我国煤炭供给侧改革的不断深入和煤炭资源整合政策的实施后,大量中小型煤矿关闭,煤矿关闭后酸性矿井地下水的污染问题日益突出,煤矿矿区往往存在矿硐基数大,点多面广,污染防控对象不明的问题,且西南岩溶区补给、径流、排泄条件和地下水水化学环境较为复杂,目前针对岩溶型酸性矿井地下水缺乏科学的环境风险评估指标体系和评估模型,亟需针对矿区污染管控对象不明的问题,构建酸性矿井地下水风险评估指标体系及评估模型,量化酸性矿井地下水环境风险,对酸性矿井地下水风险分级管控工作具有重要意义。研究以全过程风险链厘定了酸性矿井地下水环境风险内涵,以西南某典型煤矿区为研究对象,在查明该区地质及水文地质条件的基础上,识别酸性矿井地下水典型污染因子、水化学特征及环境影响,揭示岩溶型酸性矿井地下水污染成因,构建岩溶型酸性矿井地下水环境风险评估指标体系及模型,并根据风险评估结果针对废弃煤矿实施风险分级管理。论文的主要内容和结论如下:(1)识别了酸性矿井地下水污染现状及特征。煤矿闭坑后矿井巷道为氧化环境,形成高Fe、高SO₄^2-、高TDS、低p H的SO₄-Ca型水。受酸性矿山废水排放的影响,大部分地表水偏酸性,表现出低p H值,高TDS含量的特征,阳离子以Ca²⁺、Mg²⁺为主,地表水中元素含量明显高于地下水,季节性变化也比较明显,总体呈现丰水期高于枯水期的特征。研究区酸性矿井水重金属的平均浓度从大到小的排列顺序是Fe>Al>Cd>As>Pb>Ni>Zn>Mn>Cu>Cr>Hg,受酸性矿井水影响,水体中铁、铝、锰等金属元素含量很高,且随地域分布极不均匀。(2)评价了酸性矿井水水环境影响及沉积物潜在生态危害影响。研究区受酸性矿井水影响的河流水质类型为□类,主要超标因子为Cr、Ni、Pb、Fe、F^-、SO₄^2-等。计算酸性矿井水排放对敏感目标的影响,结果显示河流混合段长度最大为360 m,附加影响长度最大为500 m。沉积物重金属潜在生态危害影响评估结果显示,研究区内潜在生态危害影响属于很强及以上的占比61.5%,8种重金属元素平均危害程度顺序为Cd>Hg>Cu>As>Cr>Ni>Pb>Zn,潜在生态危害区主要集中在酸性矿井水下游受影响的断面附近。(3)揭示了西南岩溶型煤矿酸性矿井地下水污染模式。研究区二叠系上统吴家坪组沉积环境为滨海舄湖相沉积,为煤及伴生硫化矿的形成提供了主要物质来源,煤层开采遭到破坏后,酸性水的形成受物质基础即煤层中硫的含量、氧化还原环境和水动力条件控制,具体表现为受含水层与矿硐的位置关系、含水层厚度、含水层渗透系数、矿井氧化还原状态、矿硐水-岩化学作用强度等因素影响。矿井内丰水期大气降水充沛,矿井积水补给循环快,溶解氧含量相对较高,矿井水环境呈氧化环境,而枯水期井矿井内积水交替循环速度减慢,地下水在矿井内滞留时间长,此时黄铁矿氧化消耗大量氧气,矿井内溶解氧含量降低,矿井巷道水环境呈还原环境,矿井巷道积水易发生污染。(4)基于“压力-状态-响应”模型,构建了岩溶型酸性矿井地下水环境风险指标体系及评估模型。筛选出包括污染源产生驱动力指标、矿井涌水状态指标、环境敏感性响应指标的3个一级评估指标及13个二级评估指标。运用层次分析法构建层次模型,并确定准则层与指标层的权重,结果得出3个准则层对酸性矿井地下水环境风险的贡献程度依次为环境敏感性响应风险>污染源产生驱动力风险>矿井涌水状态风险。(5)运用迭置指数法构建风险评估模型,开展了研究区酸性矿井地下水风险评估。对存在涌水情况的矿硐进行调查评估,结果显示22家煤矿,89个矿硐中较高风险煤矿3个,中风险煤矿6个,较低风险煤矿6个,低风险煤矿8个,中风险及以上煤矿占比为39.13%。评估结果与实际调查及采样分析情况相符,污染总体呈点多面广的特点,证明了评估模型具有较好的适用性。(6)遵循“高治-中控-低防”原则,基于“源-径-汇”的总体思路,制定酸性矿井地下水污染分级分区风险防控策略。采取“疏堵治管”模式,坚持“疏堵优先、堵治结合、末端治理、综合管控”方针,形成“源控制、阻过程、末端治”的“疏、堵、治、管”综合治理方案。实施废弃矿硐分类施策,针对煤矿开采可能导致的地下补给径流排泄条件发生改变,矿井氧化还原环境改变等问题,提出对源头控制法以包括疏排酸性矿井水以减少水力停留时间;过程阻控法包括实施矿硐封堵;末端治理法包括物理化学法、厌氧石灰石沟渠法、人工湿地法;以及综合管控法包括空间管控、自然衰减等措施减少酸性水的产生或抑制酸性矿井地下水的排放。