矿山开采活动对区域水文地质结构的破坏及修复策略

一、引言

矿山开采是获取矿产资源、支撑国家经济建设的关键途径。但因开采技术落后、环保意识不足及规划管理缺失，在创造经济效益时，严重破坏区域生态环境，尤其是对水文地质结构影响巨大。其引发地下水资源枯竭、水质恶化与地质灾害，危及居民安全和生态可持续性，所以深入研究破坏及修复策略极具现实意义与紧迫性。

二、矿山开采活动对区域水文地质结构的破坏

2.1 对地下水水位的影响

在矿山开采过程中，尤其是地下开采，会大量抽取地下水以保证开采作业的顺利进行。这使得矿区及其周边地区的地下水位大幅下降。例如，某煤矿在多年的开采过程中，持续大量排水，导致矿区周边数平方公里范围内的地下水位下降了数十米。地下水位的下降，使得原本依赖地下水补给的泉眼干涸，河流流量减少甚至断流，严重影响了区域内的水资源平衡和生态系统稳定。许多以泉水为水源的村庄面临饮水困难，农业灌溉用水也严重短缺，农作物减产甚至绝收。同时，地下水位下降还引发了地面沉降等地质灾害，对地表建筑物和基础设施造成了严重破坏。

2.2 对地下水水质的污染

矿山开采过程中产生的大量废渣、废水含有多种有害物质，如重金属（铅、汞、镉等）、硫化物、酸碱物质等。这些污染物未经有效处理直接排放，通过地表径流、土壤渗透等方式进入地下水系统，导致地下水水质恶化。以某铅锌矿为例，其选矿废水直接排放到附近河流，河流中的污染物通过渗透作用进入地下含水层，使得周边地区地下水中铅、锌等重金属含量严重超标，超出国家饮用水标准数倍甚至数十倍。受污染的地下水不仅不能作为生活饮用水和农业灌溉用水，还对土壤环境造成了污染，导致土壤肥力下降，农作物受到污染，通过食物链危害人体健康。

2.3 对地下水水流系统的破坏

矿山开采形成的采空区、巷道等改变了原有的地质结构，破坏了地下水的赋存和运移条件，导致地下水水流系统紊乱。原本相互连通、有规律流动的地下水，在采空区的阻隔下，水流路径发生改变，部分区域地下水出现滞流或倒流现象。例如，某金属矿开采后，采空区的大面积塌陷使得上部含水层的地下水大量涌入采空区，改变了原有的地下水径流方向，导致下游地区地下水补给不足，而采空区周边地区则出现地下水水位异常升高，引发了一系列地质灾害和生态环境问题。

三、矿山开采活动对区域水文地质结构破坏的修复策略

3.1 工程技术修复措施

3.1.1 堵水与防渗工程

针对矿山开采造成的地下水渗漏问题，可采用注浆堵水、帷幕灌浆等技术手段。通过向采空区、断层破碎带等渗漏通道注入水泥浆、化学浆液等，形成有效的堵水帷幕，阻止地下水的渗漏，恢复地下水水位。例如，在某煤矿采空区治理中，采用了注浆堵水技术，在采空区周边布置注浆钻孔，向采空区内注入水泥 - 水玻璃双液浆，成功封堵了地下水渗漏通道，使得地下水位在半年内回升了数米，有效缓解了周边地区的水资源短缺问题。同时，对于矿山开采过程中的废渣堆放场、废水处理池等可能产生污染物渗漏的区域，应采取防渗措施，如铺设土工膜、膨润土防水毯等，防止污染物进入地下水系统。

3.1.2 地下水人工补给工程

为了恢复因矿山开采而下降的地下水位，可实施地下水人工补给工程。通过修建回灌井、蓄水池等设施，将处理后的地表水、中水等引入地下含水层进行回灌。例如，某矿区在周边河流上游修建了蓄水池，收集雨季多余的河水，经过简单处理后，通过回灌井注入地下含水层。经过多年的运行，该区域地下水位逐渐回升，部分干涸的泉眼重新涌水，生态环境得到了一定程度的改善。在实施地下水人工补给工程时，需要对回灌水源进行严格的水质监测和处理，确保回灌水质符合地下水质量标准，避免对地下水造成二次污染。

3.2 生态修复措施

3.2.1 植被恢复

植被在保持水土、涵养水源方面具有重要作用。矿山开采后，应及时对废弃矿区进行植被恢复。首先，对矿区土地进行平整和改良，去除废渣、矸石等杂物，添加土壤改良剂，提高土壤肥力。然后，根据当地的气候、土壤条件，选择适宜的植物种类进行种植，如乔木、灌木、草本植物等，形成多层次的植被群落。例如，某铁矿废弃地在植被恢复过程中，选择了耐旱、耐贫瘠的刺槐、紫穗槐等乔木和狗牙根、白三叶等草本植物进行混播种植。经过数年的养护，植被覆盖率达到了 80% 以上，有效地减少了水土流失，增加了雨水入渗，对地下水的补给起到了积极作用。

3.2.2 湿地生态系统修复

对于因矿山开采导致湿地生态系统破坏的区域，应进行湿地生态系统修复。通过清理污染物、恢复湿地地形地貌、引入适宜的水生植物和动物等措施，重建湿地生态系统的结构和功能。例如，某煤矿开采导致周边一片湿地干涸，水质恶化。在修复过程中，首先对湿地进行清淤，去除底泥中的重金属等污染物；然后通过开挖沟渠、筑坝等方式，恢复湿地的水位和水流条件；最后种植芦苇、菖蒲等水生植物，并投放鱼类、贝类等水生动物。经过几年的修复，该湿地生态系统逐渐恢复，不仅改善了区域水环境，还为众多野生动植物提供了栖息和繁衍场所。

3.3 管理与监测体系完善

3.3.1 建立健全矿山环境管理法规与制度

政府部门应制定和完善相关的矿山环境管理法规与制度，明确矿山企业在开采过程中的环境保护责任和义务。对违反环保法规的矿山企业，要依法进行严厉处罚，促使矿山企业自觉采取环保措施，减少对水文地质结构的破坏。同时，加强对矿山开采项目的环境影响评价审批管理，从源头上控制矿山开采活动对生态环境的破坏。对于新建矿山项目，必须要求其提交详细的环境影响评价报告，对可能产生的水文地质影响进行全面评估，并提出切实可行的防治措施。只有通过环境影响评价审批的项目，才能获得开采许可。

3.3.2 加强水文地质监测网络建设

建立完善的水文地质监测网络，对矿山开采区域及其周边地区的地下水水位、水质、水流等参数进行实时监测。通过设置监测井、水质监测站等监测设施，利用现代信息技术，如物联网、大数据等，实现监测数据的自动采集、传输和分析。例如，某大型矿山企业建立了覆盖整个矿区及周边 10 公里范围内的水文地质监测网络，设置了 50 余个监测井和 10 个水质监测站。监测数据通过无线传输系统实时传输到企业的环境监测中心，由专业人员进行分析处理。一旦发现地下水水位、水质等参数出现异常变化，能够及时采取相应的措施进行处理，有效预防和控制矿山开采对水文地质结构的破坏。

四、结论

矿山开采严重破坏区域水文地质结构，致使地下水水位下降、水质污染、水流系统紊乱，极大地冲击区域生态与经济发展。为扭转这一局面，需整合工程技术、生态修复及管理监测等多方面手段。工程技术可改善地下水赋存条件，恢复水位；生态修复增强生态服务，涵养水源；管理监测从制度与技术层面强化环境监管。多管齐下，方可有效恢复水文地质结构，推动矿山产业与生态环境协调发展。

参考文献

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