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盘关向斜又称亦资孔向斜,位于贵州省西部,紧邻云南省曲靖市富源县。盘关向斜南北长达85km,东西宽约13km,轴部至两翼依次出露三叠系中统关岭组(T2g)、三叠系下统永宁镇组(T1yn)、飞仙关组(T1f)、二叠系上统龙潭组(P2l)、峨眉山玄武岩组(P2β)和二叠系下统茅口组(P1m)地层。向斜东翼缓西翼陡,东翼倾角15°~20°,西翼除局部直立、倒转外,岩层倾角一般25°~45°,盘关向斜为—轴面向西倾斜的短轴开阔不对称斜歪向斜,其南、北两端轴面均向东倾斜。向斜枢纽线向北东倾伏,其南端转折部位向上抬高跷起,总体外形呈“箕”状。 盘关向斜区龙潭组为一套海陆交互相的含煤建造,由于煤层厚度大,煤质好,该区域成为贵州省主要炼焦用煤生产基地之一。区内煤企众多,同时也成为区内最为主要的污染源。 2015年5月,在持续多日降雨后,位于盘关向斜南端的“三股水”岩溶泉出现了水体发黑、悬浮物增多的现象,污染情况引起了当地环保部门的高度重视。为了查明污染来源,盘县环保局委托作者所在单位开展了盘县乐民河区域地下水环境地质调查。作者作为本项目负责人,全面负责野外调查、试验及室内资料分析、报告编制等工作。 论文以地下水系统思想为指导,结合盘关向斜区域复杂地质构造条件下众多水文地质问题,充分搜集多期勘察研究成果、大量读阅文献基础,运用地下水系统、地下水均衡等理论和方法,构建区域特有的水文地质结构模型,以此划分出区域的地下水系统,并在所划分地下水系统的基础上,对系统内污染源进行调查及连通、示踪实验研究,最终确定三股水污染的成因,论文主要得到以下研究结论和成果: (1)通过水文地质条件分析,认为区域地下水总体具“平面分区、垂向分带”的特征,并依据地表水分水岭边界、断层边界、岩层接触边界,将区域地下水系统划分为3个一级地下水系统15个二级地下水系统,其中三股水地下水系统是本次主要研究的地下水系统。 (2)基于动态平衡原理,对三股水地下水系统进行水量均衡计算分析,认为水系统内水资源补排平衡,验证三股水地下水系统划分。 (3)根据收集的区内污染企业名录及初步调查成果,查明了区内主要污染源为煤企。在此基础上,对三股水周边受污染地表水、地下水以及区内典型煤企进行了污染物沉渣和煤样取样,并进行毒性浸出试验,根据特征指标相关性分析,证明了污染物为煤及其附属产物的事实。 (4)根据同位素取样检测结果,绘制δD-δ18O关系曲线,并与区域大气降雨线进行比较分析,表明研究区地表水及地下水相互之间联系密切,除接受大气降雨补给外,主要来源于地下水的排泄。雨水中δD和δ18O的值普遍贫化于河水及地下水,分析是受同位素分馏作用影响而导致河水及地下水中D和18O重同位素的相对富集。 (5)经过对地下水系统内主要污染源的排污情况的调查,及其周边地层岩性、岩溶发育等情况得出6个可能对三股水水质造成污染的主要污染源。后通过物理连通实验及化学示踪实验证明平关镇及小果榔河一带均与三股水通过岩溶管道存在直接水力联系。三股水左、右两岸的泉水具有相同的补给来源,即盘关向斜东、西两翼发育的岩溶管道(地下河)在三股水以北沟通;平关一带的洗煤厂(瀚宇)以及多个堆煤场长期向地下排污是造成三股水污染的事实。