摘要
柴达木盆地大盐滩矿区是一个以液体矿为主的综合性盐类矿产地。为提高盐湖开采的经济效益，自2013年7月以来，矿区实施了人工补水，因此查明补水背景下，矿区含水层的渗透性及地下潜卤水水位与水化学的动态变化特征，对于评价补水的效果和合理规划盐湖的开采，具有重要的意义。本文采用计算机迭代、软件和人工计算、常规离子分析测试等方法，对抽水试验以及长期观测网的数据进行计算和分析，查明矿区含水层渗透性的动态变化特征;通过等水位线图和常规离子等浓度线图解释说明矿区地下潜卤水水位及常规离子浓度的变化规律，并通过分析水位和水化学数据，评价补水的效果，具体结论如下: 1.大盐滩矿区潜水含水层渗透性具有空间和时间的变异性:在矿区的边缘，不受补水影响的天然状态下的潜水含水层，渗透性非常差，渗透系数值在0.28m/d-0.59 m/d之间，随着时间的推移，渗透系数值呈现微弱的波动趋势;在矿区沉积中心区域，不受补水影响的潜水含水层，渗透性较差，渗透系数值在0.52m/d-5.81 m/d之间，随着时间的推移，渗透系数值呈现出波动性变化;在矿区沉积中心区域，既受补水影响，又受人工抽水影响的潜水含水层，渗透性较好，渗透系数的计算值在78.65 m/d-376.33m/d之间，含水层的渗透性受地层中主要矿物芒硝固-液转化效应的影响，渗透性波动较大，具有时间变异性的特征。大盐滩矿区承压含水层由于独特的岩性特征，不受补水的影响，渗透性非常差，渗透系数计算值在0.14 m/d-0.36 m/d之间，渗透系数值相对稳定。 2.补水背景下，大盐滩矿区北部和东部水位较高且向矿区中部水位降落漏斗径流，北部和南部地下潜卤水水位无明显变化，中部降落漏斗出水位逐渐降低。淡水溶解可溶性盐后，泥与粘土在原地发生的再沉积作用是导致补水渠及两侧区域水位异常的直接原因。 3.随着补水与抽卤的持续进行，地下潜卤水中K+、Mg2+的整体浓度无明显变化;矿区北部的地下潜卤水中K+、Mg2+的浓度相对较小，矿区中部的场区附近区域和矿区南部的地下潜卤水中的K+、Mg2+的浓度相对较大;补给的淡水在地下径流的过程中，溶解地层中的光卤石及其他含钾和镁的可溶性盐，使得沿着地下潜卤水流动的方向上，K+、Mg2+的浓度逐渐上升。 4.补给的淡水在地下径流的过程中溶解地层中的岩盐使得水中Na+和Cl-的整体浓度相对较高，但随着光卤石、泻利盐以及白钠镁矾等矿物的溶解，地下水中K+、Mg2+等阳离子含量的增大，致使Na+和Cl-以NaCl固体的形式析出，在地下水的流动方向上，Na+和Cl-的浓度呈现出逐渐下降的趋势。 5.芒硝的溶解提供了地下水中绝大部分的SO42-和部分的Na+，由于芒硝的溶解度受地下水温的控制，因此在2015年5月-11月，地下水中SO42-和Na+的整体浓度呈现出先上升后下降的趋势;地下水在径流过程中继续溶解含水层中的芒硝，使得在地下水的流向上，SO42-的浓度呈现出逐渐上升的趋势。 6.矿区的地下水的水量处于负均衡状态，建议增大补水量以达到矿区地下水水量的收支平衡，以保证盐湖卤水的可持续性开采;补给的淡水在地下径流的过程中溶解地层中的可溶性钾盐，既可以提升地下水中K+的浓度，又可以增大地下水的流通通道，因此建议增大补水渠与地下水降落漏斗间的距离，以便地下水在径流的过程中溶解更多的可溶性钾盐，提升卤水的品质。
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