二疊系灰?guī)r含水層地補給、排泄、徑流條件簡述

水文地質(zhì)學基礎題目：二疊系灰?guī)r含水層的補給,排泄、徑流條件簡述學院專業(yè)班級姓名二疊系灰?guī)r含水層的補給、排泄、徑流條件簡述1.1地形東王村整體地勢為南西與北東地勢高，中部地勢低。區(qū)域總面積約為105km2。根據(jù)附圖三給出的A-A'的水文地質(zhì)剖面圖可知，從A到A,地勢先緩慢的上升到大約3km處出現(xiàn)斷層，導致地勢急劇下降到最低點高程約為400m,再繼續(xù)上升，往北北東又出現(xiàn)了砂巖頁巖互層與片麻巖相互接觸的接觸斷層，最后上升至最高點A1600多米處，高差為200m。對于剖面B-B1，可以明顯看到褶皺現(xiàn)象。主要匯水區(qū)集中分布在中部兩河流匯流處，根據(jù)東王村地區(qū)水文地質(zhì)圖可以看出該地區(qū)有兩條河流并交匯，東西向的河流發(fā)源于東部山脈，向西流向另一條河流處，故地表匯流處就在此地；潛水埋藏于J2地層中，從鉆孔測得的含水層水位標高可以看出1號鉆孔處為潛水含水層最低水位地理位置與地表水交匯處相近，故判斷本地區(qū)匯水集中于中部地表河流交匯處附近。匯水主要原因可能是地勢高低大氣降水對地表水和地下水補給，地表水對地下水補給，其他含水層的相互補給和對地下水的補給。1.2氣候根據(jù)表H東王村多年（1951-1970年）平均降水量及氣溫資料，我們可以得知，該地區(qū)的降水主要集中在每年的夏季4-8月份，降水較為平均，1至6月降雨持續(xù)穩(wěn)定上升，在6月達到最高，6至12月降雨持續(xù)下降，12月降水最少，全年降水總量為1260.4mm。氣溫從1月到8月持續(xù)上升，8月到12月呈下降趨勢，其中8月份氣溫最高，1月最低，年溫差為16.9°C，全年平均氣溫為16.5°C。由此可見東王村是個夏季溫暖濕潤，冬季寒冷少雨的地方。1.3水文根據(jù)水文地質(zhì)圖可知，該地區(qū)水系不太發(fā)育，分布不太集中，有些松散，水系之間的水力聯(lián)系較少，河流的補給來源主要是大氣降水與地下水補給，外圍流量小于中間地帶；主干河流沿盆地邊緣由北西向南東流向，在它的分水嶺也發(fā)育于盆地邊緣，發(fā)育在第四系水系上分布最廣，在灰?guī)r地區(qū)因地下水匯勢而形成較大溶洞，且該地下水分布極不均勻，有各向異性，頁巖和細砂巖因透水性能差，該區(qū)域水系分布少，構造對地表水的發(fā)育和中斷起決定性作用；由該圖可知，正北方向構造對河流起中斷作用，形成地表水向地下水的補給關系，圖正南方向構造對地表水的起源有一定的影響；地下水的流向由東到西。前泥盆系地層發(fā)育很多小支流，一部分為常年河，一部分為季節(jié)性河流；石炭系地層也有河流發(fā)育，但基本都是季節(jié)性河流；二疊系地層有許多泉出露，沒有河流；侏羅系地層發(fā)育常年河流；第四系發(fā)育有最大的支流，有許多小支流匯入，并一起流入西側干流中。根據(jù)測水站所測數(shù)據(jù)可知，整個河流水系流入時流量為1.5m3/s，流出時為2.75m3/s，其中有東西向的支流流入1.2m3/s，其他增加的流量推測來自于大氣降水及地下水補給。:域地質(zhì)條件2.1地層該地區(qū)地層從新到老為第四紀沖積物（面積約為1/9）、晚侏羅世砂頁互層、中侏羅世夾煤頁巖、早侏羅世長石石英砂巖、二疊紀石灰?guī)r（面積約1/3）、石炭紀夾砂頁巖與前泥盆紀片麻巖及頁巖（面積約5/12）其中第四紀與晚侏羅世地層、早侏羅世與二疊紀地層、石炭紀與前泥盆紀地層之間均呈角度不整合接觸。其中片巖及片麻巖主要分布在東部以及西南角，出露高，中部地帶主要出露為砂巖和砂礫巖，且部分被第四紀覆蓋，石灰?guī)r、砂礫巖出露較少。整個地區(qū)地層以二疊紀和侏羅紀出露最廣。2.2構造根據(jù)B-B’水文地質(zhì)剖面圖可以知道該地區(qū)北部有一背斜，中部偏年有一向斜，北部的背斜核部為石炭紀砂巖與頁巖互層，兩翼為二疊紀石灰?guī)r；偏南的向斜核部為侏羅紀砂巖及頁巖，兩翼為二疊紀石灰?guī)r和石炭紀砂巖。該褶皺軸跡為南北向，是一個直立水平褶皺。向斜褶皺所形成的的盆地地形有利于接受大氣降雨補給，大氣降水沿兩翼向核部匯集。東王村地區(qū)存在地塹構造，東部與西部地區(qū)有正斷層，東部的斷層為南北走向，分布在石炭紀與前泥盆紀地層之間，角度較大，有河流發(fā)育，可導水，斷距大于480m，傾角約75°；西部的斷層為NW-SE走向，上盤為侏羅紀到二疊紀地層，下盤為前泥盆紀地層，該斷層可導水，地表有泉出露，斷距大于430m，傾角約30°。斷層會影響巖溶的發(fā)育，地質(zhì)勘探孔的分布，以及泉的分布，斷層外及其旁邊的泉分布較多。東部地區(qū)的斷層上盤為石炭系頁巖夾薄層砂巖，下盤為AnD片麻巖和片巖，由A-A1水文地質(zhì)剖面圖知上盤下移，為正斷層，西南

邊斷層為同沉積斷層。域水文地質(zhì)條件3.1巖層含水性表口6-3巖層含水性說明表代號時代巖性裂隙及巖溶發(fā)育情況泉流量/L-s-1鉆孔單位涌水量/L-s-1-m-1巖層含水性劃分Qal第四紀（沖積物）角度不整合晚侏羅世砂礫石孔隙發(fā)育03.1強含水層J3泥質(zhì)砂巖與砂質(zhì)頁巖互層裂隙閉合隔水層J2中侏羅世長石石英砂Jd-L巖裂隙張開（裂隙率為1.5-1.8）1.50.1-0.11弱含水層J1早侏羅世角度不整合二疊紀頁巖（夾煤層）裂隙閉合隔水層P純質(zhì)石灰?guī)r巖溶發(fā)育（成巖溶率為9.4-13.5）761.30.9-1.1強含水層C石炭紀角度不整合前泥盆紀頁巖夾薄層砂巖裂隙閉合弱含水層AnD片麻巖及片Jd-L巖構造裂隙閉合，發(fā)育風化裂隙0.32無淺部弱含水層深部隔水層第四紀巖層由沖積物砂礫石組成，孔隙發(fā)育，鉆孔單位流量為3.1L?s-i?m-i（3號鉆孔），泉流量為0，為強含水層；晚侏羅世由泥質(zhì)砂巖與砂質(zhì)頁巖互層組成，裂隙閉合，泉流量為0，而晚侏羅世因巖性和透水性能較差、無鉆孔，推測為0，巖層含水性差，為隔水層;中侏羅世巖性為長石石英砂巖，裂隙張開，鉆孔單位涌水量為0.1L?s-1?m-1（1號、3號鉆孔），中侏羅世夾在早侏羅世與晚侏羅世之間為承壓水層，其排泄方式以下降泉的方式排出，泉流量為1.5L-S-1（12號泉），巖層含水性好,為強含水層；早侏羅世由頁巖和夾厚為3~5m的可采煤層組成，裂隙閉合，巖性比較致密，所以鉆孔涌水量幾乎為零，為隔水層；二疊紀巖性為純質(zhì)石灰?guī)r，巖溶發(fā)育，且隨構造發(fā)育，泉流量為761.3L-s-1（1-11號、13號泉），鉆孔單位涌水量為1.0L?s-1?m-1（1號、2號鉆孔），為強含水層，但含水性差異性大；石炭紀巖性為頁巖夾薄層砂巖，裂隙閉合，沒有泉出露，為弱含水層或隔水層；前泥盆紀巖性為片麻巖及片巖，構造裂隙閉合，巖石致密，深部為隔水層，但又因為存在風化裂隙，可含少量水，有泉出露，其泉的形式主要是下降泉，泉流量為0.32L-S-1（14-17號泉），淺部為弱透水層。二■系含水層巖溶發(fā)育特征：a.巖溶發(fā)育條件巖石可溶性：P地層為純質(zhì)石灰?guī)r，為碳酸鹽巖；可溶巖透水性：巖層中存在兩類空隙，一為與沉積共生的孔隙，二位后期構造作用中形成的構造裂隙，這里發(fā)育于中部褶皺區(qū)及兩個斷裂帶附近；水的侵蝕性：從二疊系的水化學特征中可看出重碳酸根含量較高；水流條件：地下水循環(huán)交替是巖溶發(fā)育的充要條件，不斷更替具有侵蝕性的水，將溶解與侵蝕的物質(zhì)帶走，留下巖溶；生物條件：從降水與氣溫資料中可得出該地應該為亞熱帶季風氣候，植物與微生物豐富，向土壤中釋放的二氧化碳較多。b.巖溶分類根據(jù)巖溶現(xiàn)象分布的區(qū)域分為三類：P與J1分界線處，該地區(qū)剛好位于中心盆地區(qū)域，是地下水流的集中排泄處，地層接觸處側向運移遇阻，連線匯集，故而巖溶發(fā)育；P與AnD東部斷裂北部在斷裂帶附近，該斷層不導水側向運移受阻，流線匯集，故而巖溶發(fā)育；P與C交界處，分水嶺為高地勢，地下水向中心匯聚，且在C地層中有常年（季節(jié)）河流，被巖溶水襲奪，推測該處存在局部溯源侵蝕，地下水截斷地表水從而形成地表巖溶現(xiàn)象，可能有落水洞、溶蝕漏斗等現(xiàn)象；P地層中部地區(qū)，此處不是地層接觸處，故推此處構造裂隙發(fā)育，控制水優(yōu)先運移，形成差異性溶蝕，裂隙區(qū)巖溶程度進一步加大。3.2各含水層的主要水文地質(zhì)特征1）各含水層的出露分布特征由圖可知，二疊系為純質(zhì)石灰?guī)r，出露范圍較大，巖溶發(fā)育，是本地區(qū)主要含水層；中侏羅統(tǒng)為長石石英砂巖，裂隙張開，形成較薄的含水層。其中，區(qū)中二疊系中的含水層主要以泉的形式出露，沿其與上侏羅統(tǒng)巖層界線分布。其它含水層則沒有出露。2）泉的出露條件、類型及命名根據(jù)補給泉的含水層的性質(zhì)，可將泉分為上升泉和下降泉兩大類；圖中顯示共有17處泉，東王村附近的泉主要為下降泉，主要分布在二疊系與下侏羅統(tǒng)地層中，為溢流泉，地下是由灰?guī)r與頁巖構成，含有豐富的地下水，以潛水為主，編號為12、13的泉為上升泉，分布在斷層地帶，為斷層泉；在斷層地區(qū)冒出的水量，主要是來源于地下承壓水在靜水壓力下溢流出的泉水。具體各個泉的性質(zhì)見表1。白m泉號出露地層泉流量/(L-S-1)水化學類型出露成因泉命名1-11P759HCO3-Ca,Mg溢流下降泉12J21.5HCO3-Na斷層上升泉13P2.3SO4-Na,Ca14-17AnD0.32HCO3-Ca侵蝕下降泉3）二疊系含水層的水溫及水質(zhì)變化特征二疊系純質(zhì)石灰?guī)r出露范圍較大，屬可溶性巖，巖溶現(xiàn)象隨構造發(fā)育，由于巖溶發(fā)育，使得巖層極易透水給水，并可給出相當數(shù)量的水，故為本地區(qū)主要含水層。根據(jù)表H可看出水質(zhì)從東向西二疊系氯化物濃度增高，重碳酸根與硫酸根稍有減少，礦化度明顯增大，水溫略有升高，約20°C左右，比該地區(qū)全年平均且~/溫高。4）中侏羅統(tǒng)含水層的水溫及水質(zhì)變化特征中侏羅統(tǒng)含水層的水溫比該地區(qū)全年平均氣溫稍高約17C，從該地區(qū)地下水化學成分分析知中侏羅統(tǒng)含水層中有硫酸根離子，為中礦化度水，但隨其深度增加礦化度有一定減少。因3號鉆孔中出現(xiàn)了較多的低礦化度離子如鈣離子、鎂離子、碳酸氫根離子?？偟膩碚f該地區(qū)含水層中的水為中礦化度水。水質(zhì)從東向西礦化度增加，水溫略有升高。5）含水層的補給、排泄、徑流條件含水層主要補給來源于大氣降水，早侏羅世與晚侏羅世地層的滲透性能差，中侏羅世的滲透性能較前兩個要好，侏羅系巖層主要側向徑流排泄的河流；二疊紀巖層透水性能好，尤其是在盆地邊緣，即與AnD相交地區(qū)，巖溶發(fā)育強烈，補給通過大氣降水和石炭系向其側向流入，形成補給的巖溶通道。排泄方式主要通過泉排泄以及地下水補給地表水。地表水徑流主要與地形有關，構造也對其具有一定的影響。地下水在第四紀地層中以潛水的形式流動，在二疊紀巖層中以巖溶通道徑流，水體總勢在該地區(qū)的西部排泄，我們可以從6號泉、3號鉆孔、1號鉆孔及13號泉的礦化度及水溫來判斷徑流強度變化：6號泉-3號鉆孔-1號鉆孔-13號泉M0.25 1.9 4.0 4.1t15°C 19°C 20°C 23°CP含水層中的地下水從東到西運移，水溫逐漸變高，表明水位埋深變深，礦化度逐漸增大，表明徑流強度逐漸減弱，水循環(huán)速度下降。從補給區(qū)到排泄區(qū)，徑流強度減弱，二疊系石灰?guī)r區(qū)巖溶發(fā)育處以及第四系砂礫巖區(qū)的徑流強度大。3.3斷裂帶的水文地質(zhì)特征東部斷層為南北走向，斷層的傾角在85°左右，傾向向西，上盤為石炭系頁巖夾薄層砂巖，下盤為AnD片麻巖和片巖，為正斷層，斷層北部由石炭系向二疊系側向流入，斷裂帶附近河流被截斷，股推測該斷層不導水。西部的斷層為NW-SE走向，上盤為侏羅紀到二疊紀地層，下盤為前泥盆紀地層，地表有泉出露，是地下水沿斷層向上噴涌而成，均為上升泉，然而12號、13號泉流量很小，且沿斷裂帶流經(jīng)的河流所受的補給也極小，所以推測該斷層是隔水斷層，該斷層導水性較差。據(jù)表H