水文地质初勘报告.docx
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水文地质初勘报告
1前言
1.1工作的目的与任务
1.1.1任务的来源
依安县拥有国内罕见的特大型砂质高岭土矿，不仅储量大，而且品质好，是优良的陶瓷生产原料。
对如此得天独厚的宝贵资源，依安县政府决定抢抓我国陶瓷产业布局调整、南陶北移的历史机遇和振兴东北老工业基地、建设“哈大齐”工业走廊的政策机遇，利用我省陶瓷产业极待发展的大好时机，开发依安高岭土矿产资源，建设黑龙江省依安陶瓷产业发展基地，打造经济发展平台，瞄准东北，特别是黑龙江省市场与俄罗斯市场，引领创建黑龙江省大陶瓷产业，尽快实现“开发当地矿产资源，建设中国北方瓷都”的宏伟目标。
依安县工业园区委员会以合同的方式委托，齐齐哈尔市水利勘测设计研究院对依安县陶瓷产业基地进行水文地质初勘。
1.1.2工作的目的任务
本次工作的主要目的是在充分搜集利用已有已有资料的基础上，补充相应的勘探工作量，查明项目区地下水资源赋存条件及分布规律，正确评价地下水资源量，为科学合理开发利用地下水资源，搞好项目区规划，促进镇内工业生产发展及水文地质详勘提供科学依据，其主要任务是：
（1）根据勘探孔及区域资料论述区域内含水层的空间分布及水文地质特征。
（2）根据勘探孔抽水试验、采样取全分析水样，提供勘探目的层的水质、水量情况，单井影响半径。
（3）概略评价地下水资源量，估算地下水允许开采量，提出地下水允许开采精度为D级，为水文地质详勘及工业园区生产发展提供依据。
（4）提供第四系孔隙潜水等水位线图。
（5）根据区域资料论述地下水动态变化规律及地下水的补给、迳流、排泄条件。
（6）根据水文地质条件，提出地下水资源合理开发利用方案，达到科学利用水资源的目的。
1.2工作概况
1.2.1区域地质、水文地质研究程度
依安县区域地质、水文地质研究程度一般，除进行区域中小比例尺的地质、水文地质勘察及研究工作外，还进行了专门性的水文地质勘察、地下水动态及地下水水质监测等工作，详见表1.2-1。
通过对上述资料认真分析，综合整理，为本次工作提供了较完整的地质、地貌、水文地质等方面的资料，为本次工作奠定了良好的基础。
表1.2-1依安县水文地质研究程度一览表
序号
工作性质及项目名称
工作时间
工作单位
1
依安县幅综合水文地质图及说明书（1/20万）
1976-1978年
黑龙江省地矿局第一水文地质
工程地质大队
2
松嫩平原水文地质工程地质综合评价（1/50万）
1983-1985年
黑龙江省地矿局第一水文地质
工程地质大队
3
黑龙江省依安县农业供水水文地质勘察报告（1/10万）
1984年
黑龙江省地矿局第一水文地质
工程地质大队
4
依安县地下水动态监测、水质分析
资料
1980-2006年
依安县水政水资源管理办公室
5
黑龙江省依安县水资源开发利用现状分析报告
1991年
依安县水政水资源管理办公室
1.2.2工作方法及工作量
本次工作按照甲方提供的工程量对依安县陶瓷产业基地进行水文地质勘察工作，在充分利用前人研究成果的基础上进行了外业工作，外业工作于2006年4月开始到2006年5月完成，具体完成了水文地质钻探、抽水试验、工程地质钻探、物探测井、测量、水质化验等工作，完成工作量见表1.2—2。
表1.2—2依安县工业园区水文地质初勘完成实物工作量表
工
作
项
目
水文地质勘察
勘探试验
电测深
工程地质
钻探
搜集利用资料
水文地质深孔
水文地质浅孔
抽水试验
采样
孔
数
（眼）
进
尺
（m）
孔
数
（眼）
进
尺
（m）
降
次
（次）
时
间
（h）
全分
析水
样
（套）
孔
数
（眼）
测
深
（m）
孔
数
（眼）
进
尺
（m）
孔
数
（眼）
进
尺
（m）
抽水时间
（h）
数
量
2
271.0
2
20.0
4
16.14
2
2
271.0
40
648
2
279.83
47.62
在外业工作的同时，搜集了区内的地质、水文地质研究成果及工程地质勘察成果、气象、环保等资料。
通过上述工作基本了解了区内地质、地貌及含水岩（层）组的分布及埋藏条件，初步查明了第四系地层的厚度、结构变化规律及区内地下水动态特征、地下水补给、迳流、排泄条件。
根据稳定流抽水试验成果确定了水文地质参数，为地下水资源计算与评价奠定了基础。
外业的各项工作量均按《供水水文地质勘察规范》及《依安县陶瓷产业基地水文地质初步勘察》合同书的要求完成的。
2自然地理及地质概况
2.1地理位置及社会经济概况
依安县位于黑龙江省中西部、齐齐哈尔市区东北部，地理坐标在东经124°48′至125°43′，北纬47°16′至48°04′，东靠拜泉、克山，西邻富裕，南与明水接壤，北与讷河、克山相连。
区内交通便利，齐北铁路、碾北公路、依明公路等均穿过本区。
陶瓷产业基地位于依安县城南、碾北公路与依明公路交处，碾北公路以北约3.6公里、以南0.3公里，依明公路以西约2.4公里、以东0.2-0.5公里。
占地面积约12平方公里，见工作区交通位置图1-1。
依安县拥有国内罕见的特大型砂质高岭土矿，不仅储量大，而且品质好，是优良的陶瓷生产原料。
在我国陶瓷产业布局调整、南陶北移的历史机遇和振兴东北老工业基地、建设“哈大齐”工业走廊的政策机遇条件下，开发依安高岭土矿产资源，建设黑龙江省依安陶瓷产业发展基地，建设中国北方瓷都，对发展活跃当地经济，具有重要的意义。
依安高岭土矿体产出于讷莫尔河水系沉积地层中，为沉积风化亚型高岭土矿床，可露天开采。
同时，开采中常伴生多种致密粘土矿，也是非常好的陶瓷生产原料。
1996年依安县通过招商引资，与齐齐哈尔华宝集团共同投资1600多万元，建成了北方高岭土公司年产2万吨的采选矿生产项目。
高岭土公司（一期工程）现可年产1万吨各种瓷土，产品主要销往唐山、北京及本省牡丹江、佳木斯等地，用于高档建筑瓷、各种日用工艺瓷及高低压电瓷生产。
致密粘土，俗称“黑泥”,也被唐山各陶瓷厂家广泛采用。
依安高岭土矿山条件好，矿层稳定，开采简单方便，价格相当便宜，如果能通过对外招商引资建大企业，对内扶持引导上小企业，就地生产陶瓷产品，将大大降低生产成本，创造非常可观的经济效益和社会效益。
2.2自然地理概况
依安县属寒温带大陆性季风气候。
其主要特点是：
寒暑变化显著，春季多风少雨干旱，夏季短促，酷热多雨，秋季降温急剧而早霜，冬季严寒慢长，干燥少雪，据本县气象资料统计，年平均气温为1.970C，夏季最高气温为34.10C，冬季最低气温为-33.90C，全年日照时数为2790.4小时，年平均降雨量为460毫米，无霜期为120-
125天，全年日平均高于100C的有效积温为25300C。
干旱指数平均1.05，湿润系数为0.51。
全年平均地温为3.30C。
冬季到翌年四月开始解冻，最大冻深为2.72米。
年平均风速为4.0米/秒，多西北—东南风。
流经依安县陶瓷产业基地的主要河流为乌裕尔河水系。
乌裕尔河发源于我省北安市，全长576公里，经由北安、克山、依安、富裕流入嫩江，总流域面积15084km，乌裕尔河流经本县长66公里，县内流域面积2115km2。
多年平均径流量为6.52亿m3，多年平均径流深87.8mm。
依安县陶瓷产业基地东邻跃进水库，跃进水库属中型水库，跟据《黑龙江省依安县跃进水库消闲加固初设报告》水库集水面积73.4km2，设计总库容3000万m3，兴利水位188.50m，兴利库容2800万m3，P=75%净调节水量7628万m3，死库容200万m3，主要用于灌溉农田，设计灌溉面积18.1万亩，其中水田10.10万亩，旱田8万亩，2004年实际灌溉面积4.8万亩（水田面积3.0万亩），引水量2100万m3。
2.3地形、地貌及地质概况
2.3.1地形、地貌
工作区位于乌裕尔河高漫滩之上，工作区的南部为松嫩高平原区，地势东高西低，南高北低，由南向乌裕尔河河谷缓缓倾斜，高漫滩地形较平坦开阔，地面高程181.40-197.20m。
2.3.2地质概况
本区位于松嫩中断（坳）陷带北部倾没区，晚侏罗-白垩世早期松嫩盆地基本形成，并发育较深的嫩江断裂，在晚白垩纪燕山运动后期，盆地东部隆起，西部下降，沉积中心西移，在北部倾没区发生了平缓褶皱，并产生了次一级构造，即依安凹陷、乌裕尔凹陷。
在凹陷中接受了第三纪陆相碎屑物沉积，第三纪末期到第四纪，由于受新构造运动的影响，大小兴安岭继续隆起，高平原相对下降，在第三系地层之上又沉积了较薄的第四系河湖相松散堆积物，本区钻孔揭露厚度9.0-14.0m，钻孔揭露的地层由老至新分述如下：
（1）前第四系渐-始新统依安组（E2-3y）
埋藏于第四系松散地层之下，岩性为深黑色，暗灰、灰绿色泥岩、泥质砂岩，粉细砂岩、细砂岩组成，泥岩结构较致密，成岩性中等，具水平层理，粉砂岩、细砂岩结构松散，分选好，区内埋深9.0-14.0m。
（2）第四系
①上更新统顾乡屯组（Q3g）
分布于测区的南部一级阶地区，岩性由黄色、褐黄色粉质粘土、黄土状粉质粘土组成，在阶地的前缘分布有砾砂、细砂及圆砾层，厚度12.5-20.5m。
②全新统冲积层（Q41-2al）
分布于高漫滩区，岩性由褐黄色粉质粘土、粉土、细砂、圆砾、砾砂等组成，厚度9.0-12.5m。
3水文地质条件
3.1地下水赋存条件
区内地下水的形成、赋存与分布主要受地质构造、地层结构的控制，其次受地形、地貌及水文气象等因素的影响，其中地质构造控制了区域的地貌轮廓及区域水文地质条件。
晚白垩世燕山运动后期，区内接受了第三系陆相碎屑沉积，岩性主要为泥岩、粉砂岩、细砂岩，为碎屑岩类裂隙孔隙承压水提供了赋存空间，区内埋藏较深，富水性较差、水质好，可作为本区的供水水源。
第四纪以来，由于受新构造运动的影响，大小兴安岭继续隆起，高平原相对下降，在第三系之上又沉积了较薄的第四系松散堆积物，在一级阶地区由粉质粘土、黄土状粉质粘土组成；在高漫滩区沉积了全新统松散冲积物，含水层岩性以圆砾、砾砂为主，构成了上层潜水含水层（组）。
3.2地下水类型及富水性
根据地下水的赋存条件、水理性质及水力特征，本区地下水类型及含水岩层（组）划分为第四系松散岩类孔隙潜水和第三系碎屑岩类孔隙承压水。
3.2.1第四系松散岩类孔隙潜水
分布于乌裕尔河高漫滩之上，含水层岩性由全新统圆砾、砾砂组成，含水层厚度7.0-10.5m，水位埋深1.50-7.20m，抽水降深2.31-2.76m，单井涌水量18.0-19.77m3/h，含水层厚度及富水性由南向北逐渐递增，渗透系数25.6-59.33m/d，单井影响半径300-500m。
3.2.2第三系碎屑类孔隙承压水
分布于第四系孔隙潜水含水层之下，含水层由依安组地层组成，含水层岩性由粉细砂岩、细砂岩组成，含水层顶板埋深32.0-36.0m，含水层呈多层分布，一般具有4-5层，单层厚度5-18m，含水层累计厚度29.0-47.5m，地下水水位埋深1.4-3.0m，抽水降深20.5-21.9m，滤水管管径325mm，单井涌水量51.2-54.5m3/h，渗透系数2.39-2.53m/d，单井影响半径324.8-326.20m。
3.3地下水补给、迳流、排泄条件
本区地下水的形成、赋存、分布及地下水的循环，受地形、地貌、地质结构及气象水文条件的控制和影响，在地下水的补给、迳流、排泄条件上既有共同点，又有一定的差异。
3.3.1第四系松散岩类孔隙潜水
分布于高漫滩区，含水层埋藏浅，上覆粉质粘土、粉土及黄土状粉土厚度为2.2-4.0m，主要接受大气降水的渗入补给、跃进总干渠渗漏补给及临区的侧向径流补给，含水层颗粒较粗，迳流通畅，水力坡度0.0013-0.0014，地下水由东流向西，以垂直蒸发、向下游侧向排泄为主要的排泄方式。
3.3.2第三系松散岩类孔隙承压水
分布于全区，埋藏于潜水含水层之下，不能直接接受大气降水的渗入补给，其主要补给来源是上游临区的侧向径流补给，排泄方式主要是向下游侧向径流排泄为主。
3.4地下水动态
本区地下水动态变化受气象水文及人为因素制约，同时也受地形、地貌及水文地质条件的控制，依据地下水水位动态变化划分为降水入渗—蒸发型和径流型两种。
3.4.1降水入渗-蒸发型
区内第四系松散岩类孔隙潜水，含水层埋藏浅，上部覆盖层较薄，易于接受大气降水的入渗补给，地下水水位动态主要受降水、蒸发的影响，表现出地下水水位动态变化幅度大，一般为1.0-1.50m，枯水期多在3-5月份，丰水期在8-9月份，10月份以后水位逐渐消退，其水位动态变化基本与降水同步或稍滞后于降水，说明降水渗入补给、蒸发排泄是其主要的补排方式，地下水水位动态变幅及丰水期持续时间受年际降水量的影响较大，表现出降水量越大地下水水位升幅越高，降水持续时间越长，其丰水期高水位持续时间也越长。
3.4.2径流型
第三系碎屑岩类孔隙承压水，由于含水层埋藏较深，含水层岩性为粉细砂岩、细砂岩，上覆厚度较大的粘性土及泥岩，大气降水不能直接渗入补给，地下水补给途径较远，表现出地下水水位动态变化幅度小，一般为0.30-0.72m。
3.5地下水水化学特征及分布规律
区内地下水水化学类型依据舒卡列夫分类法进行统一分类，按地下水类型分述如下：
3.5.1第四系松散岩类孔隙潜水水化学特征
第四系松散岩类孔隙潜水分布于高漫滩区，含水层岩性以圆砾、砾砂为主，颗粒粗、迳流条件好，地下水水位埋藏浅，蒸发作用较强，地下水迳流较缓慢，受蒸发影响较大，为盐分的富集提供了条件，因此地下水水化学类型为重碳酸钙钠型水，矿化度454.18mg/L，总硬度204.22mg/L，PH值6.87，铁离子含量0.26mg/L，属低矿化偏酸性淡水
3.5.2第三系碎屑岩类孔隙承压水
第三系碎屑岩孔隙承压水含水层埋藏相对较深，含水层厚度大，颗粒较粗，地下水径流条件好，不利于各种元素的富集，，地下水水化学类型为重碳酸钠型水，矿化度324.12mg/L，总硬度37.03mg/L，PH值8.31，铁离子含量1.20mg/L，属低矿化弱碱性淡水。
4地下水资源估算与评价
4.1地下水资源估算的基本原则、方法、内容
4.1.1地下水资源估算的基本原则
（1）依据已有的水文地质资料及本次水文地质勘察试验资料、水文气象资料为本次地下水资源估算的基础。
（2）本次地下水资源估算与评价的对象是第四系松散岩类孔隙潜水和第三系碎屑岩类孔隙承压水。
（3）在充分考虑地下水的可恢复性及开采导致的加剧补充性估算开采条件下的地下水资源量。
4.1.2参数的确定
根据稳定流、非稳定流抽水试验等方法计算而确定。
计算公式：
（承压水完整井）
R=10s
式中：
k—渗透系数（m/d）；
R—影响半径（m）；
S—抽水孔水位降深值（m）；
M—承压水含水层厚度（m）；
Q—涌水量m3/d
4.1.3地下水补给量计算
地下水补给量是指天然状态或开采条件下，单位时间进入含水层的水量。
本区地下水的补给量包括：
大气降水入渗量，地下水侧向径流流入量、水库渗漏量。
①大气降水渗入量（Q降）
大气降水入渗量是大气降水入渗到包气带中，并在重力作用下，渗透补给地下水的水量。
计算公式：
Q降=a·F·X
式中：
Q降—大气降水入渗量（m3/a）；
F—大气降水入渗面积（m2）；
α—降水入渗系数；
X—多年平均降水量（m）。
Q降=a·F·X
=0.23×16.0×106×0.426
=156.77×104m3/a
计算区面积为工作区面积，降水量根据依安县气象站（1956-1997年）降水量资料经统计分析取得有效降水量，经计算本区地下水多年平均降水量入渗补给量为156.77m3/d。
②地下水侧向径流流入量（Q侧）
地下水侧向径流流入量指邻区地下水通过地下径流进入本区含水层的水量。
计算公式：
Q侧=K·B·M·I·T
式中：
Q侧—地下水径流流入量（m3/a）；
k—渗透系数（m/d）；
B—计算断面长度（m）；
H、M—潜水、承压水含水层厚度（m）；
I—水力坡度（‰）；
T—补给时间（365d）。
上层潜水：
Q侧=K·B·H·I·T
=59.33×4000×7.0×0.0013×365
=78.83×104m3/a
下层承压水：
Q侧=K·B·M·I·T
=2.39×4000×38.25×0.0015×365
=20.02×104m3/a
在本区地下水径流的上游，靠近边界地段，垂直地下水流向（潜水与承压水基本一致）选取1条计算断面，含水层厚度、渗透系数依据钻孔资料及抽水试验资料,上层潜水参考《黑龙江省依安县农业供水水文地质勘察报告书》确定，水力坡度依据地下水等水位线图确定，经计算本区地下水径流流入量为98.85×104m3/d，其中潜水流入量为78.83×104m3/d，承压水流入量为20.02×104m3/d。
③渠系渗入量（Q库）
跃进水库位于工作区的上游，跃进总干渠由工作区通过，渠水通过包气带土壤回渗到地下水的水量。
计算公式：
Q渠=β·q渠
式中：
Q渠—渠系渗入量（m3/a）；
β—渗入系数；
q渠—渠系引水量（m3）。
Q渠=0.15×250.56×104
=37.58×104m3/a
跃进水库位于工作的东侧，跃进总干渠由工作区的中南部通过，引水流量29m3/s，渠系渗入系数根据地表岩性采用相似地区的数据，经计算本区渠系渗入量为37.58×104m3/a。
④地下水储存量（W）
本区地下水储存量按地下水类型分为潜水容积储存量和承压水弹性储存量两部分。
潜水容积储存量（W潜）：
计算公式W潜=μ·F·h
承压水弹性储存量（W承）：
计算公式：
W承=μ*·F·h
式中：
W潜—潜水含水层储存量（m3）；
W承—承压水含水层的弹性储存量（m3）；
μ—潜水含水层的给水度；
μ*—承压含水层的释水系数；
H、h—潜水含水层厚度（m）、承压水含水层自顶板算起的压力水头高度（m）；
F—计算区面积（km2）；
上层潜水：
W潜=μ·F·H
=0.15×16.0×106×7.0=1680.0×104m3
下层承压水：
W承=μ*·F·H
=1.13×10-3×16.0×104×31.25
=56.50×104m
潜水含水层厚度、承压水压力水头高度根据本次勘察资料取平均值，给水度、释水系数根据抽水试验资料计算并参考《黑龙江省依安县农业供水水文地质勘察报告》综合确定。
经计算上层潜水容积储存量为1680.0×104m3，承压水弹性储存量为56.50×104m3。
4.2地下水可开采量计算
4.2.1天然开采条件地下水可开采量计算
根据区内水文地质条件及计算分区采用开采系数法计算上层潜水及下层承压水现状条件下的地下水可开采量。
计算公式：
Q开=Q补·ρ
式中：
Q开—地下水可开采量（m3/a）；
Q补—地下水补给量（m3/a）；
ρ—开采系数。
Q潜开=Q潜补·ρ
=273.18×104×0.65
=177.57m3/a
Q承开=Q承补·ρ
=20.02×104×0.55
=11.01×104m3/a
开采系数依据计算区水文地质条件确定，上层潜水单井单位涌水量5-10m3/h.m，开采系数0.65-0.75，上层潜水取0.65；下层承压水单井涌水量2.20-5.0m3/h.m，下层承压水取0.55。
经计算区内天然状态下地下水可开采量为188.58×104m3/a，其中上层潜水可开采量为177.57×104m3/a，下层承压水可开采量为11.01×104m3/a。
4.2.2设计开采条件下地下水可开采量计算
开采条件下地下水可开采量的确定，根据区内水文地质条件。
主要考虑在经济合理、技术可行及开采后不致造成地下水水位持续下降、水质恶化、地面沉降等环境地质问题。
设计开采时间30年，开采末期地下水平均水位下降深度根据地下水类型确定，上层潜水含水层厚度小，颗粒粗，地下水径流条件好，含水层的调节能力强，平均埋深3.0m，设计开采降深按含水层平均埋深3.0m考虑，下层承压水含水层埋藏较深，含水层厚度大，地下水补给区远，补给交替循缓慢，在开采过程中消耗弹性储存量的同时激化了地下水的侧向补给量及消耗量，根据实际抽水试验降深，设计开采降深10.0m。
水量均衡方程：
式中：
Q可—设计开采条件下地下水可开采量（m3/a）；
（Q入—Q出）—设计开采条件下含水层侧向流入量与侧向流出量之差（m3/a）；
w—垂直方向上的补给量和排泄量之差（m3/a）；
—潜水含水层均衡期内疏干量（m3/a）；
—承压水含水层均衡期内疏干量（m3/a）；
μ·μ**—潜水含水层给水度，承压水含水层综合释水系数；
△H—在△t时段内含水层水位平均变幅（m）；
△t—均衡时段；
F—均衡区计算面积（m2）；
设计开采条件下各均衡要素的确定，地下水的侧向补给量与侧向排泄量采用现状开采条件下的计算断面，设计降深上层潜水为3.0m、下层承压水降深10.0m时含水层厚度、渗透系数均未发生改变，水力坡度按抽水试验降深及影响半径2倍确定开采状态的水力坡度，大气降水入渗量采用多年平均渗入量，渠系回渗量采用现状年条件下的计算量代替设计开采条件下的计算量，上层潜水的蒸发量在设计条件下其水位埋深大于3.0m，超出上层潜水的蒸发临界深度，各项均衡要素计算结果如下：
上层潜水：
Q降=156.77×104m3/a
Q渠=37.58×104m3/a
Q蒸=0
Q开入=363.81×104m3/a
Q开出=0
=24.0×104m3/a
Q潜开=（Q开入-Q开出）+w+
=582.16×104m3/a
下层承压水：
Q开入=200.20×104m3/a
Q开出=0
=0.15×104m3/a
Q承开=（Q开入-Q开出）+w+
=200.35×104m3/a
经计算设计开采条件下区内地下水总开采量为782.51×104m3/a。
其中上层潜水可开采量为582.16×104m3/a，下层承压水可开采量为200.35×104m3/a。
4.3地下水资源评价
4.3.1地下水资源量评价
区内地下水资源天然条件下总补给量为293.20×104m3/a，上层潜水补给量为273.18×104m3/a，下层承压水补给量为20.02×104m3/a。
其中：
降水渗入补给量为156.77×104m3/a，占总补给量的53.47%，侧向径流补给量98.85×104m3/a，占总补给量的33.71%，渠系渗入量37.58×104m3/a，占总补给量的12.82%。
地下水资源计算的各项参数，根据本次勘察的实测资料及《黑龙江省依安县农业供水水文地质勘察报告》选取的，降水入渗量采用有效降雨量计算合理，降水入渗量占上层潜水总补给量的57.4%，充分反映了本区地下水资源的特征。
区内上层潜水容积储存量为1680.0×104m3，下层承压水弹性储存量为56.5×104m3，可起到地下水资源的调节作用。
所开采的储存量于丰水期或丰水年均可补回，说明其总补给量是有保证的。
现状条件下地下水可开采量采用开采系数法进行计算。
计算的地下水可开采量为188.58×104m3/a，其中上层潜水可开采量为177.57×104m3/a，下层承压水可开采量为11.01×104m3/a计算的可开采量小于补给量，说明可开采量是有补给保证的。
设计开采条件是根据本区不同地下水类型及需要确定的，上层潜水设计降深至含水层平均顶板埋深3.0m，下层承压
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