貧水區(qū)地質勘察地下水開發(fā)

1、該報告調查石家莊西部山前的地下水概況，壓以及山前地帶第四系覆蓋的變質巖存在發(fā)育壓扭性構造，張開性較差，地下水運移困難，賦存空間狹小，屬貧水地段。針對此現(xiàn)狀，進行了踏勘、物探剖面線的實測、水點的調查以及部分單孔抽水試驗工作。并針對此現(xiàn)狀，對該地區(qū)的開發(fā)利用地下水，滿足工農業(yè)生產和人民需要提出合理建議。 第一章第一章 概況概況 第二章第二章 區(qū)域自然地理概況區(qū)域自然地理概況 第三章第三章 區(qū)域地質概況區(qū)域地質概況 第四章第四章 區(qū)域水文地質條件區(qū)域水文地質條件 第五章第五章 變質巖區(qū)地下水賦存規(guī)律變質巖區(qū)地下水賦存規(guī)律 第六章第六章 變質巖區(qū)地下水的合理開發(fā)變質巖區(qū)地下水的合理開發(fā)利用建議利用建議

2、 該區(qū)位于石家莊山前貧水區(qū)，北起黃壁莊水庫X坨河出山口，南至封龍山南 南佐村，西至掛云山、抱犢寨、常河村一線，東至小壁、上莊、山尹村一線，勘察區(qū)域約300多平方公里。 通過多年的水文地質調查和實際鉆探資料，許多專家學者認為，石家莊西部山前地帶第四系覆蓋下的變質巖，發(fā)育壓扭性構造、張開性較差、地下水運移困難，賦存空間狹小，屬貧水區(qū)。 近幾十年來，隨著石家莊市工農業(yè)建設的發(fā)展，地下水開采強度加大，人畜用水和土地灌溉極為緊張，主要依靠大氣降水和石津灌渠輸水維持，特別是黃壁莊水庫大壩截流后，造成局部第四系地下水枯竭，因此解決用水成了當務之急。 自然地理概況：工作區(qū)位于石家莊市區(qū)西部鹿泉境內大部、元氏縣

3、西北少部，西有太行山山脈出露，東部與石家莊市區(qū)平原接壤。地形趨勢由西向東傾斜。 氣候與氣象：工作區(qū)處于中緯度太行山山脈東側，屬暖溫帶半濕潤季風氣候，四季分明。春季受大陸性氣候影響，蒸發(fā)量大，降水稀少。夏季盛行東南風，炎熱多雨，降水量集中。秋季晴朗高爽。冬季寒冷干燥少雨。大陸性氣候特征顯著。出露基巖下元古界甘陶河群變質巖中元古界長城系碳酸巖古生界碳酸巖上部覆蓋層第四系坡積沖洪積粘土亞粘土、砂礫石等 下部古界甘陶河群下部古界甘陶河群1、 南寺掌組：下部為變質長石石英砂巖和砂礫巖、南寺掌組：下部為變質長石石英砂巖和砂礫巖、千枚巖和板巖，上部為變玄武巖、玄武質角礫巖加板千枚巖和板巖，上部為變玄武巖、玄

4、武質角礫巖加板巖。巖。2、 南寺組：底部厚南寺組：底部厚-巨厚層狀變質長石石英砂巖夾巨厚層狀變質長石石英砂巖夾板巖、變玄武巖；下部砂質板巖、變質長石石英砂巖板巖、變玄武巖；下部砂質板巖、變質長石石英砂巖與板巖互層；中部為白云巖、板巖和變質砂巖；上部與板巖互層；中部為白云巖、板巖和變質砂巖；上部為變玄武巖及熔巖角礫巖。為變玄武巖及熔巖角礫巖。 中元古界長城系中元古界長城系1、 大紅峪組：紫褐、白色中厚層中粒石英巖狀砂大紅峪組：紫褐、白色中厚層中粒石英巖狀砂巖。巖。 2、 高于莊組：灰色厚層燧石條帶白云巖夾細晶白高于莊組：灰色厚層燧石條帶白云巖夾細晶白云質灰?guī)r。云質灰?guī)r。 古生界寒武系古生界寒武系

5、1、 寒武系下統(tǒng)：紫紅色頁巖、泥巖、泥質灰?guī)r、寒武系下統(tǒng)：紫紅色頁巖、泥巖、泥質灰?guī)r、白云質灰?guī)r及白云巖。白云質灰?guī)r及白云巖。2、 寒武系中統(tǒng)：紫色頁巖、砂質頁巖夾白云質泥寒武系中統(tǒng)：紫色頁巖、砂質頁巖夾白云質泥灰?guī)r、巨厚層鮞狀灰?guī)r?；?guī)r、巨厚層鮞狀灰?guī)r。3、 寒武系上統(tǒng)：紫灰色中層泥質條帶灰?guī)r、竹巖寒武系上統(tǒng)：紫灰色中層泥質條帶灰?guī)r、竹巖狀灰?guī)r及中厚層白云巖。狀灰?guī)r及中厚層白云巖。 古生界奧陶系古生界奧陶系1、 奧陶系下統(tǒng)：灰色薄層泥質白云巖、含燧石奧陶系下統(tǒng)：灰色薄層泥質白云巖、含燧石條帶狀白云巖。條帶狀白云巖。2、 奧陶系中統(tǒng)：灰色中厚層角礫狀灰?guī)r、泥質奧陶系中統(tǒng)：灰色中厚層角礫狀灰?guī)r、

6、泥質灰?guī)r、白云質灰?guī)r?；?guī)r、白云質灰?guī)r。 第四系第四系 區(qū)內南部第四系地層不太發(fā)育，主要為上更新區(qū)內南部第四系地層不太發(fā)育，主要為上更新統(tǒng)坡積、洪積黃土夾有薄層沖洪積卵石、碎石層，統(tǒng)坡積、洪積黃土夾有薄層沖洪積卵石、碎石層，厚度厚度10-30米。中北部第四系較發(fā)育，主要為上更米。中北部第四系較發(fā)育，主要為上更新統(tǒng)坡積洪積黃土層、沖積粉砂與亞粘土互層，新統(tǒng)坡積洪積黃土層、沖積粉砂與亞粘土互層，及全新統(tǒng)沖洪積亞砂土、碎石及卵石層，厚度及全新統(tǒng)沖洪積亞砂土、碎石及卵石層，厚度30-50層。層。1、 地質構造：工作區(qū)位于太行山隆起與華北拗陷交界處，下元古界變質巖總體為復式背斜構造形態(tài)，西側古生界碳酸鹽

7、巖地層為復式向斜構造形態(tài)。褶皺構造軸向延伸為北東-南西方向，產狀呈舒緩狀，傾角小于20。 區(qū)內因遭受過太古代贊皇遠東、下元古代呂梁運動和中生代燕山運動的多期影響，斷裂構造較為發(fā)育，呈帶狀出現(xiàn)且延伸較遠，其性質以張性的高角度正斷層和壓扭性逆斷層為主，主要方向為北東向和北西向。受兩組裂隙交叉的影響，區(qū)內的基巖展布構成小的凹陷盆地和隆起的斷塊山。2、 第四紀地質和地貌：本區(qū)在石炭紀之后長期處于剝蝕階段，第四紀時期才有堆積物形成。僅分布在區(qū)內山間凹陷盆地及東部山前低洼地帶，巖性為殘破積碎石層、坡積亞砂土和亞粘土層。南部的漕河、中部的太平河、北部的X沱河受地形切割的影響，溝谷兩側第四系地層審計稍厚，巖性

8、主要為破洪積黃土和沖積砂卵礫石層。 區(qū)內南部、西部、中部及西北部均為基巖裸露區(qū)，屬構造侵蝕和構造剝蝕地貌類型。且出露呈近東西走向延伸，在區(qū)內形成幾個小的構造凹陷盆地。沿太平河、x沱河河谷分布有小型河漫灘及小的階地，階地的堆積物具有典型的二元結構。一、區(qū)域水文地質概況：由于受地形地貌、地質構造的控制，這里的地下水補給來源主要接收大氣降水滲入補給、西部山區(qū)底下的側向徑流補給、河渠滲漏補給以及地表水灌溉入滲補給。地下水徑流條件受地形、地貌、地層巖性、區(qū)域地質構造展布等多種因素的控制，水位埋深較深主要以人工開采為排泄方式。區(qū)內的巖性分布、斷裂發(fā)育較為復雜，對地下水的賦存有很大曾度的影響，基巖地下水分布

9、不均。1、 變質巖裂隙含水巖組：變質巖裂隙含水巖組：位于工作區(qū)中段位于工作區(qū)中段-南段，鹿泉市城區(qū)南段，鹿泉市城區(qū)以南至封龍山一帶。地下水主要賦存于風化裂隙和構造裂隙發(fā)育地段，以南至封龍山一帶。地下水主要賦存于風化裂隙和構造裂隙發(fā)育地段，巖組有巖組有NE向和向和NW向兩組斷層帶，在斷裂帶相交部位，裂隙較發(fā)育，向兩組斷層帶，在斷裂帶相交部位，裂隙較發(fā)育，地下水動態(tài)較穩(wěn)定。風化裂隙厚度一般在地下水動態(tài)較穩(wěn)定。風化裂隙厚度一般在20-50米，構造裂隙的厚度米，構造裂隙的厚度一般在一般在30-40米。實測單井涌水量米。實測單井涌水量25-50立方每米小時，水化學類型為立方每米小時，水化學類型為重碳酸鈣

10、鎂型水，礦化度重碳酸鈣鎂型水，礦化度0.5毫克每升，毫克每升，PH值值7.4.2、 長城系巖溶含水巖組：長城系巖溶含水巖組：位于工作區(qū)西部金柱、苗峪一帶和位于工作區(qū)西部金柱、苗峪一帶和鹿泉西南方向土門村鹿泉西南方向土門村東北方向小畢村一線。以高于組含燧石條帶白東北方向小畢村一線。以高于組含燧石條帶白云巖為主的含水巖層，富水性較好，下部有大紅峪組石英砂巖為相對云巖為主的含水巖層，富水性較好，下部有大紅峪組石英砂巖為相對隔水層。實測單井涌水量隔水層。實測單井涌水量40-50立方米每小時，水化學類型為重碳酸立方米每小時，水化學類型為重碳酸鈣型水。鈣型水。3、 寒武系巖溶含水組：寒武系巖溶含水組：該巖

11、組以寒武系中該巖組以寒武系中-下統(tǒng)毛莊組和張夏下統(tǒng)毛莊組和張夏祖灰?guī)r、白云質灰?guī)r為組成的含水層。主要分布在鹿泉市西部白鹿泉祖灰?guī)r、白云質灰?guī)r為組成的含水層。主要分布在鹿泉市西部白鹿泉-西北部黃巖村一帶，富水性較好，含水巖層上下頂?shù)装寰邢鄬Ω羲鞅辈奎S巖村一帶，富水性較好，含水巖層上下頂?shù)装寰邢鄬Ω羲畮r層。單井涌水量巖層。單井涌水量40-50立方米每小時，水化學類型為重碳酸鈣型水，立方米每小時，水化學類型為重碳酸鈣型水，礦化度礦化度0.3-0.5毫克每升毫克每升PH值值7.2-7.8.4、 第四系孔隙含水巖組：第四系孔隙含水巖組：主要以沖洪積、殘破積亞粘土、粘主要以沖洪積、殘破積亞粘土、粘土

12、和含礫碎石層組成的孔隙含水層。位于工作區(qū)大面積，覆蓋在基巖土和含礫碎石層組成的孔隙含水層。位于工作區(qū)大面積，覆蓋在基巖之上，厚度不均，一般在之上，厚度不均，一般在10-60米，富水性較差。受季節(jié)影響水位變米，富水性較差。受季節(jié)影響水位變化大，現(xiàn)多數(shù)呈疏干狀態(tài)，單井涌水量化大，現(xiàn)多數(shù)呈疏干狀態(tài)，單井涌水量5-10立方米每小時。立方米每小時。3、地形地貌的影響：地形地貌的影響：本區(qū)表現(xiàn)為低緩的丘陵區(qū)，由于本區(qū)表現(xiàn)為低緩的丘陵區(qū)，由于受北東方向和北西方向兩組斷裂的切割作用，這里被南、受北東方向和北西方向兩組斷裂的切割作用，這里被南、北、西三面的低山所環(huán)抱，地表接收大氣降水的面積較大，北、西三面的低山

13、所環(huán)抱，地表接收大氣降水的面積較大，地下水補給來源充足，具備入滲、運移、儲存的良好條件，地下水補給來源充足，具備入滲、運移、儲存的良好條件，徑流帶方向與構造帶的展布密切相關，構造型態(tài)對基巖裂徑流帶方向與構造帶的展布密切相關，構造型態(tài)對基巖裂隙水起著明顯的控制作用，構造隆起部位地下水有時則會隙水起著明顯的控制作用，構造隆起部位地下水有時則會溢出成泉。如工作區(qū)的南任村流泉，則是典型的構造抬升溢出成泉。如工作區(qū)的南任村流泉，則是典型的構造抬升成因的泉水類型。泉流量成因的泉水類型。泉流量12.5立方米每小時，水溫立方米每小時，水溫14，水，水中偏硅酸等微量元素的含量均達到天然飲用水的標準。中偏硅酸等微

14、量元素的含量均達到天然飲用水的標準。4、 巖脈的控制作用：巖脈的控制作用：變質巖中的侵入酸性花崗斑巖變質巖中的侵入酸性花崗斑巖脈及石英巖脈，因質硬性脆，節(jié)理裂隙發(fā)育，易于地下水脈及石英巖脈，因質硬性脆，節(jié)理裂隙發(fā)育，易于地下水富集，順其走向的張裂隙中易形成良好的集水空間。而變富集，順其走向的張裂隙中易形成良好的集水空間。而變質巖中侵入的基性輝綠巖脈，則因質柔且裂隙多被后期泥質巖中侵入的基性輝綠巖脈，則因質柔且裂隙多被后期泥質充填，故透水性差起到阻水作用。質充填，故透水性差起到阻水作用。 變質巖裂隙的發(fā)育程度受地層巖性、地質構造變質巖裂隙的發(fā)育程度受地層巖性、地質構造和地形地貌影響控制，同時也受

15、降水量、補給范圍、和地形地貌影響控制，同時也受降水量、補給范圍、匯水條件、巖石滲透性能及儲水空間等因素影響。匯水條件、巖石滲透性能及儲水空間等因素影響。地質構造控制富水區(qū)的分布，斷層性質起著導水和地質構造控制富水區(qū)的分布，斷層性質起著導水和阻水作用，斷裂發(fā)育深度決定著含水層的埋深，變阻水作用，斷裂發(fā)育深度決定著含水層的埋深，變質巖中巖層的軟硬程度同時也反映了富水性差異。質巖中巖層的軟硬程度同時也反映了富水性差異。 1、 地層巖性：地層巖性：工作區(qū)大面積分布變質巖。如甘濤河南工作區(qū)大面積分布變質巖。如甘濤河南寺掌組底部厚層的變質長石石英砂巖、南寺組三段的厚層白寺掌組底部厚層的變質長石石英砂巖、南

16、寺組三段的厚層白云巖、一段的變質長石石英砂巖、變玄武巖因其結構致密堅云巖、一段的變質長石石英砂巖、變玄武巖因其結構致密堅硬、張開裂隙發(fā)育，連通性較好，富水性較好。硬、張開裂隙發(fā)育，連通性較好，富水性較好。 2、 地質構造：地質構造：工作區(qū)內構造裂隙發(fā)育很不均勻，巖體工作區(qū)內構造裂隙發(fā)育很不均勻，巖體中張開性構造裂隙分布不連續(xù)相互連通性差，基巖淺層因受中張開性構造裂隙分布不連續(xù)相互連通性差，基巖淺層因受風化裂隙和構造裂隙的影響，裂隙呈不規(guī)則狀的網(wǎng)狀互相連風化裂隙和構造裂隙的影響，裂隙呈不規(guī)則狀的網(wǎng)狀互相連通，所以一般具有導水性。通，所以一般具有導水性。 在第四系覆蓋區(qū)常因裂隙中被泥質充填物堵塞，

17、導水能在第四系覆蓋區(qū)常因裂隙中被泥質充填物堵塞，導水能力差，在基巖風化帶裸露地表出，則有利于接收降水補給，力差，在基巖風化帶裸露地表出，則有利于接收降水補給，但富水性不大?；鶐r深部的地下水為脈狀裂隙水賦存形式，但富水性不大。基巖深部的地下水為脈狀裂隙水賦存形式，受構造應力的控制其透水性具各向異性。在張開、張扭性斷受構造應力的控制其透水性具各向異性。在張開、張扭性斷裂帶和影響帶附近地下水較富集，并且具有承壓性。而在壓裂帶和影響帶附近地下水較富集，并且具有承壓性。而在壓扭性斷裂帶，多發(fā)育閉合裂隙，透水性差且具有阻水作用。扭性斷裂帶，多發(fā)育閉合裂隙，透水性差且具有阻水作用。水文地質條件裂隙水的補給條

18、件裂隙水的補給條件：區(qū)內主要以降水入滲為補給方式，補給條件取決于基巖裸露的面積和裂隙發(fā)育程度工作區(qū)西部金柱-苗峪一帶的碳酸巖地層及大面積出露的變質巖層，基巖裂隙較為發(fā)育，因此具備良好的入滲條件。裂隙水的徑流條件裂隙水的徑流條件：區(qū)內發(fā)育的構造裂隙對地下水的徑流條件具明顯控制徑流帶特點：受北東方向構造控制，徑流帶呈北東方向條帶狀分布，北西向斷裂對各地質體起連通作用，徑流帶內基巖裂隙發(fā)育較好，富水性較好裂隙水的排件泄條裂隙水的排件泄條：天然狀態(tài)下，區(qū)內基巖裂隙水大部分是以人工開采為排泄方式，在個別的向斜仰起端處，地下水受阻上升呈泉，如南任村的流流泉即屬構造上升泉類型。五、五、 第四系與變質巖之間的

19、水力聯(lián)系：第四系與變質巖之間的水力聯(lián)系：區(qū)內區(qū)內山間及東部山前洼地，分布厚度山間及東部山前洼地，分布厚度10-30米不等的第米不等的第四系地層，地下水的流向總體趨勢與地面傾斜方向四系地層，地下水的流向總體趨勢與地面傾斜方向及季節(jié)性河流發(fā)育方向基本吻合，由西向東，繼而及季節(jié)性河流發(fā)育方向基本吻合，由西向東，繼而轉為東北流向。地下水以水平方向運移，又由于殘轉為東北流向。地下水以水平方向運移，又由于殘破積碎石層和沖積沙礫層直接與變質巖接觸，通過破積碎石層和沖積沙礫層直接與變質巖接觸，通過表層的風化裂隙連通。在接受外界降水補給的情況表層的風化裂隙連通。在接受外界降水補給的情況下，第四系地下水垂向補給基

20、巖裂隙水。下，第四系地下水垂向補給基巖裂隙水。六、六、 地下水水化學類型、特征及變化規(guī)律：地下水水化學類型、特征及變化規(guī)律：在徑流條件較好，水交替作用強烈部位，水質類型在徑流條件較好，水交替作用強烈部位，水質類型較好，以重碳酸鈣鎂型水為主，礦化度較好，以重碳酸鈣鎂型水為主，礦化度0.5毫克每毫克每升左右。在水文地質條件復雜，地下水徑流條件弱，升左右。在水文地質條件復雜，地下水徑流條件弱，水交替作用緩慢，水質較差，以重碳酸硫酸鈣鎂型水交替作用緩慢，水質較差，以重碳酸硫酸鈣鎂型水為主，礦化度稍高，在水為主，礦化度稍高，在0.7毫克每升左右。工作毫克每升左右。工作區(qū)內第四系區(qū)域地下水以重碳酸硫酸鈣鎂

21、型水為主，區(qū)內第四系區(qū)域地下水以重碳酸硫酸鈣鎂型水為主，礦化度礦化度0.5-0.6毫克每升，毫克每升，PH值值7.4 變質巖區(qū)主要有三種構造類型，即北北東向、北西向和東西向構造，其中以新華夏北北東向為主體，構造發(fā)育強烈，并且直接控制著地下水徑流帶的分布狀態(tài)，伴隨其存在的北西15度和北東40度的一組共軛張性裂隙，在此起到了很好的導水作用，另外北西西向構造次之，主要起阻水作用，并且構成一個水文地質單元的邊界。 與此同時，區(qū)內還存在東西向延伸的復式背向斜褶皺帶，呈南北等距離排布，這些山脊在地下延伸后形成隱伏的分水嶺。對地下水的補徑排條件起到重要的控制作用。 構造裂隙的規(guī)模、發(fā)育程度影響著變質巖中裂隙

22、水的富水性，地下水的埋藏、分布和運移同構造斷裂的性質有直接的聯(lián)系。地下水徑流帶與構造帶的延伸方向基本吻合，垂向上裂隙的發(fā)育深度即是地下含水層的深部埋深。工作區(qū)西側分布的碳酸巖透水層和變質巖的巖石節(jié)理及風化裂隙，對地下水創(chuàng)造了補給條件。貫通東西的張性斷裂構成地下水徑流的導水通道，構成凹陷的地形和溝谷具備良好的匯水空間。因此，變質巖分布區(qū)地下水是補徑排較為完整的以個水文地質單元。 變質巖的富水性分區(qū)：變質巖的富水性分區(qū)： 1、在韓莊、在韓莊-莊窩一帶第四系覆蓋大面積的甘陶河群南莊窩一帶第四系覆蓋大面積的甘陶河群南寺組三段的結晶白云巖，其巖性和發(fā)育的構造均決定了富寺組三段的結晶白云巖，其巖性和發(fā)育的

23、構造均決定了富水性，地下水呈條帶狀分布。此間發(fā)育的北西西向、北西水性，地下水呈條帶狀分布。此間發(fā)育的北西西向、北西向斷裂可能延伸較遠，與長城系和寒武系的含水巖組向連向斷裂可能延伸較遠，與長城系和寒武系的含水巖組向連通，具備導水連通、匯水空間等水文地質條件。而且水質通，具備導水連通、匯水空間等水文地質條件。而且水質良好，有些屬于礦泉水，單井流量在良好，有些屬于礦泉水，單井流量在30-40立方米每小時。立方米每小時。 2、南任村一帶，構造部位處于復式向斜的核部，基、南任村一帶，構造部位處于復式向斜的核部，基巖裂隙水經過地下自西向東的徑流，遇到角度壓性斷裂構巖裂隙水經過地下自西向東的徑流，遇到角度壓性斷裂構造阻水后，在褶皺帶向斜樞紐端水位抬起，上升呈泉自流造阻水后，在褶皺帶向斜樞紐端水位抬起，上升呈泉自流于地表。實測泉流量為于地表。實測泉流量為300立方米每天，水溫立方米每天，水溫14度，鍶及度，鍶及偏硅酸含量均達到礦泉水標準，水質良好。偏硅酸含量均達到礦泉水標準，水質良好。 變質巖的貧水區(qū)分布：變質巖的貧水區(qū)分布： 1、封龍山北側的上寨封龍山北側的上寨-北故邑村一帶分布的變質長北故邑村一帶分布的變質長石石英砂巖和輝綠巖脈，裂隙和匯水條件稍差。石石英砂巖和輝綠巖脈，裂隙和匯水條件稍差。 2、位于北側陸軍學院、位于北側陸軍學院-