煤矿开采条件下地下水环境演化的动力学机制及水质预测研究

针对煤矿开采造成地下水水位下降以及水质恶化等水环境问题，基于多孔介质流体力学、溶质运移动力学、环境地球化学和水文地质学原理，通过对现场地下水位动态变化观测和水质分析实验与室内柱体实验研究，研究不同的PH值和不同水流速作用下煤岩体释放化学组份的特征，揭示水-岩相互作用影响下地下水水量和水质演化的动力学机制。建立定量描述地下水环境演化过程的多组份耦合模型，并提出相应的数值求解方法；利用所建模型定量模拟地下水环境演化的动力学过程，分析不同含水层地下水水位的动态变化规律和不同组份的化学物质浓度分布趋势，并对影响地下水演化过程中各因素之间的相互制约关系进行定量化分析，提出煤矿区地下水环境演化的评价指标体系。其研究成果不仅为评价煤矿区地下水资源的可持续循环利用和生态环境保护提供科学的技术支持，同时为发展和完善环境流体力学理论、预防和控制煤矿区地下水污染具有重要理论和现实意义。