人类的发展离不开地球馈赠的各种自然资源,当今社会人类对能源的需求逐步从终端能源向优质高效洁净能源转化,燃气在能源消费构成中的比重正逐年增加。作为燃气能源家族三大成员之一,煤层气(CBM)与天然气、天然气水合物的勘探开发日益受到世界各国的重视。我国煤层气发展于20世纪80年代初,经过几十年的发展已初具规模。与此同时,煤层气开采引发的水资源和水质问题也日益显现,也引起广大群众和各级政府的重视,查明煤层气开采对水资源和地下水水质的影响具有重要实际意义 。本文通过资料收集与野外现场水资源及水文地质调查,1)结合水化学分析与环境同位素测试等途径,综合分析了晋城地区煤层气产出水以及地下水的水文地球化学特征,并在一定程度上判定煤层气对地下水的污染途径。2)利用收集的煤层气生产排水曲线和野外调查的408口气井的排水量资料,运用统计法和流量统计法,在划分煤层气生产不同阶段排水量特征的基础上,分析计算了研究区煤层气开采对地下水资源量的影响。通过对研究区煤层气产出水和地下水进行水化学分析,得知研究区煤层气产出水具有高矿化度、高盐度,水质多为Na-HCO3型水等显著特征;地下水相对于煤层气产出水的特征为低矿化度、低盐度,水质多为Ca-HCO3型水,但是孔隙水中的GWB-04属于Na-HCO3型,出现了明显的异常,将水化学数据绘制piper图与箱型图,在图中可以看处地下水样明显有向煤层气靠拢的趋势,说明研究区的孔隙地下水有可能受到了煤层气产出水不同程度的影响。依据张晓敏等建立的区域大气降水线方程δ2H=8.18δ18O+10.5,将煤层气产出水和地下水中的环境同位素δD和δ18O值绘制成图,可以看出大多数样点落在该地区的大气降水线附近,说明研究区含水层均有来自大气降水的补给。其中煤层气产出水δD和δ18O的值较低,地下水样中的岩溶水GWB-05的δD和δ18O值与其他水样的相比,出现较为明显的不同,说明其可能受到气井水的补给。气井水和地下水的环境稳定同位素分析进一步表明,由于煤层气井排水的δ34S值较高,明显高于其他类型水体;而裂隙水GWB-04的δ34S值与其它孔隙地下水相比,出现较为明显的升高,落在混合线附近,说明其可能受到了煤层气产出水的补给;同样碳同位素值的分布图也可以看出地表水(SW-06)值偏高,由于地表水和地下水的具有水力联,可能导致裂隙水(GWB-04)值同样出现一定的升高,从而受到一定的影响。这一认识与水化学分析的结果一致。从地下水资源量的角度分析煤层气开采的影响。结合研究区的水文地质资料和煤层气开采机理,运用流量分割法对研究区煤层气开采影响的储存量进行计算,运用煤层气生产曲线和收集的资料建立的补给量的计算方法,分别对研究区不同的地区分类进行计算,通过已知年份的排水量进行对照,可知水量计算方法合理具有可行性,计算得知截止调查时研究区共消耗地下水储存量为2826.8万m3,补给量为1337.5万m3/年;采气排水对地下水资源量破坏大小顺序为:郑庄区块2245.4万m3/a;柿庄区块777.5万m3/a;樊庄区块467.0万m3/a;潘庄区块451.3万m3/a;枣园区块132.1万m3/a;马必区块91.2万m3/a。通过对研究区6处水井的2004年至2013年水位埋深的统计,统计结果显示,观测井的水位埋深不断增大,特别是2005年降深尤为明显。各水井水位年变幅差值为0.35~7.82m。我们认为这是由于煤层气开采导致的明显异常的降深幅度。