茂县水文勘察报告.docx

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茂县水文勘察报告

茂县水文勘察报告

茂县拟建自来水厂大口井水文地质勘察

1.工程概况1.1任务由来

茂县是“5.12汶川大地震”的重灾区之一，现正积极开展灾后恢复重建工作。

我院受茂县规划建设局委托，承担茂县灾后恢复重建拟建自来水厂大口井水文地质勘察任务。

1.2工程规模、特征

本工程包括茂县县城供水水文地质勘察和净水厂构（建）筑物及取水构筑物岩土工程勘察。

茂县供水水文地质勘察工程要满足先期实施的灾后恢复重建工程规模2万m3/d，及远期规模3.0万m3/d；净水厂构（建）筑物均为现浇钢筋混凝土水池类结构，基础型式为整体板式基础，其余建筑物采用框架结构或砌体结构，基础形式为柱下独立基础或条形基础，构（建）筑物基底压力150~200kPa；取水构筑物结构类型暂时未定。

1.3勘察等级及勘察阶段

供水水文地质勘察工作按《供水水文地质勘察规范》（GB50027━2001）要求进行，供水水源地等级为中型，勘察阶段为一次性勘查；净水厂及取水构筑物岩土工程勘察根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级，结合《岩土工程勘察规范》（GB50021－2001）3.1.4条，确认本次岩土工程勘察等级为乙级，按业主要求，本次勘察按详细勘察阶段进行。

1.4勘察工作质量评述

本次勘察严格按照勘察大纲和现行规程、规范开展工作。

采用了钻探、超重型动力触探、钻孔波速测试、室内土工试验等多种勘察手段和方法，完成的实物工作量满足规程、规范要求，达到了详细勘察的目的，可作为施工图设计文件编制的依据。

1.5工程建设标准强制条文的执行情况

本工程在开始至结束过程中,严格按照有关规范、规程的要求开展工作,我院技术主管部门对本工程的全过程质量进行了监督管理,确保了各项工作能满足大纲、设计要求和有关的规范、规程要

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求。

本次勘察严格按照国家规程、规范以及设计单位的勘察技术要求进行，严把质量关，认真执行勘察工作大纲。

收集野外地质资料内容齐全、可靠，满足报告编制要求；内业资料整理，图件均实现CAD成图，文字、图件清晰、美观；工程场地水文地质、工程地质条件已查明，提交的各类参数有据可依，勘察成果资料满足规程、规范要求，可供施工图设计使用。

2．勘察工作概况

2.1勘察任务

2.1.1供水水文地质勘察勘察任务

1）查明供水水源不同地层厚度及分布，不同地层的富水性、透水性；2）查明水源区域各岩土层力学性质及富水性；

3）查明水源区域含水层厚度、水位埋深、地下水补给方式；

4）查明水源水质；

5）确定水源区域地下水渗透系数、涌水量及地下水取水的影响半径。

2.1.2岩土工程勘察勘察任务

1）查明所有构（建）筑物范围内岩土层的类型、深度、分布、工程特性和变化规律，分析和评价场地地基的稳定性、均匀性并作出评价结论和建议。

2）查明所有构（建）筑物范围内不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度，提出整治方案的建议及相关设计参数。

3）对需要进行沉降计算的构（建）筑物，提供地基变形计算参数，预测建筑物的变形特征。

4）查明所有构（建）筑物范围内埋藏的河道、沟滨、软弱夹层、孤石等对工程不利的埋藏物。

5）查明地下水的埋藏条件及土层的渗透性及水位变化规律，评价地下水对基础设计和施工的影响，判定水质对建筑材料的腐蚀性，明确提供构筑物抗浮稳定验算的地下最高水位和岷江最高洪水位。

6）判定场地土类别和场地类别，划分在地震作用下场地和地基对构（建）筑物抗震有利、不

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利及危险地段。

提供抗震设计有关参数；查明地基液化土层的分布，并对场地综和液化等级及液化指数作出判定。

7）查明不良地质作用、特殊性岩土的分布及其对基础的危害程度，并提出防治措施的建议。

8）对可采用的地基基础设计方案进行论证分析，提出经济合理的设计方案建议；提供相应的地基承载力及变形计算参数。

对不良地质现象的防治设计提出建议。

9）提供场地人工、自然边坡容许坡度的建议值，支护及挡土墙设计所需的岩土技术参数。

2.2勘察目的

采用多种手段查明场地水文地质和工程地质条件；采用综合评价方法，对场地和地基稳定性作出结论；对不良地质作用和特殊性岩土的防治、地基基础形式等提出建议；提供设计、施工所需的岩土工程资料和参数。

2.3勘察依据

勘察工作依据下述国家规范和标准执行：

（1）《供水水文地质勘察规范》（GB50027━2001）；

（2）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）；（3）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；（4）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）；（5）《供水管井技术规范》（GB50011-2001）；（6）《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）；（7）《水利水电工程钻孔抽水试验规程》（SL320-2005）；（8）《城市地下水工程与管理手册》；

（9）《地基动力特性测试规范》（GB/T50269-97）；（10）《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）；（11）《工程测量规范》（GB／T7956-93）。

核工业西南勘察设计研究院有限公司2.4勘察工作布置原则及勘察方法

2.4.1供水水文地质勘察工作布置原则及勘察方法

1）勘探点布置

参照建设方提供的总平面图，根据《供水水文地质勘察规范》（GB50027━2001），布置四条勘探线，其中两条平行地下水流向，两条垂直地下水流向；布置勘探孔主要6个，分别为ZKs1，ZKs2，

ZKs3，ZKs6，ZKs8，ZKs9。

其中ZKs1，ZKs7、ZKs8为抽（提）水孔，孔深一般为25.8-31.5m，ZKs2、ZKs3为观测孔，孔深分别为18.7m、26.5m，具体孔位详见《水文地质平面及抽水孔布置图》。

2）勘探方式

（1）钻探方式

所有钻孔采用XY-1型回转钻机，金刚石钻头清水钻进，对地层进行全断面取芯，并与动力触

探试验进行对比。

（2）钻探技术要求

①设备安装定位准确，孔位偏差符合规范要求。

②及时准确测定地下水初见水位和静止水位、上层滞水情况，并明确记载，地下水的测定不得受上层滞水的影响。

③对地层层次、层位、岩性划准，记录详细及时，无漏记、误记。

④场地地下水水样的提取无混入他物，保证地下水样的原质成份。

⑤钻孔定位测量：

在施钻前测放钻孔，钻孔完成后，对位置有变动的钻孔及时补测。

2.4.2岩土工程勘察工作布置原则及勘察方法

参照建设方提供的总平面图，根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2002）第4章规定并结合建筑物平面布置，本次勘察沿拟建筑物轮廓线、角点，并结合网格法布置勘探孔37个，控制性回旋孔3个，孔深一般12.0～13.1m；其中超重型动力触探孔28个，孔深8.6～13.1m；9个取土样钻孔，共取土样25件，取水样2件，各种钻孔的平面位置详见《勘探点平面布置》。

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2.5勘察工作质量评述

本次勘察严格按照勘察大纲和现行规程、规范开展工作。

采用了钻探、超重型动力触探、钻孔波速测试、室内土水试验等多种勘察手段和方法，完成的实物工作量满足规程、规范要求，达到了详细勘察的目的，可作为施工图设计文件编制的依据。

3.自然地理及区域地质条件3.1地理位置及交通条件

茂县位于四川省中北部，阿坝藏族

羌族自治州东南部，岷江上游中段，地理坐标东经

102°56′26″～

104°10′32″，北纬31°25′06″～32°15′43″，东与北川、安县、绵竹相连，南与汶川、什邡、彭县接壤，西与理县、黑水交界，北与松潘相邻，交通以公路为主，国道九环线由北往南纵贯全境，且有省道与周边各县相连。

各乡镇均有公路相通，交通较为便利（见图3-1）。

茂县幅员面积4064.35km2，辖3个

镇、19个乡、149个村、427个村民小组，总人口10.49万人。

茂县主要为羌族聚居区，是全国羌族人口最多的县，有羌族80875人，占全县总人口的77.10％，约占全国羌族人口的47%。

凤仪镇为县政府所在地，是该县政治、经济、文化及交通中心。

3.2气象水文

3.2.1气象

茂县气候温和、冬无严寒、夏无酷暑，属高原型季风气候，从东兴乡海拔980m以下的山地亚热带湿润季风气候到海拔5230m终年积雪不化的冻原气候各种类型并存。

由于县境内地形复杂，小

核工业西南勘察设计研究院有限公司气候效应、垂直分带气候显著，河谷与高山气温悬殊，春天高山冰雪未融，河谷已是百花盛开。

①、气温

全县气温年较差小，日较差大，多年平均气温11.1℃，变幅在10.3～11.9℃，最冷月（1月）均温0.8℃，变幅-1.9～2.7℃之间，最热月（7月）均温20.4℃，变幅在21.6～19.4℃之间，全县各地气温差异大，大约海拔每升高100m，平均气温下降0.55～0.6℃，历年极端最低温为-11.6℃，极端最高温为32.0℃，无霜期多年平均215.8天（茂县多年月平均气温见表3-1、变化规律见图3-2）。

表3-1茂县多年月平均气温统计表（茂县站）（单位：

℃）

茂县多年平均降水量484.1mm，年最大降雨量为560.6mm，年最小降雨量为335.5mm（图2-4），单月最大降雨量为168.1mm，单日最大降雨量为75.2mm（表2-2所示）。

在时间上，冬春季节降水量严重偏少，常发生冬干连春旱，而夏秋季降水偏多，各月分配不均（见图3-3），降水量集中在下

半年（4～10月）为444.4mm，占全年降水量的91.8%，而冬半年（10月～次年3月）降雨量仅39.7mm，占全年降水量的8.2%，同时随海拔的增加而降雨量增大。

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表3-2茂县多年月平均降水量及2000年各月降水量表（单位：

mm）

茂县降雨量在地区分布上极不平衡，具有中部较少，向周边延伸逐渐增多的的特点，多年平均3-5所示。

核工业西南勘察设计研究院有限公司3.2.2水文

工作区属岷江水系和沱江水系（图3-6），区内共有大小河流170余条（集水面积在50km2以上

的就有14条），大小湖泊25个，可蓄水1.4亿m3，其中最重要的为岷江干流及其支流黑水河和沱江水系土门河。

岷江迂回曲折，纵贯

全境，境内流长97.3km，多年平均流量219.78m3/s。

赤不苏河为黑水河

降水量等值线参见图

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支流，境内流长30.5km，常年平均流量41.2m3/s。

沱江水系土门河境内流长37.8km，多年平均流量12.33m3/s。

县境内水资源比较丰富，多年平均地表径流量1654.4万m3，径流系数为67.7%，可供开发利用的河流、溪沟较多，水源稳定，水量比较丰富，比降大，落差集中，全县水能理论蕴藏量127万千瓦，可开发量39万千瓦，年发电量215548万千瓦时。

3.3社会经济概况

茂县为农业大县，这些年，国民经济和社会事业快速健康发展，为全县今后国民经济实现追赶型及跨越式发展奠定了良好的基础，2002年全县国内生产总值3.6亿元，其中第一产业1亿元，第二产业为1.4亿元，第三产业为1.2亿元；2005年全县国内生产总值6.3亿元，增长约75%，其中第一产业1.3亿元，增长30%，第二产业为2.6亿元，减少85.7%，第三产业为2.4亿元，增长100%。

县内自然资源丰富，矿产资源有磷、锰、钒、钛、石膏、大理石等，但矿源点虽多，但储量小，开采价值不高，难以进行大规模集中利用。

野生动植物种类繁多，全县有植物200科，800属近2000种，优质树种有冷杉、云杉、桦树等及珍稀树种岷江柏、银杏、红豆杉、合欢等56个，其中属国家一级保护的有珙桐、红豆杉、银杏等；属于国家二级保护的有水青树、连香树、独叶草等；属国家三级保护的有青吊杉、桃儿七、延龄草等20余种。

中药材植物类184科、574种，分布总面积50多万亩，其中以虫草、天麻、贝母等较著名。

茂县是我国西部珍稀濒危动植物较为集中的区域之一，有兽类、鸟类野生动物41种、101属，其中大熊猫、小熊猫、金丝猴、扭角羚、豹、毛冠鹿、盘羊、红腹角雉等属国家重点保护的珍稀动物。

全县森林覆盖率为31.1%，林业用地414.54万亩，有林地183.3万亩，疏林地5.05万亩，灌木林地192.16万亩，未成林地9.24万亩，无林地24.75万亩。

3.4地形地貌

区内地势大部分属邛崃山系岷山山脉，东南边境属龙门山系尾段。

境内群山连绵，峰峦起伏，谷坡险峻陡峭，河谷狭窄，河流深切。

茂县西部与理县交界处的万年雪，为全县最高峰，海拔5230m，龙门山系的九顶山次之，主峰海拔4969.8m。

西北部相对高差1000～2500m，东南部相对高差500～1500m。

全县最低海拔890m

核工业西南勘察设计研究院有限公司（土门河下游黄公坪河坝），岷江河谷两岸山势雄伟，坡陡壁立，河谷多呈“V”字型。

北部谷坡下部较为陡峭，地势狭窄，向下渐趋宽坦，是高山狭谷向山原过渡的地带。

县境内地貌类型主要有东部剥蚀侵蚀中山，中南部剥蚀侵蚀高中山，西北部高山、极高山及岷江河谷及黑水河、土门河两岸的第四系堆积地貌，分述如下：

1）极高山地貌：

一般山头海拔3800～4500m，峰顶5000m左右，山顶呈锥状，山脊如鳍，尖棱，山坡陡直，冰斗极少。

现代冰川活跃，角峰、刃脊十分发育，主要分布于万年雪、九顶山主峰一带。

2）高山地貌：

海拔一般3200～3800m，相对高差800～1600m，山体长园，走向南北，主要分布于叠溪、石大关—红岩、黑水河一带。

3）中山地貌：

海拔900～3200m，相对高程500～1000m，山脊形态因岩性而异，呈鳍状、齿状，坡度36～45°，主要分布在凤仪——南新以及光明乡一带。

4）第四系堆积地貌：

主要为阶地、高阶地及洪积扇等，阶地宽10～100m，坡度5～10°，前缘陡坎高3～10m，主要分布在岷江、黑水河、土门河河谷及两岸。

此外，由花岗岩、变质砂岩等坚硬岩层组成的山脊、山顶，尖峭峻拔，构成独特的地貌景观。

3.5地层岩性茂县境内地层主要为龙门山分区地层和马尔康分区地层（见表3-3、表3-4）。

马尔康分区地层分布在县境内的绝大部分地区，占工作区面积的90%以上。

主要有三叠系、二叠系、石炭系、泥盆系、志留系、奥陶系、寒武系等地层，龙门山分区地层主要有二叠系、石炭系、震旦系和前震旦系等，岩浆岩主要是分布在七星关以北的花岗岩等。

表3-3马尔康分区地层表

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3.6地质构造及地震

表3-4龙门山分区地层表

核工业西南勘察设计研究院有限公司3.6.1地质构造

区内地质构造复杂，主要为较场山字型构造带、石大关弧形构造带和龙门山华夏系构造带，主要断层有茂汶断层、九顶山断层，主要褶皱有九顶山向斜和瓦布梁子倒转复背斜、后村倒转复向斜等。

这些构造造成区内岩性破碎，产状倒转等地质特点（图3-7）。

3.6.2新构造运动及地震

1）新构造运动

区内新构造运动较强烈，其主要特征是：

（1）强烈的上升运动。

第四纪至晚近时期，区内以大面积间歇性抬升为主，形成多级层状地貌。

在岷江两侧，见有5级阶地。

其中一级阶地由青灰色砂砾石层构成，为堆积阶地，拔河高程为4～6m；二级阶地也由青灰色砂砾石层构成，为堆积阶地，拔河高程为11～14m；三级阶地由砂砾

石层构成，为基座阶地，拔河高程为38m；四级阶地由砂砾石层构成，为基座阶地，拔河高程为85m；五级阶地由砂砾石层构成，为基座阶地，拔河

高程为120m。

对各阶地堆积物中的亚砂土进行热释光测年，获得2个年龄数据，其中二级阶地砂砾石层热释光年龄为12700±1000a。

（2）盆地到高原过渡带。

在过渡带的山区则形成高山峡谷，相对高差悬殊较大，东西地形极不相称，视为地形的裂点，说明晚近期构造活动的差异性。

（3）物理地质现象较发育。

在中高山峡谷地区滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害较普遍，因地

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壳的相对不稳定性和地壳的活动造成物理地质现象的发生和发展。

（4）晚近期断裂活动。

茂汶断裂、龙门山断裂、松坪沟断裂，近代仍在继续活动，而且活动也较频繁，由于断裂的活动导致历史上和现代地震多次发生，1933年叠溪大地震就是沿松坪沟断裂发生的。

离此最近的5.12汶川大地震给这一地区带来明显影响。

2）地震

勘查场地在地震方面的危险性，主要受龙门山地震带的波及影响。

根据国家标准GB18306-2001《中国地震动参数区划图》第1号修改单（国标委服务函[2008]57号）文件。

茂县地震基本烈度调整为8度，地震动峰值加速度由原来的0.10g提高为0.20g（图3-8），地震动反应谱特征周期为0.3s。

茂县地震活动频繁说明区内新构造运动强烈，表现了多个阶段不均衡抬升、振荡和掀斜特征。

工作区处于南北地震带的中段即龙门山地震带西部和松潘地震带南部，震情时有发生。

6级以上地震主要发生在叠溪一带；5级左右的地震分

布于茂汶断裂附近，区内地震最高震级7.5级。

如1933年8月发生的叠溪地震，使叠溪城附近21个村寨全部覆没，另有13个村寨房屋垮塌，四周山峰崩溃，堵塞岷江成湖。

因地震死亡6856人，受伤1925人，10月9日下午7时许，海子溃口，造成下游洪灾，沿江村镇被水冲没大半，淹死2500余人，造成全国地震史上罕见水灾。

2008年5月12日14时28分，在紧邻茂县的汶川县发生里氏8.0级地震，茂县境内震感强烈，灾情严重。

地震造成4016人死亡，8183人受伤，全县155个乡镇均受到不同程度损毁，房屋倒塌、损毁605601间。

直接经济损失上亿元。

勘查区邻近5.12汶川地震震中约四十公里，受地震的影响较大，灾情严重，勘查区内发生多处山体滑坡，毁坏房屋120

核工业西南勘察设计研究院有限公司间，直接经济损失360万元。

3.7水文地质条件受区内地层岩性、地质构造、地形地貌及气象、水文等因素的影响和控制，区内地下水类型主要有第四系松散层孔隙潜水，各种基岩裂隙水、碳酸盐岩溶水，富水性与成因类型与岩性有关。

（一）、松散岩类孔隙水主要分布于岷江及支流和赤不苏河两岸第四系松散堆积层中，赋存孔隙水，富水性较好，单井出水量100～500m3/d，局部地段小于100m3/d。

（二）、基岩裂隙水包括变质岩裂隙水和岩浆岩裂隙水两种。

1、变质岩裂隙水：

是区内分布最广的一类地下水，赋存该类地下水的含水岩组为龙门山分区黄水河群（Pthn）、震旦系陡山沱组（Zbd）和马尔康分区的寒武系（∈）、泥盆系（D）和三叠系（T）岩组组成，泉流量0.1～1升/秒，局部地段1～10升/秒。

2、岩浆岩裂隙水：

主要分布在七星关—龙王庙之间，泉流量0.1～1.0升/秒。

4供水水文地质勘察4.1拟选场地地形地貌拟选场地位于茂县凤仪镇城北塔水墩，地处岷江左岸河漫滩上，地势向河边倾斜，略有坡度。

西临岷江，东为一级阶地，比场地高约3米。

交通较便利，乡村便道可直接到达，勘察场地全貌见图4-1。

4.2拟选场地地层及岩性本次勘察表明，在拟建场地勘探深度范围内的地层为第四系冲洪积层（Qal+pl4），组成物质主要为①粉土、③碎石土、④卵石土及⑤中砂。

土层特征描述如下：

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①粉土：

黄褐色，稍湿，稍密，韧性、干强度中等，上部含少量植物根系，局部分布，厚度8.4-12.2m，高层分布1559.98-1562.58m。

粉土

③碎石土：

杂色，稍湿-饱和，棱角-次棱角状，级配一般，分选较差，粒径一般2-9cm，碎石主要成分为变质岩及火成岩，含量约50-60%，主要充填碎石土

物为中砂，局部含有少量块石，粘土含量较重，阶地均有分布，厚度约8-10m，高程分布1553.32-1561.72m。

④卵石土：

杂色，饱和，松散-稍密，次圆-椭圆，级配、分选一般，粒径一般2-17cm，卵石主要中砂成分为变质岩及火成岩，强风化-中风化，含量约50-55%，充填物主要为中砂及圆砾，勘察场地均有分布，本次钻探未揭穿其厚度。

卵石

⑤中砂：

墨绿色，饱和，稍密，主要成分石英、云母，局部含有少量细砂，勘察场地局部分布，厚度约2-3m，高程分布1544.78-1550.12m。

4.3拟选场地水文地质条件及评价

4.3.1场地水文地质条件

勘察区位于岷江上游中段左岸的河漫滩上，主要地层为卵石层，地下水含量丰富，其补给来源主要大气降水及高处地下水，以地下径流的方式，排泄至岷江。

勘察时，附近河水水面宽约15-25m，测时水位高程1551.45m，据调查，20年内最低水位为1551.05m，最高洪水位达1557.31m，勘察孔附近地下水最低水位为1552.35m。

勘察区内的碎石土渗透性差，为弱透水层；中砂和卵石层为强透水层，富水性较好，是地下水开采的主要来源。

核工业西南勘察设计研究院有限公司4.3.2抽水试验成果

为查明勘察区各含水层的水文地质参数，做了2个抽水试验和一个提水试验。

经过反复试验、计算，选用试验资料如下：

（1）ZKs1抽水试验成果1）、抽水试验设计

2）、抽水试验设备

3）、抽水试验成果

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（2）ZKs7抽水试验成果1）、抽水试验设计

2）、抽水试验设备

3）、抽水试验成果

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碎石土砂

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（2）ZKs8提水试验成果

1）、提水试验设计

2）、提水试验设备

3）、提水试验成果

核工业西南勘察设计研究院有限公司经过水文试验的结论：

勘察区碎石土渗透系数一般为0.08m/d，为弱透水层；卵石层渗透系数一般为15.4-17.85m/d（后面渗透系数取小值计算），为强透水层；中砂层由于不是很厚没有做专

门的试验，根据经验值知中砂层为强透水层。

4.4取水构筑物类型的确定

水资源状况差异悬殊，地下水类型、埋藏深度、含水层性质等取水条件以及取材、施工条件和供水要求各不相同，开采取集地下水的方法和取水构筑物的选择必须因地制宜，常见各种地下水取水构筑物的适用范围如表4-3所示。

根据拟选场地水文地质条件及评价，结合表4-3内容，拟定本次拟选场地地下水取水构筑物类型为大口井，下面对水资源进行评价，讨论大口井是否能满足：

先期实施的灾后恢复重建工程规模

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茂县拟建自来水厂大口井水文地质勘察

2万m3/d，及远期规模3.0万m3/d。

4.5地下水资源评价

拟选水源场地含水层厚度大（钻探30.82m未揭穿），储存量大；离河很近，在河流保持不低于现在水位、流量的情况下，地下水开采期间，地表水能充分补给。

在此种情况下，利用抽水试验得出的参数，确定大口井为取水构筑物。

通过以下计算来说明此种取水方式是否能满足供水要求：

先期实施的灾后恢复重建工程规模2万m3/d，及远期规模3.0万m3/d。

4.5.1储存量计算

潜水含水层的储存量，可按下式计算，计算时以勘探控制的深度为下界，已掌握的最低水位为上界，以将来开采影响的范围作为计算边界。

W—地下水的储存量

—潜水含水层的给水度，取0.2（实验资料和经验值保守取值）V—潜水含水层的体积

此处V=500350320=500000m3（V仅仅计算了勘察范围内及河道附近的含水层体积，大口井取水构筑物长度500m，河面宽度取50m，含水层厚度取20m）。

那么储存量W=100000m3。

4.5.2补给量计算

含水层的补给量包括天然补给量、人工补给量和开采后补给增量（此下计算河流流量、水位、