焦作地區(qū)水文地質(zhì)和工程地質(zhì)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)

1、精品文檔焦作地區(qū)水文地質(zhì)和工程地質(zhì)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)1實(shí)習(xí)目的：2實(shí)習(xí)時(shí)間及地點(diǎn)：3實(shí)習(xí)內(nèi)容：水文本區(qū)河流分屬黃河水系和海河水系兩大水系，河流有丹河、西石河、山門河、紙坊溝、 峪河、新河、大沙河等，丹河屬于黃河水系，其余河流屬于海河水系。丹河和峪河為常年性 河流，其它為季節(jié)性河流。丹河發(fā)源于山西省高平縣境內(nèi)，干流長162km，流域面積3150km2。山路平水文站多年平均流量為11.1m3/s ,基流量為6.8m3/s。該河流經(jīng)灰?guī)r分布區(qū)，河流漏失嚴(yán)重，是焦作市巖溶地下水的重要補(bǔ)給源之一。后寨至后陳莊段是河水強(qiáng)烈滲漏河段，滲漏量1.284 1.734m3/s。西石河、山門河、紙坊溝 流經(jīng)灰?guī)r分布區(qū)，河流漏

2、失嚴(yán)重，常表現(xiàn)為干谷。除豐水年有洪水流出山口外，其余時(shí)間均無水流，河水在距出山口5-10km地段全部漏失補(bǔ)給地下水。普濟(jì)河、群英河（閆河）、翁澗河發(fā)源于市區(qū)北部山區(qū)，自北向南流經(jīng)焦作老城區(qū)，在高新區(qū)匯入新河。 三條河流均為排污河，常年接納市內(nèi)工業(yè)污水和生活污水，只有當(dāng)山區(qū)爆發(fā)洪水時(shí)，才會(huì)有洪流通過。三河流均為嚴(yán)重污染河流，主要污染指標(biāo)是化學(xué)需氧量、生化需氧量、懸浮物、高鎰酸鉀指數(shù)、非離子氨和揮發(fā)性酚。新河源于靈泉碑村西南角的靈泉湖水，流向自西向東，總長16.7km,河床寬3.0m,深1.5-2.5m 。靈泉湖是地下水以自流泉形式泄于地表而成， 近年來因區(qū)域地下水水位下降， 泉流量減小，流入新河

3、地下水量很小。目前，新河水流主要是來自市區(qū)的工業(yè)和生活污水，50年一遇洪峰流量為1749m/s。大沙河是幸福河和沙河在靈泉碑南郭村北匯聚而成，其中沙河上游是石河，發(fā)源 于山西陵川縣，豐水期山區(qū)爆發(fā)洪水時(shí)才有洪流通過，其余時(shí)間水流主要是工業(yè)和生活污水及排泄于地表的地下水。河寬200m,河床寬4-5m,深2-3m,兩岸有河堤，百年一遇洪峰流.3量2730m/s。河水污染嚴(yán)重，主要污染因子是化學(xué)需氧量、生化需氧量、高鎰酸鉀指數(shù)、揮發(fā)性酚、懸浮物、非離子氨。表焦作地區(qū)主要河流基本情況一覽表水系河流名稱發(fā)源地流域面積 km2流量（m/s）備注斷面最大最小平均黃河丹河山西高平3150山路平18804.09

4、11.1西后河山西陵川333孤山245峪河山西陵川556.36峪河口8820.153.41海紙坊溝山西陵川255馬鞍石69.7山門河本市山區(qū)123.7白莊89.8普濟(jì)河本市山區(qū)豐收路橋2.6環(huán)保局 監(jiān)測(cè)站 1995 年 實(shí)測(cè)平 均流量河群英河本市山區(qū)站前路橋0.4翁澗河本市山區(qū)建設(shè)東路橋1.4新河靈泉湖靈泉碑?dāng)嗝?.6住郭莊斷面10.0大沙河山西陵川修武水文站5.6構(gòu)造本區(qū)基巖斷裂構(gòu)造發(fā)育，多為高角度正斷層。 受斷裂構(gòu)造控制，區(qū)內(nèi)地層形成由北向南呈階梯狀下降的單斜式構(gòu)造形式，地層傾角為100-200?，F(xiàn)將對(duì)深層巖溶水運(yùn)動(dòng)、分布和富集有控制意義的斷層簡要描述如下：(1)鳳凰嶺斷層西起西向附近的石

5、河附近，與盤古寺斷裂相交，向東經(jīng)丹河、瓦窯溝，在焦作北部沿太行山山前展布，地貌上構(gòu)成山區(qū)與平原的分界線。過焦作后隱伏于新生界地層之下，向東經(jīng)過王母泉、葛莊，至獅子營一帶尖滅，全長70km。斷層呈東西向走向，傾向南，傾角700-80 , 為一正斷層，落差 20030001該斷層帶巖石破碎，溶蝕裂隙、溶孔、溶洞發(fā)育，多個(gè)鉆孔 揭露過直徑大于1m的溶洞，導(dǎo)水性和富水性強(qiáng)，是巖溶地下水的強(qiáng)徑流帶和富集帶，大型 集中水源地(崗莊、閻河等)和大型巖溶水充水礦井(演馬礦)均處在該斷層帶上，各水源 地取水量很大，但水位降深和影響范圍有限。(2)朱村斷層朱村斷層是盤古寺 一新鄉(xiāng)斷裂的一部分，盤古寺一新鄉(xiāng)斷裂西起

6、濟(jì)源克井盆地以西山區(qū)，向東經(jīng)盤古寺、河口、柏山、焦作，直至新鄉(xiāng)市南部的郎公廟，全長約160km。呈東西走向，傾向南，傾角為 600700,北盤上升，南盤下降，落差 7001000mo斷層北盤的奧 陶系灰?guī)r巖溶含水層與南盤的石炭一二疊煤系地層及新生界相對(duì)阻水的地層對(duì)接，使巖溶水不能通過斷層向南運(yùn)動(dòng)，從而構(gòu)成巖溶水的南部邊界。斷層帶巖石破碎，巖溶發(fā)育，斷層北側(cè)構(gòu)造發(fā)育，斷層北側(cè)的巖溶水沿王封斷層、39號(hào)井?dāng)鄬拥缺睎|向?qū)當(dāng)鄬訚B流。(3)九里山斷層斷層走向北東，傾向北西，傾角700o南東盤上升，北西盤下降，落差 3001000m3南東盤局部地段中奧陶統(tǒng)灰?guī)r直接暴露地表，形成北東向展布的殘丘， 殘丘附

7、近中奧陶統(tǒng)灰?guī)r與第四系地層接觸，形成天窗。天然狀態(tài)下，殘丘附近曾是區(qū)域巖溶地下水的排泄中心，3巖溶水以泉群形式集中排泄，50年代泉流量達(dá)12m/s。該斷層與也是巖溶水強(qiáng)徑流帶，演馬莊礦特大型突水后，巖溶水降落漏斗也沿?cái)鄬訑U(kuò)展。九里山斷層西南端與朱村斷層交匯， 中間被鳳凰嶺斷層截?cái)?，東北端與方莊斷層交匯，起到溝通各大斷層的作用。(4)趙莊斷層西南端在與鳳凰嶺斷層斜接，向東北方向延伸，全長35km,傾向南東，傾角 65 85趙莊斷層和朱嶺斷層組成地壘構(gòu)造，對(duì)焦作地區(qū)巖溶水滲流和分布有一定控制作用。 斷層兩側(cè)巖溶水水位及動(dòng)態(tài)明顯不同，北側(cè)為高水位區(qū)，斷層南側(cè)為低水位區(qū)，斷層兩側(cè)水位相差7-24m。(

8、5)方莊斷層呈北西走向，落差 2m,傾向南西，西盤上升，東盤下降。導(dǎo)水性強(qiáng)，該斷層西側(cè)的 馮營礦多次突水，最大突水量85n2/min。該斷層與ne向展布的九里山斷層相交，來自北部山區(qū)的巖溶水沿方莊斷層帶和九里山斷層帶運(yùn)動(dòng)、富集。此外，規(guī)模比較大的斷層還有39號(hào)井?dāng)鄬印?號(hào)井?dāng)鄬?、天官區(qū)斷層、王封斷層、馮封斷層、黑龍王廟斷層、馬坊泉斷層等。圖2-1焦作地區(qū)基巖斷裂構(gòu)造綱要圖(1: 2萬)(f1鳳凰嶺斷層；f2一朱村斷層；f3一九里山斷層；f4一方莊斷層；f5趙莊斷層；f639號(hào)井?dāng)鄬?；f73號(hào)井?dāng)鄬樱籪8一天官區(qū)斷層；f9一中站斷層；f1一王封斷層；f11馮封斷層；粗黑線表示山區(qū)與平原分界)3歡

9、在下載精品文檔區(qū)域水文地質(zhì)條件焦作的地下水資源由巖溶水和孔隙水組成， 以巖溶水資源為主。 據(jù)河南省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)河南省焦作市東小莊水源地水文地質(zhì)勘察報(bào)告 （ 1989 年） ，焦作地區(qū)地下水天然資源總量為10.758m3/s ， 其中巖溶水為8.09m3/s ， 相當(dāng)于 25512.6 萬 m3/a ； 孔隙水為2.668m3/s ，相當(dāng)于8413.80 萬 m3/a 。巖溶水水文地質(zhì)條件焦作裂隙巖溶水系統(tǒng)是我國北方巖溶區(qū)發(fā)育比較典型的系統(tǒng)之一。 區(qū)內(nèi)寒武 奧陶系碳酸鹽巖出露面積大， 地層厚，巖溶裂隙發(fā)育， 為巖溶地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄提供了有利條件。 區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育， 巖溶水分布和

10、運(yùn)動(dòng)明顯受構(gòu)造的控制， 一些規(guī)模較大的斷裂如鳳凰嶺斷層、 朱村斷層、 九里山斷層及方莊斷層是巖溶水的強(qiáng)徑流帶， 控制了礦區(qū)巖溶水的分布和總體運(yùn)動(dòng)方向。 焦作山前地區(qū)是九里山泉域巖溶水的集中排泄區(qū)， 北部山區(qū)是巖溶水的補(bǔ)給區(qū)，地表分布的碳酸鹽巖面積達(dá)1167.5km2 ，地表及地下巖溶發(fā)育，有利于巖溶水的補(bǔ)給和賦存。良好的補(bǔ)給、賦存和徑流條件，使焦作巖溶水資源豐富。處在山前的焦作礦區(qū)，則因礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜，礦井水害嚴(yán)重，成為我國著名的巖溶大水礦區(qū)之一。焦作北部山區(qū)是巖溶水補(bǔ)給區(qū)， 焦作山前沖洪積平原區(qū)則是巖溶水的排泄 徑流區(qū)。 山區(qū)地表分布有大面積的碳酸巖鹽，溶蝕裂隙及溶孔發(fā)育，接受大氣降水

11、的入滲補(bǔ)給。丹河、西石河、 山門河和子房溝河流經(jīng)碳酸巖鹽分布區(qū)， 河床滲漏嚴(yán)重， 地表水沿河滲漏是焦作巖溶水的重要補(bǔ)給來源之一。 丹河常年有水， 多年平均滲漏量為1.60m3/s ， 其它河流屬季節(jié)性河流，河床漏失也嚴(yán)重，河水在距出山口510km地段全部漏失補(bǔ)給地下水。巖溶水在焦作北部、 西部接受補(bǔ)給后，由北向南向山前排泄區(qū)徑流。趙莊斷層是一條弱導(dǎo)水?dāng)鄬?，巖溶水以趙莊斷層為界形成水位差達(dá)70200m的地下水力陡坎。斷層北為高水?4 5 5 km | c3 | oq 3* 金j 工 1610 f il t7t 12 3 13 a 14 口:q hllla日戰(zhàn)奉行小臬他藐一下奧憂十上率度找/一-中

12、型武嫌4一f率武俄17太古辟庫新屈19 山區(qū)平眠分界戰(zhàn)iur 一地里界板ni-若前卓12帖孔及電號(hào)-3/亦i14- jtmttils-，系次邊畀.ie-干序好由畀位區(qū)，巖溶水水位與大氣降水同步變化，水位變幅與降水量大小成正比。斷層南是低水位區(qū),巖溶水水位低，水位受大氣降水和人工開采的雙重影響，年水位變幅小。枯水期（每年35 月份）高水位區(qū)巖溶水位在 130160m之間，而低水位水位在 7080m左右。豐水期（每年910月）巖溶水獲得大氣降水入滲補(bǔ)給后，高水位區(qū)巖溶水水位會(huì)很快上升至200 240m,而低水位區(qū)巖溶水位仍保持在80-85m左右，水位上升巾i度通常只有 10 12m近山前地帶是巖溶

13、水排泄 一徑流區(qū)，斷裂構(gòu)造和巖溶發(fā)育。 巖溶水自山區(qū)水平徑流至排泄區(qū)后，便沿鳳凰嶺斷層、九里山斷層、朱村斷層等強(qiáng)導(dǎo)水?dāng)嗔堰\(yùn)動(dòng)、富集，并形成巖溶水強(qiáng)徑流帶。、天然條件下，巖溶水在九里山殘丘南側(cè)的奧灰天窗”處以泉群形式集中排泄， 在目前開采條件下，人工開采和礦井排水是巖溶水主要排泄方式。孔隙水水文地質(zhì)條件孔隙水主要分布于山前沖洪積平原區(qū)（圖2）,含水層主要為砂礫石層或中細(xì) 砂層，頂板埋深為20-40mi8歡在下載i 1十 i ri b 上 口 k lzzb 1 i6a l jjs zif”. t”rzn 1vmm41 1博，卜6【口，mrvi用a占八、）-富水浮啼io5一地1卞米流引;glj8 士

14、咸水（礦化度5500rf耳hi甫缽吊邛都為3一自流那!、3000-500。2m）；3一中等富水區(qū)（單井 5m10003000m3/d。山前傾斜平原的前緣30005000m3/d。沖洪積平原的扇間區(qū)，含水層為砂、砂礫石，連續(xù)性差，常呈透鏡體狀,厚度為1015m,導(dǎo)水性和滲透性較差，單井出水量區(qū)，含水層為上更新統(tǒng)中細(xì)砂，單層厚度510m,富水性差，單井出水量5001000m7d。坡洪積裙區(qū)，含水層是坡洪積的碎石和礫石，連續(xù)性差，多呈透鏡狀，局部半膠結(jié)，富水性 最差，單井出水量小于 500m7d。孔隙水與巖溶水水力聯(lián)系孔隙水與巖溶水屬于兩個(gè)不相同的含水層系統(tǒng)，各自有相對(duì)獨(dú)立的補(bǔ)給、 逕流和排泄條件。

15、孔隙水主要分布于山前沖洪積平原的第四系沖洪積物中，含水空間是孔隙，巖溶水主要分布于奧陶系灰?guī)r中，含水空間是裂隙巖溶。巖溶水補(bǔ)給區(qū)在北部山區(qū)，屬于遠(yuǎn)源補(bǔ)給，大氣降水入滲和山區(qū)河流滲漏是巖溶水的補(bǔ)給來源。山前傾斜平原區(qū)是巖溶水集中排泄區(qū)，人工開采和礦井排水是巖溶水的主要排泄方式?？紫端难a(bǔ)給來源包括大氣降水入滲、農(nóng)田灌 溉水回滲、河流和溝渠地表水沿河滲漏等，補(bǔ)給區(qū)范圍與其分布范圍一致，屬于近源補(bǔ)給。排泄方式為人工開采、蒸發(fā)、泉排泄及地下逕流等。在山前沖洪積平原上，第四系沖洪積物孔隙水含水層在地表淺部，奧灰?guī)r溶水含水層埋藏于石炭 一二疊煤系地層之下，奧灰含水層之上有350m- 400m厚的石炭一二疊

16、系砂巖、泥巖隔水層，奧灰?guī)r溶水與淺層孔隙水一般無 直接水力聯(lián)系。但在九里山一演馬礦一帶，由于九里山斷層北西盤下降，南東盤上升，使石炭、奧陶系 地層直接和第四系地層接觸，局部地段中奧陶灰?guī)r出露地表，形成 天窗（圖3-4）,使奧 灰含水層、第四系含水層、石炭系薄層灰?guī)r含水層 （l2和l8）相互間可以發(fā)生一定水力聯(lián)系。表現(xiàn)在：其一，奧灰水與孔隙水互相補(bǔ)給。20世紀(jì)60年代之前巖溶水水位高，巖溶水補(bǔ)給孔隙水，巖溶水在此直接出露成泉。目前，孔隙水水位高于奧灰?guī)r溶水水位，孔隙水補(bǔ)給巖溶水。其二，孔隙水越流補(bǔ)給石炭系薄層灰?guī)r巖溶水。石炭系薄層灰?guī)r在松散沉積物有條帶狀露頭，孔隙水水位高于薄層灰?guī)r巖溶水水位，孔

17、隙水越流補(bǔ)給后進(jìn)入九里山礦和演馬礦礦井中，最后以礦井排水形式排出地表。礦井水主要來源于石炭系巖溶水和奧灰水，礦井長期排水不僅使石炭系巖溶水和奧灰水位下降，也使九里山、演馬礦附近的第四系孔隙水水位下降，并形成水位降落漏斗。因此，在九里山一演馬礦一帶，巖溶水和第四系孔隙水有一定水力聯(lián)系。因發(fā)生水力聯(lián)系的范圍有限，且奧灰水與孔隙水水位相差不大，水力聯(lián)系的程度有限。正是因?yàn)槿绱?，多年來九里?一演馬礦一帶孔隙水降落漏斗面積基本上沒有變化。0-10-20-30圖3-4 九里山“天窗區(qū)”剖面圖1斷層；2煤層；3灰?guī)r；4一地下水位；5砂巖泥巖焦作水資源開發(fā)利用狀況焦作市開發(fā)利用地下水的形式有：供水總公司大型

18、水源地集中開采、廠礦自備井水源地（水源井）集中或分散開采、礦井排水和郊區(qū)農(nóng)業(yè)分散開采四種。焦作市供水公司現(xiàn)有水廠六座（第三水廠于2001年4月停產(chǎn)），以開采巖溶水為主， 并利用少量地表水（群英水庫），其中第七水廠（東小莊水源地）和第二水廠（周莊水源地）開采規(guī)模較大。供水公司近五年（1996-2000年）年均開采巖溶水 4680萬m3/a ,利用地表，_. 3,水 600 萬 m/a （表 1）。焦作城區(qū)共有廠礦自備水源井224眼，其中巖溶水開采井 96眼，孔隙水開采井128眼。巖溶水的開采主要集中在焦彳電廠（崗莊水源地46眼井）、愛依斯萬方電廠（待王水源地14眼井）、化工三廠（6眼井）、熱電廠

19、（4眼井）、中州鋁廠（14眼井）和化工總廠等企業(yè)，孔隙水的開采主要集中在造紙廠、平光廠、中州機(jī)械廠、化工一廠、輪胎廠和化工二廠等企業(yè)。近五年自備井年均開采地下水6230萬m3/a ,其中開采巖溶水5360萬mi/a ,開采孔隙水3870 萬 m/a 。表1焦作市規(guī)劃區(qū)地下水開采現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)表開采方式巖溶水開米量 （萬 m7a ）孔隙水開采量 （萬 m7a ）合計(jì)（萬 m3/a ）供水公司水源地4680廠礦自備水源井53608706230近郊農(nóng)業(yè)區(qū)46004600礦井排水1097636601463合計(jì)21016913030146焦作礦區(qū)現(xiàn)有大型煤礦 9座，主要分布在焦東礦區(qū)，礦井排水總量為5.95 m3/s ,相當(dāng)于18764萬m/a ,扣除22%勺重復(fù)排水量，實(shí)際抽排地下水16436萬d/a ,其中巖溶水為10976 萬m3/a ,孔隙水 3660萬m37a 。近郊農(nóng)村農(nóng)民生活用水、農(nóng)田灌溉用水和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)生產(chǎn)