昌东镇地区供水水文地质勘查.docx
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昌东镇地区供水水文地质勘查
南昌市昌东镇地区供水水文地质条件评价
报
告
书
11水文与水资源工程
张超嘉（94）
昌东镇地区供水水文地质勘查
概述：
昌东镇由南昌高新开发区代管，地处江西省会南昌市的东郊，依江傍湖，三面环水（北临赣江南支，西靠艾溪湖，东濒瑶湖），距市区中心12公里。
面积132平方公里，统计到2008年区域人口约20万（含高校师生）。
辖25个行政村，2个居委会（辖尤口街、滁槎街等2个居委会，山湖、三联、日新、长胜、闵吴、黄家、杨家、光明、阳门、鲍庄、中尚、楼厂、瑶湖、尤口、钱岗、巷口、芦源、三房、新塘、滁槎、李家、下尾、吉南、五爱、赵围、岭永、东谢、湖滨等28个村委会），镇政府驻尤口街。
一、勘察目的与任务
为更好学习水文地质勘察理论以及实践运用，对研究区内潜水及主要含水层间水的供水水文地质特征、资源状况及开采利用条件进行评价研究，从而提供科学合理的供水方案.本次调查区域为昌东镇地区，任务：
查明该地区区地层时代，岩性，结构，厚度及空间分布特征；查明地下水含水层的分布，厚度，透水性，富水性；查明地下水补给、迳流与排泄条件，对该地的地下水资源做出评价
二、勘察依据
1、《供水水文地质勘察规范》（GB50027-2001）
2、《城市供水水文地质勘察规范》（CJJ16—88）
3、《供水管井设计、施工及验收规范》（CJJ10—86）
4、《供水水文地质钻探与凿井操作规程》（CJJ13—87）
5、《水文地质手册》（地质出版社）
三、勘察工作量布置
本次勘察工作，在充分收集、分析区域水文地质资料的基础上，根据区内水文地质条件，假设抽水试验，根据抽水试验需要程有关规范要求，为取得较准确的水文地质参数，布置抽水试验井一眼，观测孔2个（观1、观2）。
抽水井与观测孔呈直线展布，其中，观1距抽水井20m，观2距抽水井50m建井结束后，进行了洗井和抽水试验，取水质分析样一组。
四、区域水文地质条件
（一）水文气象条件
昌东镇所处的南昌市区域属亚热带季风温润气候，温暖湿润、四季分明、雨量充沛，每年3-9月都可能出现暴雨，大暴雨主要发生在4-6月，多为气旋性切变雨型，7-9月也常出现暴雨，主要是台风雨。
南昌市多年平均蒸发量为1271.6mm（E601），最大年蒸发量为1554.0mm（E601）（出现在1966年），最小年蒸发量为1003.3mm（E601）（出现在1980年）。
7-9月蒸发量较大，占全年值的42.0%，12月至次年2月蒸发量较小，占全年的12.3%。
南昌市城区多年平均年降水量为1592.0mm，最大年降水量为2356.0mm（出现在1954年），最小年降水量为1046.2mm（出现在1963年）。
4-6月为雨季，4-6月份降水量占年降水量47.2%，枯水期为11月至次年1月，枯水期降水量占年降水量11.0%。
（二）水文地质条件
昌东镇地区的卫星地貌图
分布第四系松散岩类孔隙水和红层溶蚀孔隙裂隙水含水层。
1、松散岩类孔隙水
赋存于第四系冲积砂砾石层孔隙中。
水力特性以承压水为主（承压水头高度季节性变化较大），含水层厚度一般10-12m，枯水期地下水埋深一般7-8m，水位年变幅2-3m。
含水层透水性强，水量丰富，单井涌水量3000t/d（不同地段有差异）。
地下水大致由西向东迳流，大部分时间向瑶湖排泄（地下水开采也是排泄方式之一）；在丰水期，沿河地带可得到瑶湖水的补给化学成份符合我国生活饮用水标准。
但随着地下水开采量的增大，地下水中的铁含量会降低。
地下水质良好，除部分地区铁含量偏高外，其它化学组份含量一般符合我国生活饮用水标准。
2、红层溶蚀孔隙裂隙水含水
赋存于第三系新余群泥质粉砂岩溶蚀孔隙裂隙中，含水层一般分布在深度40-80m，不同地段富水性差异较大。
该类地下水矿化度较高，单独不可作生活和生产用水水源。
五、场地地层与水文地质条件
（一）地层岩性
据本次勘察揭露，上为第四系全新统冲积层（Q4al）及杂填土（Q4ml），下伏基岩为第三系新余群（Exn）紫红色泥质粉砂岩。
岩土体特征如下：
1、粉质粘土：
全场地分布。
黄色，以可塑状态为主，底部软塑状态。
粘性较好，透水性差，属隔水层。
厚度4.10-4.80m。
2、粗砂：
全场地分布。
黄、灰黄色，较松散，位于地下水位以下，透水性良好，水量中等。
厚度3m左右。
3、砾砂：
全场地分布。
黄色，砾石含量约占30-40﹪，局部有差异。
砾石成份以石英为主，磨圆度好，分选性良好，属强透水层，水量丰富，是区内的主要含水层，厚度11m左右。
4、泥质粉砂岩：
全场地分布。
紫红色为主，本次钻探深度内为强风经层，岩芯呈泥状或碎块状，含水量很小。
厚度未钻穿。
（二）水文地质条件
场地内松散岩类孔隙水赋存于砾砂及粗砂层孔隙中，含水层顶板埋深约10m，平均厚度约10.50m，属承压含水层，目前承压水头高度约2.50m，但在丰水期，随着地下水位升高，承压水头高度也增大。
由于区内砂砾石层沉积时间较短，较松散，孔隙度较大，因而透水含水性强，水量丰富。
红层溶蚀孔隙裂隙水，不可作饮用水，这里不多论述。
因区内广泛分布透水性很差的粉质粘，地下水主要由西部山区的基岩裂隙水补给，向赣江方向迳流，除向赣江排泄外，近年来一些单位开发地下水，也是区内地下水的排泄方式之一。
随着区内地下水开采量的增大，一方面，地下水资源得到了有效利用；另一方面，地下水补迳排条件也随之变化，由此使地下水位下降，形成局部性的地下水位降落漏斗，加速了地下水在含水层中的运移；同时，也改变了含水层的水化学环境，使原本在地下水中含苞欲放量较高的铁也逐步降低
六、水井结构与抽水试验成果（因条件限制以下抽水试验过程及试验数据为假设数据）
（一）水井结构
本次共施工抽水试验井1眼，观测孔2个。
2个观测孔与抽水井呈直线排列，观测孔与抽水井的间距分别为20m和50m。
抽水井结构：
钻井深21.00m，钻井直径700mm；井管直径315mm，长度21.00m，其中下部滤水管长度5m。
井管与井壁之间的环状间隙，下部用砾卵石充填作滤水层，上部用粘性土回填（详见“水井结构图）。
（二）抽水试验成果
建井结束后，进行了洗井和抽水试验。
采用流量80m3/h（1920m3/d）的深井潜水泵，作一次最大降深的定流量稳定上流抽水试验。
抽水时间为2006年12月3日11点-4日7时，延续时间20小时，离抽水孔最远的观2孔水位稳定时间12小时。
抽水试验成果列于表1。
表1抽水试验成果列于表
稳定流量
（m3/d）
含水层
厚度
（m）
水井稳定水位埋深
（m）
稳定水位降深（m）
抽水井（SW）
观1
（S1）
观2
（S2）
1920
10.50
7.50
4.50
1.02
0.75
七、地下水资源评价
（一）水文地质参数
1、渗透系数（k）
计算公式：
k=0.366Q/M（S1－S2）×lg（r2/r1）
（1）
式中：
k—渗透系数（m/d）
Q—抽水稳定流量（m3/d）
M—承压含水层厚度（m）
S1、S2—观测孔1、观测孔2的稳定水位降深（m）
r1、r2—观测孔1、观测孔2至抽水井中心的距离（m）
将有关数据代入⑴式，计算结果：
k=98.8m/d。
2、影响半径（R）
计算公式：
lgR=（S1lgr2－S2lgr1）/（S1－S1）
（2）
式中：
R—影响半径（m）
其它符号意义同
（1）式。
将有关参数代入
（2），计算结果：
R=636.90m
（二）地下水资源计算
地下水资源量，是由地下水补给量形成的，主要包括地下水天然补给量和开采补给量。
本次报告采用均衡法计算，假设均衡期d=365天
（1）地下水天然补给量
地下水天然资源是指天然条件下，地下水在循环交替过程中，可以得到恢复的那部分水量，一般用地下水多年平均补给量来表示。
研究区位于昌东地区地下水天然资源量主要包括大气降水入渗补给量、来自临区地下水的侧向补给量以及地表水对的入渗补给量。
1、大气降水入渗补给量
在对研究区气象、水文等相关资料收集的分析的基础上，，采用大气降水入渗法计算天然补给量。
Q天然=M•F
M=100h•a
其中：
Q天然――――地下水天然补给量（104m3/a）；
h――――多年年均降水量0.543m；
a――――降水入渗系数0.09；
100――――1×104的换算系数；
M――――补给模数（104m3/a•km2）。
经调查资料，南昌年平均降雨量为1650mm，a=km2所以，计算得m=11.55（104m3/a•km2）Q天然=1518（104m3/a）；
2、河道入渗补给量
艾溪湖和瑶湖面积总和F=22.5km2a=0.05，同理，Q河道=185.625（104m3/a）
3、侧向补给量
研究区地下水侧向补给量用断面法计算，因此对各含水岩组的侧向补给量分别进行计算。
补给带宽度取场地近南北向的长度约210m。
采用断面法计算如下:
计算公式：
Q侧=KHIL（3）
式中：
Q侧—地下水侧向补给量（m3/d）；
K—含水层平均渗透系数（m/d）；取98.8m/d
H—含水层厚度（m）；取10.5m。
I—地下水水力坡度；取经验值0.01。
L—过水断面长度（m）。
取210m。
将有关参数代入（3）式，计算得到地下水侧向补给量为2178.9m3/d。
则在均衡期内的侧向补给总量为Ｑ侧总＝795298.5ｍ３
（2）地下水开采补给量
地下水在开采条件下，由于抽水导致局部地下水位下降，形成局部的地下水降落漏斗。
这种局部地下水位的加深，将增大地下水的水力坡度，加速地下水的流动，使地下水开采区获得更多的地下水补给。
在开采条件下，地下水位降深增大，本场地的承压水将转化为潜水。
据类似场地抽水经验，地下水水力坡度（Ⅰ）取水0.015。
计算公式同上（3）式，计算参数列于表2。
将有关参数代入（3）式，计算得到开采补给量为30237m3/d，均衡期内的开采总量为Ｑ开采总＝m3详见表2。
据本单位在众多场地进行工程降水结果，这一开采补给量符合实际情况，是可得到保证的。
表2地下水天然、开采补给量计算一览表
项目
水文地质参数
计算结果
代号
K
M
I
L
Q日
Q小时
单位
m3/d
m
-
m
m3/d
m3/h
天然补给量
98.8
10.5
0.01
210
2178.9
90.79
开采补给量
98.8
10.5
0.015
1959.36
30237
1259.88
需要说明的是，上述开采补给量，是按潜水含水层计算的，实际上，因场地内含水层有2.50m高的承压水头，开采过程中，随着承压水头的降低，有一部分弹性释水量尚未计入开采补给量中。
由上可知在忽略蒸发损失的前提下，昌东镇地区的地下水开采总量Q总=Q天然+Q河道+Q侧总＋Ｑ开采总
计算结果为：
1.38*107ｍ３
（三）、静储量计算（本次只计算潜水的静储量）
潜水静储量
潜水静储量指贮存于含水层内水位变动带以下的重力水体积，这部分水量能够表征含水层的调蓄能力，本次采用离散化的方法计算地下水静储量以及单位静储量。
潜水静储量计算公式为：
Q=U*F*H
式中：
Q静储量——潜水静储量（m3）；
μ——潜水给水度；
F——面积（m2）；
H——区含水层平均厚度值（m）。
经资料查找，H=15（m）F=132*106（m2）U=0.05,所以；Q=9.9*107（m3）
六、结论
本场地主要分布第四系松散岩类孔隙水含水层，地下水赋存于砾砂、粗砂层孔隙中，属承压含水层。
含水层平均厚度10.5m，枯水地下水位埋深7.5m，承压水头高度2.5m；含水层透水性强，水量丰富。
天然条件下，地下水主要由西部地下水侧向补给，向东部瑶湖方向运移和排泄，开采补给量1.38*107ｍ３。
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