贫水区水文地质勘察报告.ppt

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1、第四组该报告调查石家庄西部山前的地下水概况，压以及山前地带第四系覆盖的变质岩存在发育压扭性构造，张开性较差，地下水运移困难，赋存空间狭小，属贫水地段。针对此现状，进行了踏勘、物探剖面线的实测、水点的调查以及部分单孔抽水试验工作。并针对此现状，对该地区的开发利用地下水，满足工农业生产和人民需要提出合理建议。该区位于石家庄山前贫水区，北起黄壁庄水库X坨河出山口，南至封龙山南 南佐村，西至挂云山、抱犊寨、常河村一线，东至小壁、上庄、山尹村一线，勘察区域约300多平方公里。通过多年的水文地质调查和实际钻探资料，许多专家学者认为，石家庄西部山前地带第四系覆盖下的变质岩，发育压扭性构造、张开性较差、地下水

2、运移困难，赋存空间狭小，属贫水区。近几十年来，随着石家庄市工农业建设的发展，地下水开采强度加大，人畜用水和土地灌溉极为紧张，主要依靠大气降水和石津灌渠输水维持，特别是黄壁庄水库大坝截流后，造成局部第四系地下水枯竭，因此解决用水成了当务之急。自然地理概况：工作区位于石家庄市区西部鹿泉境内大部、元氏县西北少部，西有太行山山脉出露，东部与石家庄市区平原接壤。地形趋势由西向东倾斜。气候与气象：工作区处于中纬度太行山山脉东侧，属暖温带半湿润季风气候，四季分明。春季受大陆性气候影响，蒸发量大，降水稀少。夏季盛行东南风，炎热多雨，降水量集中。秋季晴朗高爽。冬季寒冷干燥少雨。大陆性气候特征显著。出露基岩下元古

3、界甘陶河群变质岩中元古界长城系碳酸岩古生界碳酸岩上部覆盖层第四系坡积冲洪积粘土亚粘土、砂砾石等 下部古界甘陶河群下部古界甘陶河群1、南寺掌南寺掌组：下部：下部为变质长石石英砂岩和砂石石英砂岩和砂砾岩、岩、千枚岩和板岩，上部千枚岩和板岩，上部为变玄武岩、玄武玄武岩、玄武质角角砾岩加板岩加板岩。岩。2、南寺南寺组：底部厚：底部厚-巨厚巨厚层状状变质长石石英砂岩石石英砂岩夹板岩、板岩、变玄武岩；下部砂玄武岩；下部砂质板岩、板岩、变质长石石英砂岩石石英砂岩与板岩互与板岩互层；中部；中部为白云岩、板岩和白云岩、板岩和变质砂岩；上部砂岩；上部为变玄武岩及熔岩角玄武岩及熔岩角砾岩。岩。中元古界中元古界长城系

4、城系1、大大红峪峪组：紫褐、白色中厚：紫褐、白色中厚层中粒石英岩状砂中粒石英岩状砂岩。岩。2、高于庄高于庄组：灰色厚：灰色厚层燧石条燧石条带白云岩白云岩夹细晶白晶白云云质灰岩灰岩。古生界寒武系古生界寒武系1、寒武系下寒武系下统：紫：紫红色色页岩、泥岩、泥岩、泥岩、泥质灰岩、灰岩、白云白云质灰岩及白云岩。灰岩及白云岩。2、寒武系中寒武系中统：紫色：紫色页岩、砂岩、砂质页岩岩夹白云白云质泥泥灰岩、巨厚灰岩、巨厚层鲕状灰岩。状灰岩。3、寒武系上寒武系上统：紫灰色中：紫灰色中层泥泥质条条带灰岩、竹岩灰岩、竹岩状灰岩及中厚状灰岩及中厚层白云岩。白云岩。古生界奥陶系古生界奥陶系1、奥陶系下奥陶系下统：灰色

5、薄：灰色薄层泥泥质白云岩、含燧石白云岩、含燧石条条带状白云岩。状白云岩。2、奥陶系中奥陶系中统：灰色中厚：灰色中厚层角角砾状灰岩、泥状灰岩、泥质灰岩、白云灰岩、白云质灰岩。灰岩。第四系第四系 区内南部第四系地区内南部第四系地层不太不太发育，主要育，主要为上更新上更新统坡坡积、洪、洪积黄土黄土夹有薄有薄层冲洪冲洪积卵石、碎石卵石、碎石层，厚，厚度度10-30米。中北部第四系米。中北部第四系较发育，主要育，主要为上更新上更新统坡坡积洪洪积黄土黄土层、冲、冲积粉砂与粉砂与亚粘土互粘土互层，及全，及全新新统冲洪冲洪积亚砂土、碎石及卵石砂土、碎石及卵石层，厚度，厚度30-50层。1、地质构造：工作区位于

6、太行山隆起与华北拗陷交界处，下元古界变质岩总体为复式背斜构造形态，西侧古生界碳酸盐岩地层为复式向斜构造形态。褶皱构造轴向延伸为北东-南西方向，产状呈舒缓状，倾角小于20。区内因遭受过太古代赞皇远东、下元古代吕梁运动和中生代燕山运动的多期影响，断裂构造较为发育，呈带状出现且延伸较远，其性质以张性的高角度正断层和压扭性逆断层为主，主要方向为北东向和北西向。受两组裂隙交叉的影响，区内的基岩展布构成小的凹陷盆地和隆起的断块山。2、第四纪地质和地貌：本区在石炭纪之后长期处于剥蚀阶段，第四纪时期才有堆积物形成。仅分布在区内山间凹陷盆地及东部山前低洼地带，岩性为残破积碎石层、坡积亚砂土和亚粘土层。南部的漕河

7、、中部的太平河、北部的X沱河受地形切割的影响，沟谷两侧第四系地层审计稍厚，岩性主要为破洪积黄土和冲积砂卵砾石层。区内南部、西部、中部及西北部均为基岩裸露区，属构造侵蚀和构造剥蚀地貌类型。且出露呈近东西走向延伸，在区内形成几个小的构造凹陷盆地。沿太平河、x沱河河谷分布有小型河漫滩及小的阶地，阶地的堆积物具有典型的二元结构。一、区域水文地质概况：由于受地形地貌、地质构造的控制，这里的地下水补给来源主要接收大气降水渗入补给、西部山区底下的侧向径流补给、河渠渗漏补给以及地表水灌溉入渗补给。地下水径流条件受地形、地貌、地层岩性、区域地质构造展布等多种因素的控制，水位埋深较深主要以人工开采为排泄方式。区内

8、的岩性分布、断裂发育较为复杂，对地下水的赋存有很大曾度的影响，基岩地下水分布不均。1、变质岩裂隙含水岩岩裂隙含水岩组：位于工作区中段位于工作区中段-南段，鹿泉市城区南段，鹿泉市城区以南至封以南至封龙山一山一带。地下水主要。地下水主要赋存于存于风化裂隙和构造裂隙化裂隙和构造裂隙发育地段，育地段，岩岩组有有NE向和向和NW向两向两组断断层带，在断裂，在断裂带相交部位，裂隙相交部位，裂隙较发育，育，地下水地下水动态较稳定。定。风化裂隙厚度一般在化裂隙厚度一般在20-50米，构造裂隙的厚度米，构造裂隙的厚度一般在一般在30-40米。米。实测单井涌水量井涌水量25-50立方每米小立方每米小时，水化学，水

9、化学类型型为重碳酸重碳酸钙镁型水，型水，矿化度化度0.5毫克每升，毫克每升，PH值7.4.2、长城系岩溶含水岩城系岩溶含水岩组：位于工作区西部金柱、苗峪一位于工作区西部金柱、苗峪一带和鹿和鹿泉西南方向土泉西南方向土门村村东北方向小北方向小毕村一村一线。以高于。以高于组含燧石条含燧石条带白云白云岩岩为主的含水岩主的含水岩层，富水性，富水性较好，下部有大好，下部有大红峪峪组石英砂岩石英砂岩为相相对隔隔水水层。实测单井涌水量井涌水量40-50立方米每小立方米每小时，水化学，水化学类型型为重碳酸重碳酸钙型水。型水。3、寒武系岩溶含水寒武系岩溶含水组：该岩岩组以寒武系中以寒武系中-下下统毛庄毛庄组和和张

10、夏夏祖灰岩、白云祖灰岩、白云质灰岩灰岩为组成的含水成的含水层。主要分布在鹿泉市西部白鹿泉。主要分布在鹿泉市西部白鹿泉-西北部黄岩村一西北部黄岩村一带，富水性，富水性较好，含水岩好，含水岩层上下上下顶底板均有相底板均有相对隔水隔水岩岩层。单井涌水量井涌水量40-50立方米每小立方米每小时，水化学，水化学类型型为重碳酸重碳酸钙型水，型水，矿化度毫克每升化度毫克每升PH值7.2-7.8.4、第四系孔隙含水岩第四系孔隙含水岩组：主要以冲洪主要以冲洪积、残破、残破积亚粘土、粘土粘土、粘土和含和含砾碎石碎石层组成的孔隙含水成的孔隙含水层。位于工作区大面。位于工作区大面积，覆盖在基岩之，覆盖在基岩之上，厚度

11、不均，一般在上，厚度不均，一般在10-60米，富水性米，富水性较差。受季差。受季节影响水位影响水位变化化大，大，现多数呈疏干状多数呈疏干状态，单井涌水量井涌水量5-10立方米每小立方米每小时。3、地形地貌的影响：地形地貌的影响：本区表本区表现为低低缓的丘陵区，由于的丘陵区，由于受北受北东方向和北西方向两方向和北西方向两组断裂的切割作用，断裂的切割作用，这里被南、里被南、北、西三面的低山所北、西三面的低山所环抱，地表接收大气降水的面抱，地表接收大气降水的面积较大，大，地下水地下水补给来源充足，具来源充足，具备入渗、运移、入渗、运移、储存的良好条件，存的良好条件，径流径流带方向与构造方向与构造带的

12、展布密切相关，构造型的展布密切相关，构造型态对基岩裂基岩裂隙水起着明隙水起着明显的控制作用，构造隆起部位地下水有的控制作用，构造隆起部位地下水有时则会会溢出成泉。如工作区的南任村流泉，溢出成泉。如工作区的南任村流泉，则是典型的构造抬升是典型的构造抬升成因的泉水成因的泉水类型。泉流量型。泉流量12.5立方米每小立方米每小时，水温，水温14，水，水中偏硅酸等微量元素的含量均达到天然中偏硅酸等微量元素的含量均达到天然饮用水的用水的标准。准。4、岩脉的控制作用：岩脉的控制作用：变质岩中的侵入酸性花岩中的侵入酸性花岗斑岩斑岩脉及石英岩脉，因脉及石英岩脉，因质硬性脆，硬性脆，节理裂隙理裂隙发育，易于地下水

13、育，易于地下水富集，富集，顺其走向的其走向的张裂隙中易形成良好的集水空裂隙中易形成良好的集水空间。而。而变质岩中侵入的基性岩中侵入的基性辉绿岩脉，岩脉，则因因质柔且裂隙多被后期泥柔且裂隙多被后期泥质充填，故透水性差起到阻水作用。充填，故透水性差起到阻水作用。变质岩裂隙的岩裂隙的发育程度受地育程度受地层岩性、地岩性、地质构造构造和地形地貌影响控制，同和地形地貌影响控制，同时也受降水量、也受降水量、补给范范围、汇水条件、岩石渗透性能及水条件、岩石渗透性能及储水空水空间等因素影响。等因素影响。地地质构造控制富水区的分布，断构造控制富水区的分布，断层性性质起着起着导水和水和阻水作用，断裂阻水作用，断裂

14、发育深度决定着含水育深度决定着含水层的埋深，的埋深，变质岩中岩岩中岩层的的软硬程度同硬程度同时也反映了富水性差异。也反映了富水性差异。1、地地层岩性：岩性：工作区大面工作区大面积分布分布变质岩。如甘涛河南岩。如甘涛河南寺掌寺掌组底部厚底部厚层的的变质长石石英砂岩、南寺石石英砂岩、南寺组三段的厚三段的厚层白白云岩、一段的云岩、一段的变质长石石英砂岩、石石英砂岩、变玄武岩因其玄武岩因其结构致密构致密坚硬、硬、张开裂隙开裂隙发育，育，连通性通性较好，富水性好，富水性较好。好。2、地地质构造：构造：工作区内构造裂隙工作区内构造裂隙发育很不均匀，岩体育很不均匀，岩体中中张开性构造裂隙分布不开性构造裂隙分

15、布不连续相互相互连通性差，基岩浅通性差，基岩浅层因受因受风化裂隙和构造裂隙的影响，裂隙呈不化裂隙和构造裂隙的影响，裂隙呈不规则状的网状互相状的网状互相连通，所以一般具有通，所以一般具有导水性。水性。在第四系覆盖区常因裂隙中被泥在第四系覆盖区常因裂隙中被泥质充填物堵塞，充填物堵塞，导水能水能力差，在基岩力差，在基岩风化化带裸露地表出，裸露地表出，则有利于接收降水有利于接收降水补给，但富水性不大。基岩深部的地下水但富水性不大。基岩深部的地下水为脉状裂隙水脉状裂隙水赋存形式，存形式，受构造受构造应力的控制其透水性具各向异性。在力的控制其透水性具各向异性。在张开、开、张扭性断扭性断裂裂带和影响和影响带

16、附近地下水附近地下水较富集，并且具有承富集，并且具有承压性。而在性。而在压扭性断裂扭性断裂带，多，多发育育闭合裂隙，透水性差且具有阻水作用。合裂隙，透水性差且具有阻水作用。水文地质条件裂隙水的补给条件裂隙水的补给条件：区内主要以降水入渗为补给方式，补给条件取决于基岩裸露的面积和裂隙发育程度工作区西部金柱-苗峪一带的碳酸岩地层及大面积出露的变质岩层，基岩裂隙较为发育，因此具备良好的入渗条件。裂隙水的径流条件裂隙水的径流条件：区内发育的构造裂隙对地下水的径流条件具明显控制径流带特点：受北东方向构造控制，径流带呈北东方向条带状分布，北西向断裂对各地质体起连通作用，径流带内基岩裂隙发育较好，富水性较好

17、裂隙水的排件泄条裂隙水的排件泄条：天然状态下，区内基岩裂隙水大部分是以人工开采为排泄方式，在个别的向斜仰起端处，地下水受阻上升呈泉，如南任村的流流泉即属构造上升泉类型。五、五、第四系与第四系与变质岩之岩之间的水力的水力联系：系：区区内山内山间及及东部山前洼地，分布厚度部山前洼地，分布厚度10-30米不等的米不等的第四系地第四系地层，地下水的流向，地下水的流向总体体趋势与地面与地面倾斜方斜方向及季向及季节性河流性河流发育方向基本吻合，由西向育方向基本吻合，由西向东，继而而转为东北流向。地下水以水平方向运移，又由于北流向。地下水以水平方向运移，又由于残破残破积碎石碎石层和冲和冲积沙沙砾层直接与直接

18、与变质岩接触，通岩接触，通过表表层的的风化裂隙化裂隙连通。在接受外界降水通。在接受外界降水补给的情的情况下，第四系地下水垂向况下，第四系地下水垂向补给基岩裂隙水。基岩裂隙水。六、六、地下水水化学地下水水化学类型、特征及型、特征及变化化规律：律：在径流条件在径流条件较好，水交替作用好，水交替作用强烈部位，水烈部位，水质类型型较好，以重碳酸好，以重碳酸钙镁型水型水为主，主，矿化度化度0.5毫克每毫克每升左右。在水文地升左右。在水文地质条件复条件复杂，地下水径流条件弱，地下水径流条件弱，水交替作用水交替作用缓慢，水慢，水质较差，以重碳酸硫酸差，以重碳酸硫酸钙镁型型水水为主，主，矿化度稍高，在化度稍高

19、，在0.7毫克每升左右。工作毫克每升左右。工作区内第四系区域地下水以重碳酸硫酸区内第四系区域地下水以重碳酸硫酸钙镁型水型水为主，主，矿化度毫克每升，化度毫克每升，PH值7.4 变质岩区主要有三种构造类型，即北北东向、北西向和东西向构造，其中以新华夏北北东向为主体，构造发育强烈，并且直接控制着地下水径流带的分布状态，伴随其存在的北西15度和北东40度的一组共轭张性裂隙，在此起到了很好的导水作用，另外北西西向构造次之，主要起阻水作用，并且构成一个水文地质单元的边界。与此同时，区内还存在东西向延伸的复式背向斜褶皱带，呈南北等距离排布，这些山脊在地下延伸后形成隐伏的分水岭。对地下水的补径排条件起到重要

20、的控制作用。构造裂隙的规模、发育程度影响着变质岩中裂隙水的富水性，地下水的埋藏、分布和运移同构造断裂的性质有直接的联系。地下水径流带与构造带的延伸方向基本吻合，垂向上裂隙的发育深度即是地下含水层的深部埋深。工作区西侧分布的碳酸岩透水层和变质岩的岩石节理及风化裂隙，对地下水创造了补给条件。贯通东西的张性断裂构成地下水径流的导水通道，构成凹陷的地形和沟谷具备良好的汇水空间。因此，变质岩分布区地下水是补径排较为完整的以个水文地质单元。变质岩的富水性分区：岩的富水性分区：1、在、在韩庄庄-庄庄窝一一带第四系覆盖大面第四系覆盖大面积的甘陶河群南的甘陶河群南寺寺组三段的三段的结晶白云岩，其岩性和晶白云岩，

21、其岩性和发育的构造均决定了富育的构造均决定了富水性，地下水呈条水性，地下水呈条带状分布。此状分布。此间发育的北西西向、北西育的北西西向、北西向断裂可能延伸向断裂可能延伸较远，与，与长城系和寒武系的含水岩城系和寒武系的含水岩组向向连通，具通，具备导水水连通、通、汇水空水空间等水文地等水文地质条件。而且水条件。而且水质良好，有些属于良好，有些属于矿泉水，泉水，单井流量在井流量在30-40立方米每小立方米每小时。2、南任村一、南任村一带，构造部位，构造部位处于复式向斜的核部，基于复式向斜的核部，基岩裂隙水岩裂隙水经过地下自西向地下自西向东的径流，遇到角度的径流，遇到角度压性断裂构性断裂构造阻水后，在

22、褶造阻水后，在褶皱带向斜枢向斜枢纽端水位抬起，上升呈泉自流端水位抬起，上升呈泉自流于地表。于地表。实测泉流量泉流量为300立方米每天，水温立方米每天，水温14度，度，锶及及偏硅酸含量均达到偏硅酸含量均达到矿泉水泉水标准，水准，水质良好。良好。变质岩的岩的贫水区分布：水区分布：1、封封龙山北山北侧的上寨的上寨-北故邑村一北故邑村一带分布的分布的变质长石石英砂岩和石石英砂岩和辉绿岩脉，裂隙和岩脉，裂隙和汇水条件稍差。水条件稍差。2、位于北、位于北侧陆军学院学院-北方大院一北方大院一带，岩性分布，岩性分布为变安山岩及板岩，并且构造安山岩及板岩，并且构造规模低，基岩构造裂隙和模低，基岩构造裂隙和风化化

23、裂隙均不太裂隙均不太发育。地下水的育。地下水的补给、径流条件差，岩性、地、径流条件差，岩性、地貌及构造条件上均不具貌及构造条件上均不具备汇水空水空间，深部裂隙不太，深部裂隙不太发育。育。针对石家庄山前石家庄山前贫水区的水文地水区的水文地质调查，对该区今后地下水的合理开区今后地下水的合理开发利用，利用，满足工足工农业生生产和人民生活需要提出以下建和人民生活需要提出以下建议：1、变质岩富水的埋深有岩富水的埋深有3层：第一：第一层在在10-55米，属米，属层状或网状状或网状风化裂隙含水化裂隙含水层；第二；第二层和第和第三三层在在80-110米和米和160-230米，属脉状构造含水米，属脉状构造含水层

24、。沿北沿北东向构造裂隙的展布方向是向构造裂隙的展布方向是较为丰富的地丰富的地带，井深宜井深宜设计在在250米左右。米左右。2、南故邑、南故邑-南任村一南任村一带的丘陵盆地，的丘陵盆地，韩庄庄-宋楼一宋楼一带，在水文地，在水文地质单元上属于地下水排泄区域，元上属于地下水排泄区域，其富水性相其富水性相对较好。好。3、地下水出水量、地下水出水量预测:南故邑南故邑-南任村南任村单井井涌水量涌水量30立方米每小立方米每小时，韩庄庄-宋楼宋楼单井涌水量井涌水量40立方米每小立方米每小时，完全可以解决人畜，完全可以解决人畜饮水，水，农田灌田灌溉等生活用水的需求，同等生活用水的需求，同时，此，此处矿泉水泉水资源前景也源前景也比比较可可观，可以考，可以考虑规划投划投资进行行矿泉水开泉水开发利用。利用。