水资源开发与保护.docx
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专门水文学课程设计
永交市水文地质报告
第一节目录
第一章自然地理条件∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1第一节地形∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1第二节水文∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1第三节气候∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙2
第二章区域地质条件∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙2第一节地层∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙2第二节构造∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4
第三章区域水文地质条件∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4第一节地下水类型及含水岩组划分∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4第二节地下水补给、径流、排泄条件∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙6第三节地下水化学特征∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙7第四节地下水动态特征∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙8
第四章地下水资源评价∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10第一节水质评价∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10第二节水量评价∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙11
第五章地下水开采设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙13第一节选择永交市供水水源地∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙13
第六章结论∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙13
第二节第一章 自然地理条件
第三节 第一节 地形
研究区位于永交市,地貌上研究区北西部以冲积平原为主,南东部以丘陵地带为主,有庙山、石屏峰,紫阳山等低山丘陵分布,与东湖、黄河等天然水系的交相呼应,形成了总体上南东高,北西低的的地形特征。
研究区平原地带的海拔高程在500~960m,丘陵地带峰顶海拔高程一般在890~1381m,海拔最高的为石屏峰(1381),最低位黄河(500)。
研究区内水系分布密集,黄河在研究区西部呈南北走势,并有涞阳河、汾阳河两个支流位于两个地貌单元。
研究区北部有少量成因不明的黄土出露。
第四节 第二节 水文
研究区的地表水资源十分丰富,河流湖泊在研究区纵横交错,主要的水系有黄河、涞阳河、汾阳河、东湖。
依据丘陵地貌划分的分水岭提供了天然的汇水条件,水系的总体流动方向为由南到北,由东向西,有丘陵到平原地带再集中汇入黄河。
区内地下水的赋存于碳酸盐岩含水层中,赋存不均一,其中部分被第四系地层所覆盖。
在灰岩夹白云岩的地区以及构造活动强烈的区域:
岩石破碎、裂隙发育,岩溶水、裂隙水明显富集,地下水流动总体方向与地表水一致。
图1河流泉流量历时曲线
从水文站的观测资料上来看,兰村泉涞阳河与汾阳河流量季节性变化明显:
7、8、9月份水量丰富,在8月份的水量最高,分别达到
0.545m3/s、0.182m3/s、0.105m3/s,12、1、2月为枯水期。
第五节 第三节气候
研究区年平均降雨量为509.5mm,主要集中在6~9月,通常春夏多雨,秋冬少雨,日降雨量最大可达117.7mm,冬季降雨量少,时有干旱发生。
图2气象要素随时间变化曲线
一年中气温变化大,夏季最高气温可达25.2℃,冬季气温最低可达-3.9℃,年平均气温为11.8℃。
蒸发量在6月份达到最大,最大值为324.2mm,在十二月份的蒸发量为53.0mm,是全年中最小的,年均蒸发量为1866.6mm。
第六节第二章区域地质条件
第七节 第一节地层
研究区的地层横跨两个地貌单元,其中第四纪冲积、洪积物分布面积大,占总面积的45~50%,与下覆地层呈角度不整合接触关系。
丘陵地带出露的地层岩性由老到新分别为太古界片麻岩(Ar)、元古界砂岩及大理岩(Pt)、寒武系灰岩夹白云岩(∈)、下奥陶统灰岩夹白云岩(O1)、石炭系砂页岩夹煤层(C)、二叠系砂页岩夹煤层(P)、三叠系紫红色砂页岩(T)。
三叠系砂岩、二叠系砂页岩组成向斜核部地层。
由于构造活动和第四系覆盖的原因地层出露不全,没有泥盆统和志留统的地层,奥陶统的地层缺失中统和下统。
地层岩性分布简述如下:
太古界片麻岩分布于研究区东部,且海拔较高,为基岩出露区。
元古界砂岩及大理岩沿分水岭分布,寒武系下奥陶系地层占研究区30%的面积,其主要分布于研究区南东方向。
二叠系、三叠系石炭系地层出露于庙山山顶一带,与下覆地层呈平行不整合的接触关系。
图3永交市水文地质图
第八节 第二节构造
研究区内构造运动活跃,褶皱和断层方面均有发育。
在横弯褶皱作用下发育了以庙山为核部的向斜构造,在断层方面发育了一条NE-SW走向的覆盖研究区的大型正断层,正是该断裂的出现划分了两个不同的地貌单元,以及位于研究区南东方位一个NW-SE走向的逆断层。
1、褶皱
庙山向斜:
是研究区内发育的规模最大,轴迹呈向NE向延伸较远的开阔褶皱。
该向斜核部由三叠系紫红色砂页岩,向斜两翼地层由二叠系砂页岩、石炭系砂页岩夹灰岩、下奥陶统灰岩夹白云岩、寒武系灰岩及页岩、元古界砂岩及大理岩组成。
岩层相向倾斜,南翼产状为330°∠30°,北翼被第四系堆积物覆盖,近核部岩层倾角较缓,在15°~25°。
褶皱发育改变了原始的局面,形成了高低不平的地形地貌,为地表水由南向北的汇集提供了地形条件,地层的倾斜、岩层破碎情况也改变了地下通道的发育条件,从而控制和影响了地下水流的方向。
2、断层
本区域的断层是在褶皱形成之后发育的,有影响整个研究区的大型正断层,也有影响局部的小规模逆断层。
两断层相交,且正断层发育晚于逆断层。
正断层:
发育于三叠系地层形成后,其标志有地层缺失,两个不同的地貌单元相连。
断层发育是造成南东高,北西低的根本原因,决定了研究区内地表水汇集后的流动方向。
在断裂带上有泉出露,分别是兰村的溢流下降泉和晋柏的侵蚀上升泉。
逆断层:
发育于研究区一角,切割向斜的转折端,在该断层处发育西冶接触下降泉。
第九节第三章 区域水文地质条件
第十节 第一节 地下水类型及含水岩组划分
研究区拥有平原、丘陵两种地貌特征,位于东南分水岭之内。
研究区有基岩出露,如位于分水岭处的太古界片麻岩,以及庙山山顶处的三叠系紫红色砂页岩,二叠系砂页岩、石炭系页岩。
研究区内还有碳酸盐岩地层,且分布面积较大。
在研究区有大面积第四系堆积物覆盖,堆积物为全新统冲积层,全新统湖积层,上更新统洪积层,上更新统冲积层,
中更新统冲积层,这些洪积物、湖积物,冲积物的松散结构为地下水赋存提供了空间。
研究区的地下水类型按含水介质可分为:
第四系松散堆积物孔隙水、基岩裂隙水、碳
酸盐岩岩溶水;根据其埋藏条件又可将岩溶水分为覆盖型岩溶水和裸露型岩溶水。
表1 永交市地下水类型及含水岩组划分表
地下水类型
含水岩组
代号
第四系松散堆积物孔隙水
全新统孔隙潜水含水岩组
Qal-Ql4 4
上更新统孔隙潜水含水岩组
Qpl-Qal3 3
中更新统孔隙潜水含水岩组
Qal-Q
2 2-3
基岩裂隙水
三叠系-二叠系裂隙潜水含水岩组
T-P
石炭系裂隙潜水含水岩组
C
元古界-太古界裂隙潜水含水岩组
Pt-Ar
裸露型岩溶水
下奥陶-寒武系岩溶潜水含水岩组
O1-∈
覆盖型岩溶水
下奥陶-寒武系岩溶承压含水岩组
O1-∈
岩溶水和孔隙水为该研究区的主要地下水类型,个地下水含水层富水特性及埋藏分布规律如下:
1第四系松散堆积物孔隙水
主要分布在研究区大断裂构造以北,黄河以东地区,呈片状分布于河流冲积物和山前洪积物中,主要含水介质岩性为砂层、砂砾岩、亚粘土等。
根据钻孔资料来看,含水层的厚度在15-30m之间,渗透系数较小(8-20m/日),综合给水度不高(0.09-0.32)。
3
上更新统洪积物(Qpl)的顶部,2号钻孔所在位置,堆积物颗粒粗大,含粘土亚粘土等给水度较低的成分少,所以给水度大。
粗大颗粒直接出露地表或仅覆盖薄土层,,有利于吸收降雨及汇流的地表水,主要为该孔隙潜水含水层的补给区,水位最高。
此处岩层透水性好,地形坡度较大,水文交替快速,故矿化度较低,为0.404。
涞阳河南岸,从洪积物到冲积物在汇入河谷地带,水位逐渐降低,矿化度依次升高。
2.1裸露型岩溶水
该地区的主要岩性为灰岩夹白云岩,含水岩组内的岩溶发育,富水性极不均一。
由于向斜构造的发育,碳酸盐岩的水沿分布不均构造裂隙化学溶蚀,发育裂隙,溶洞,溶蚀通道等,岩溶水沿这裂隙溶洞岩溶通道流过,绕过庙山从三个方向汇聚起来,在正断层处,以泉的形式流出。
该含水层接受大气降水补给,补给区沿分水岭附近,流经灰岩白云岩地区,矿化度逐渐变大,水化学类型为HCO3-Ca·Mg·Na,在断层处以泉的形式排泄出,兰村泉年均流量为0.449m3/s。
2.2覆盖型岩溶水
由于地层岩性的差异,所含碳酸盐岩成分的不同,岩溶现象发育的差异性更为明显,富水性更加不均一,下奥陶系的富水性大,而寒武系的富水性小。
向斜构造的南翼从O1-∈的地层均为该覆盖型岩溶含水层的补给区,该含水层贯通性的
岩溶管道发育情况不强烈,所以晋柏泉的泉流量明显小于裸露新岩溶覆盖岩溶水的排泄量,多年均流量为0.182m3/s。
3基岩裂隙水