包气带的渗透性具有更好的代表性和真实性。研究现场选在拟建项目场区内进行饱和渗透性试验，采用单环法，共完成6组(采矿区布置1组、办公生活区布置1组、排土场布置2组、尾矿库布置2组，地表岩性均为粉土)，试坑严格按照《注水试验规程》(YS5214-2000) [ 16 ] 进行整理计算渗透系数(表1)，计算公式如下： V = Q / F (式2) 式中：V——时间段内的平均渗透速度(cm/20 min)； Q——时间段内的渗水量(cm 3 /20 min)； F——渗透面积(cm 2 )。 图3. SHK3抽水试验成果曲线图 图4. SHK5抽水试验成果曲线图 Table 1 Statistical table of permeability coefficient calculated by single ring seepage tes 区域 试验组数 包气带岩性 渗透系数(cm/s) 采矿区 1组 粉土 1.6 × 10 −4 排土场 2组 粉土 9.2 × 10 −5 ~2.5 × 10 −4 尾矿库 2组 粉土 2.1 × 10 −4 ~2.9 × 10 −4 办公生活区 1组 粉土 5.2 × 10 −4 表1. 单环渗水试验计算渗透系数统计表 根据抽水试验结果，第四系松散岩类孔隙潜水含水层渗透系数为3.22 × 10 −4 cm/s~3.22 × 10 −4 cm/s (表2)，为中等透水层。基岩裂隙水含水层渗透系数为3.24 × 10 −5 cm/s~3.82 × 10 −5 cm/s (表2)，为弱透水层。 Table 2 Statistical table of pumping test result 孔号 抽水实验段(m) 实验段口径r (mm) 含水层岩性 水位降深S (m) 含水层厚度M (m) 涌水量Q (L/S) 渗透系数K (m/d) 影响半径R (m) SHK3 0~55.6 146 第四系 23.79 1.9 0.14 0.278 125.37 SHK3 55.6~633.6 110 基岩裂隙水 60.53 40.1 0.869 0.033 110.78 SHK5 0~90.8 146 第四系 13.13 18.73 0.912 0.333 75.72 SHK5 90.8~603.0 110 基岩裂隙水 53.87 21.9 0.349 0.028 89.62 表2. 抽水试验结果统计表 在野外现场测试所得包气带饱和渗透性系数可知，研究区内包气带粉土渗透系数介于9.2 × 10 −5 cm/s~5.2 × 10 −4 cm/s (表1)。另外根据资料，排土场内粉土层厚度一般3.0~5.0 m，尾矿库内粉土层厚度一般2.0~6.0 m，采矿区、办公生活区内粉土层厚度一般3.8~10.1 m，厚度较大且分布连续稳定，因此项目区包气带防污性能中等 [ 17 ]，地下水不太容易受到污染。 4.5. 矿坑涌水量预测 本铅锌钼多金属矿露天采场矿坑涌水的主要充水因素为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水，另外还包括大气降水降落到坑里的水量。地下水涌水量预测主要计算由于采矿破坏含水层导致含水层水量释放进入矿坑的水，不考虑大气降水直接降落到坑内的水。 露天开采最低开采标高445 m，利用大井法计算涌水量，计算公式如下 [ 7 ]： Q = 1.366 K ( 2 H − M ) M lg R 0 r 0 (式3) 式中：Q——矿坑涌水量(m 3 /d)； K——渗透系数(m/d)； M——含水层厚度(m)； H——水位降低值(m)； R 0 ——大井影响半经(m)； r 0 ——引用大井半经(m)。 引用半径( r 0 )是根据矿坑平面几何图形选择公式，该矿区平面几何图形为不规则圆形，计算公式 [ 17 ]： r 0 = F / π (式4) 影响半径R采用吉哈尔特公式： R = 10 S K ； 引用影响半径 R 0 = R + r 0 ； 由此计算的涌水量见表3。 Table 3 Calculation table of water inflo 中段 含水层 K (m/d) H (m) M (m) R 0 (m) r 0 涌水量(m 3 /d) 445 第四系 0.254 41.7 17.08 754 544 2772 基岩 0.026 156.6 29.3 752 440 1269 表3. 涌水量计算表 由此可见，露天采坑的涌水量为4041 m 3 /d，会造成局部含水层疏干。其中第四系含水层疏干的范围为半径754 m，基岩含水层疏干半径为752 m，在该半径范围内，无牧民取用地下水。排出的矿坑涌水经坑底沉淀后全部回用选厂，不外排，采矿活动对地下水环境影响较小。