Water Management at Abandoned Flooded Underground Mines pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Wolkersdorfer, Christian

出品人:

页数:465

译者:

出版时间:

价格:$ 270.07

装帧:

isbn号码:9783540773306

丛书系列:

图书标签:

• Water management
• Abandoned mine
• Flooded mine
• Underground mine
• Mine water
• Water treatment
• Environmental remediation
• Hydrogeology
• Mine closure
• Water quality

水资源管理在废弃矿井中的复杂挑战与前沿解决方案 书籍名称： 《地下水文与环境工程：废弃矿区水资源的可持续利用与风险控制》 内容简介： 本书深入剖析了人类活动遗留下的一个日益严峻的环境与工程难题——废弃矿区的水文地质响应、水质污染风险以及复杂水体（尤其是涌入的地下水）的有效管理与可持续利用策略。随着全球范围内矿业活动的收缩与转型，大量曾被有效抽水控制的地下空间正在被水淹没，形成庞大的地下水库。这些水体不仅带来了潜在的地质灾害风险，其水化学性质的演变更是对地表水系和生态环境构成了长期威胁。 本书聚焦于跨学科的视角，融合了先进的地下水数值模拟技术、水地球化学分析、岩土工程原理以及环境政策与经济学考量，旨在为矿区转型与水资源工程师、政策制定者提供一套系统的理论框架和实用的操作指南。 第一部分：废弃矿井水文地质基础与系统演变 本部分奠定了理解废弃矿井水体行为的理论基础。 第一章：矿山地质环境与水文地质响应 详细阐述了不同类型矿床（如煤炭、金属硫化物矿床）开采活动对区域地下水流场、渗透性和储水层结构造成的不可逆或半可逆改变。重点讨论了竖井、巷道和采空区作为高导水通道对区域地下水补给、径流和排泄的影响机制。分析了在停止抽水后，地下水位回升（Inflow and Reflooding）的过程动力学，包括回升速率、最终平衡水位预测，以及对地表沉降和基础设施稳定的潜在影响。 第二章：矿井水化学演变与污染源识别 这是本书的核心挑战之一。采矿活动暴露了大量原本稳定的含水层物质和矿物，导致水化学性质急剧变化。本章系统梳理了酸性矿山排水（AMD）和中性矿山排水（NMD）的形成机理，特别是硫化物氧化过程的动力学模型。深入探讨了重金属（如砷、铅、镉、铀）的溶解、络合与沉淀过程，以及有机污染物（如开采过程中使用的化学品）的迁移与归宿。引入了先进的同位素示踪技术（稳定同位素和放射性同位素）来区分原始地下水与矿井水，并识别污染混合的程度与来源。 第三章：地下水流数值模拟的复杂性 针对矿井水文系统特有的复杂性——高度非均质性、多尺度连通性和动态边界条件——本书详细介绍了适用于此类问题的先进数值模拟方法。讨论了如何将采空区和工作面信息（如GIS数据和三维地质模型）有效地整合到有限元/有限差分模型中。重点介绍了耦合水-热-力-化学（THMC）过程的模拟框架，尤其关注了采空区水体在不同压力和温度条件下的化学反应速率及其对渗流路径的影响。 第二部分：废弃矿区水体的风险评估与治理技术 本部分聚焦于如何量化风险并实施有效的工程干预措施。 第四章：环境风险量化与阈值设定 构建了一套针对废弃矿井水体的多指标风险评估体系。这包括水文风险（如突涌、堵塞）、水质风险（对饮用水源、生态系统的毒性）和结构风险（如支撑稳定性）。讨论了如何根据不同地区的水资源利用规划，设定可接受的排放或回用标准，并采用敏感性分析方法来评估关键参数不确定性对风险预测结果的影响。 第五章：主动与被动环境修复技术 系统评估了针对矿井水污染的现有主流治理技术。 被动系统： 详细分析了人工湿地系统（特别是用于处理低流量、低污染负荷的水体）、渗透反应墙（PRB）和生物氧化/还原系统（如厌氧反应器）的设计原理、长期效能和维护需求。特别关注了在地下水回升速率较快的环境中，被动系统渗透速率的适应性。 主动系统： 重点介绍高效的化学沉淀、离子交换和膜分离技术（如纳滤和反渗透）在将高浓度矿井水处理至饮用水或工业用水标准时的适用性。讨论了污泥（沉淀物）的无害化处理和资源化利用路径，以降低二次污染风险。 第六章：废弃矿井水体的资源化利用策略 探讨了将淹没矿井视为“地下水库”进行可持续管理的新范式。 冷热源利用： 分析了利用矿井水体恒定的低温特性进行区域供暖和制冷（地源热泵系统）的可行性，包括热交换效率、微生物滋生控制和水文影响评估。 非传统水源开发： 讨论了在水资源短缺地区，经过深度处理的矿井水作为工业冷却水、农业灌溉水，甚至在特定安全标准下的饮用水替代水源的潜力。强调了循环利用（Closed-loop systems）在最大化水资源效益方面的作用。 第三部分：工程实践、政策与可持续管理 本部分着眼于宏观的工程决策与政策制定。 第七章：矿井水库的工程管理与监测 详述了在水体回灌和蓄水阶段的关键工程控制措施，如临时封堵、泄压措施和监测井网的优化部署。重点介绍了利用光纤传感、声学监测和远程遥感技术对矿井水位的动态变化、水质异常和地质形变进行实时、高密度监测的“智能矿山水管理”系统。讨论了在水体达到稳定后，如何进行定期的安全检查和维护，以防止关键基础设施的腐蚀或堵塞。 第八章：法律框架、经济评估与跨界协调 本章将技术问题置于更广阔的社会经济背景下考察。分析了在不同司法管辖区内，废弃矿井水责任的划分难题。引入了成本效益分析（CBA）和多目标优化方法，以平衡环境修复的成本、水资源利用的收益以及社会风险的接受度。讨论了公私合作伙伴关系（PPP）在承担长期矿井水管理责任中的作用，并提出了基于生态系统服务价值的激励机制，鼓励利益相关方共同参与水资源管理。 结论：面向未来的矿区水资源韧性建设 总结了当前研究的不足，展望了在气候变化背景下，矿井水系统如何应对更极端的水文情景（如加剧的干旱或洪涝）。强调了将“矿井水管理”从“环境负担”转变为“战略水资源储备”所需的跨界合作与技术创新方向。 本书力求以严谨的科学态度和务实的工程视野，为复杂地下水文系统管理提供全面的决策支持。

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