某水电工程两岸黄铁矿层经水淋溶后的迁移转化及对坝体的影响研究

【摘要】：坝区平硐勘探揭露有黄铁矿层分布于震旦系白云岩中，其分布高程低于电站蓄水水位。水库蓄水后将淹没黄铁矿层，破坏其原有相对平衡的状态，改变其存在的状态和氧化还原环境。黄铁矿在与水接触、作用的过程中，会发生许多复杂的化学反应，产生一些有毒有害物质如强酸性水。强酸性水又将加速相关矿物岩石的溶解，并且大大增加了环境中有害化学物质的溶出率和迁移性。必将对坝区周边的水系、环境、边坡稳定产生影响，并可能对坝基产生腐蚀，影响边坡稳定和电站渗漏，从而可能危及水利工程的安全，造成重大损失。 坝区右岸地表堆放有因采硫而废弃的黄铁矿废渣，在大气降水和沟水的作用下发生溶滤，生成黄褐色的具强腐蚀性的酸性水，其pH为2.60，SO_4~(2-)高达12000mg／L。这种强酸性、高SO_4~(2-)水也将对于坝区水体、生态环境和坝体的产生一定的影响。 本文在调查坝区黄铁矿分布的范围、规模以及坝区地质、水文地质特征的基础上，分析了坝区地表黄铁矿矿渣和地层中黄铁矿溶滤产生酸性水的机理及其影响因素。结合坝区水文地质条件，建立了坝区黄铁矿体(渣)溶滤后的迁移扩散模式，并在对坝区的天然渗流场进行模拟的基础上，模拟了黄铁矿体的溶滤液在地层中的迁移扩散。结合渗流场模拟和溶质运移模拟成果、坝区地质、水文地质条件、水化学分析成果，较为详细讨论黄铁矿体(渣)溶滤液对坝区水体、生态环境和坝体的影响，并提出了相应的对策措施，为当地的环境保护和水电工程建设提供了一定的理论依据。 【关键词】：黄铁矿 溶滤 迁移 腐蚀 酸性水
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TV221.2
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-6
• 目录6-8
• 第一章 引言8-15
• 1.1 选题依据及研究意义8
• 1.2 国内外研究现状8-12
• 1.2.1 黄铁矿溶滤的研究现状9-10
• 1.2.2 溶质运移研究现状10-12
• 1.3 研究的主要内容及难点12-13
• 1.3.1 研究的主要内容12
• 1.3.2 研究难点12-13
• 1.4 研究思路及技术路线13-14
• 1.5 本文所做的工作14-15
• 第二章 研究区概况15-24
• 2.1 自然地理概况15-17
• 2.1.1 地理位置和交通条件15-16
• 2.1.2 地形地貌16
• 2.1.3 气象水文16-17
• 2.2 地质背景17-24
• 2.2.1 地质条件17-19
• 2.2.2 水文地质特征19-24
• 2.2.2.1 水文地质条件19-21
• 2.2.2.2 水化学特征21-22
• 2.2.2.3 地下水的补、径、排特征22-24
• 第三章 黄铁矿体的分布特征及其溶滤过程24-40
• 3.1 黄铁矿体的分布24-28
• 3.1.1 平硐揭露黄铁矿体的分布24-27
• 3.1.2 露天堆放的黄铁矿废渣27-28
• 3.2 黄铁矿体的溶滤过程28-37
• 3.2.1 黄铁矿溶滤的产酸机理29-31
• 3.2.2 影响黄铁矿溶滤产酸的主要因素31-33
• 3.2.3 黄铁矿体溶滤液的水化学特征33-37
• 3.3 黄铁矿体溶滤液的迁移模式37-40
• 第四章 黄铁矿体溶滤液在地层中的迁移模拟40-55
• 4.1 模拟软件40-41
• 4.2 模拟的范围41
• 4.3 三维含水系统的空间离散与边界概化41-44
• 4.4 模拟参数的选取44-50
• 4.4.1 水文地质参数的选取44-46
• 4.4.1.1 渗透系数 K44-46
• 4.4.1.2 其他参数46
• 4.4.2 溶质运移参数的选取46-50
• 4.4.2.1 弥散作用47-49
• 4.4.2.3 初始浓度49-50
• 4.5 模型校验50-51
• 4.6 模拟结果51-55
• 4.6.1 天然渗流场模拟结果51-53
• 4.6.2 溶质运移模拟结果53-55
• 第五章 黄铁矿体溶滤液对周围环境的影响55-63
• 5.1 黄铁矿体溶滤对水系的影响分析55-56
• 5.2 黄铁矿体溶滤对生态环境的影响分析56-57
• 5.3 黄铁矿体溶滤对坝体的影响57-63
• 5.3.1 对边坡稳定及渗漏的影响57-58
• 5.3.2 对坝体的影响58-63
• 5.3.2.1 酸性腐蚀58-60
• 5.3.2.2 盐类腐蚀60-63
• 第六章 结论63-65
• 6.1 结论63-64
• 6.2 需进一步完善的工作64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-69

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