东王村水文地质学报告

该报告为个人理解，仅作为同学们的参考，切勿照搬！地质现象本就有多解性，活学活用知识才是正解！东王村地区水文地质图读图报告读图提纲一、区域自然地理条件1.地形：由A-A’和B—B’剖面结合区域河流流向，东王村地区地形总体是东高西低，南北高中部低，中部为东西走向向斜核部形成的盆地，有利于四周汇集大气降水补给。位于地区北西侧的正断层使得上盘岩层发生跌落，地形上表现为断层西部较东部高出约100米，成为南西侧地区的分水岭。区域内沿西侧断层的延伸方向发育有一条沿南北向的主干河流，最大支流横跨东西部，经盆地中心汇入主干河流。2.气候：该地区四季分明，气温和年降雨量落差较大，降雨主要集中在3—8月份，最大平均降水量出现在六月，为218.0mm；气温峰值与降雨同期，最高达28.7度（8月），最低达1.8度（1月）。气候属于亚热带季风气候。3.水文：该地区地表水资源分布不均匀，主要分布在地区南部。构造和地形对地表和地下径流流向起决定性作用。受地形影响，主要发育东西向水系，东北方向和西北方向的支流在盆地中部汇集，形成一条流向东偏南方的河流，并最终汇入沿南西侧断层的干流中。地下水资源分布广泛，资源充沛。岩溶现象在二叠纪灰岩地层中均可见，相对集中在地区北部，形成了良好的地下径流条件；南部灰岩地区因出露面积小，接受大气降雨补给少，因此岩溶发育不如北部。泉集中分布在北部也证明了上述结论。主要地下水资源集中在P,J2和Q地层中（据水文地质勘探孔3），其中Q包含潜水，P和J2包含潜水和承压水；J1与J3地层因发育弱透水页岩层使得导水能力不强。河流的补给来源主要是大气降雨补给、地下水补给，整个河水流量出境时是2.75m3/s，支流总流量为2.7438m3/s(东北方向支流流量为1.2m3/s，西北方向支流流量为1.5m3/s，泉1、12、13的流量分别为40L/s，1.5L/s，2.3L/s)，增加量很少，是由于西部断层的弱导水性，阻碍了地下水和河水的联系。二、区域地质条件1.地层：老到新依次是早泥盆纪（AnD）的片岩及片麻岩，出露于图幅的右部和左下角，分布面积广；石炭纪（C）页岩夹薄层砂岩，出露于图幅的下部和上部，与下伏AnD片麻岩角度不整合；二叠系（P）纯质石灰岩，大面积出露；早侏罗统（J1）的页岩，与下伏岩层角度不整合，中侏罗统（J2）长石石英砂岩，晚侏罗统（J3）的泥质砂岩与砂质页岩互层，环状出露于J1内侧；Qal的砂岩，出露于图幅中部河道两侧沟谷地带，与下伏地层不整合接触。2.构造：(1)褶皱：该地区中部发育有一个向斜褶皱，中间低两翼高，轴略向西倾，由核部至翼部地层由新到老，由北向南地层出现重复。所形成的盆地地形有利于接受大气降雨补给。在盆地中部一带，形成许多小支流，这些支流均为常年性河流，除了降雨补给，还接受地下水补给，最后这些支流向盆地中部地带汇集成最大的支流。(2)断层：东部和西部分别发育一个断层，东部断层是走向为北东——南西向的正断层，西部断层是走向为北西—南东向的正断层，两个断层导水性都较弱，严重阻碍了地表水与地下水的联系，可视为该地区的含水系统的边界。沿东部断层上部出现了许多岩溶，这是由于断层带发育许多构造裂隙，是构造薄弱地带，更容易发育岩溶构造，断层西侧是二叠纪石灰岩，极易沿构造裂隙形成岩溶地形，成为地下径流通道。三、区域水文地质条件1.岩层含水性：主要含水层是中侏罗统（J2）、二叠统（P）、石炭统（C）、第四纪（Q）地层，隔水层依次是晚侏罗统（J3）、早侏罗统（J1）地层，早泥盆纪（AnD）片岩及片麻岩的浅部是含水层，下部是隔水层。详述如下：(1)早泥盆纪（AnD）片岩及片麻岩浅部发育风化裂隙，构造裂隙闭合，属于弱含水层，存在少量出流量少的泉眼（14-17号），最大流量为0.1L/s。雨季会在出露地表出现季节性河流。深部为坚硬基岩，构造裂隙闭合，导水性很差，可视作隔水层，与断层一起形成该地区隔水边界。(2)C地层岩性为页岩夹薄层砂岩，也无泉水出露，该岩层出露地表上多发育季节性河流，因此该岩层为相对隔水层。虽无资料支持，但不排除核部构造破碎区存在深层地下水的可能。(3)P地层的岩性为石灰岩，裂隙率高，岩溶十分发育，且分布广泛；泉水出露多，且流量都很大，总量达611.3L/s（泉1~7、9~11、13号），水文地质探孔最大单位涌水量为1.1L/（s*m），该层是很好的含水层。(4)J1地层岩性为页岩，裂隙闭合，底部有煤层，透水性差，无泉出露，在P灰岩与该层交界处多发育溢流下降泉，以上说明该地层为隔水层。(5)J2地层岩性为长石石英砂岩，裂隙开放，裂隙率较P地层小很多，无泉水出露，水文地质探孔最大单位涌水量为0.11L/（s*m），为一般含水层。(6)J3地层岩性为泥质砂岩与砂质页岩互层，无泉出露，钻孔未见涌水，为隔水层。(7)Qal地层的岩性为砂砾岩，主要是松散沉积物，透水性好，有泉出露（泉8）且流量为150L/s，水文地质探孔单位涌水量为3.1L/（s*m），为该地区强含水层。2.各含水层的主要水文地质特征：(1)各含水层的出露分布特征：该地区含水层是Qal、P、J2、AnD。早泥盆纪（AnD）片岩及片麻岩出露于图幅的右部和左下角，分布面积广；二叠纪（P）灰岩，大面积出露于图幅上部，下部也有部分出露，总体位于向斜两翼翼端；中侏罗纪（J2）砂岩，呈环带状出露于图幅中部；Qal的砂砾岩，出露于图幅中部河道两侧。(2)泉的出露条件、类型及命名：1～11号泉为溢流下降泉，12～13号泉为断层上升泉，14～17号泉为侵蚀下降泉。除8号泉外，1～11号泉均出露于P和J2地层交界处；8号泉出露于Qa1地层中河谷边缘；12、13号泉沿西侧断层分布，临近干流，补给可能为J2与P的承压水；14~17号泉出露于And地层，成为区域支流的源头。3.二叠系含水层的水温及水质变化特征：二叠系含水层地下水化学成分参考钻孔1、3号，泉6、10号。因泉6、10号库尔洛夫式十分相近，故采用6号泉。从A—A’剖面图可以判断，地下水水流方向是由东向西的，先后经过6号泉，3号钻孔，1号钻孔。因二叠系含水层为灰岩，且该点埋深浅，蒸发浓缩作用强，所以6号泉主要含重碳酸根和钙、镁离子；同时由于溶滤作用弱，地下水整体矿化度较低，属淡水。随地下水向西流动，水位埋深增加，水温升高，脱碳酸作用使重碳酸根含量降低；溶滤作用增强，硫酸根离子和氯离子浓度增加；钙离子和镁离子浓度降低，钠离子浓度升高，说明在越流接触J2长石石英砂岩过程中发生了离子交替吸附；总体矿化度升高，3号钻孔为M=1.9的微咸水，至1号钻孔变为M=4.0的咸水。4.中侏罗统含水层的水温及水质变化特征：J2的含水层的水温及水质变化特征可从1号和3号钻孔看出，从A—A’剖面图可以判断，地下水水流方向是由东向西的，先后经过3号钻孔，1号钻孔，由于J2地层主要分布了潜水和承压水，在该地层水位埋深较小，会出现浓缩作用；随着地下水流向西运动，由于溶滤作用使得矿化度不断提高，即出现1号钻孔矿化度高于3号钻孔，前者M=0.84，后者M=0.5，均属于淡水。长石等矿物富含钠离子，在离子交替吸附作用下使钙离子和镁离子浓度降低，钠离子浓度升高；水温沿地下水流动方向逐渐升高，使重碳酸根毫克当量略有降低。5.二叠系含水层的补给、排泄、径流条件：P含水层的补给主要来自大气降雨补给和少量地表水补给。P地层的岩性是灰岩，是很好的含水层。排泄主要通过泉，蒸发排泄很少，可能存在向其他含水层排泄。在地表浅部，降水补给下渗迅速，P含水层接收补给后，一部分水以泉的形式排泄，一部分水在地层穿插到侏罗系地层后通过深部径流，形成承压水，水循环深度逐渐增大，地下水径流缓慢。该地区最好的径流条件是北部发育的大量岩溶，地下径流通道密集，有利于地下水的运移。6.断裂带的水文地质特征：在地区东部和西部分别发育一个断层，均是局部导水。东部正断层：下盘岩性为片麻岩及片岩，上盘上部为薄层灰岩，下部为C的页岩夹薄层砂岩，脆/塑性上部为局部导水，塑/塑性下部不导水。大角度正断层为压性断层，压性断裂中心部分的构造岩细碎紧密，透水性很差。断层东侧出露14和15号泉，形成两条常年性支流，这两条支流和断层带的一些季节性河流经过断层后，都直接通过高渗水性的松散沉积物快速入渗到P中去，补给地下水，而在断层上部出现了许多岩溶，这是由于断层带发育许多构造裂隙，是构造薄弱地带，更容易发育构造，断层左侧是二叠纪的石灰岩，极易沿构造裂隙形成岩溶地形，接受地表水，形成地下水。该断层的意义在于使C、P、J地层下降，有利于储水。由于AnD浅部存在风化裂隙水且与P，Qa1地层均有接触，直接影响区域内的地下水补给，所以把该断层看作地下水系统的边界欠妥，但考虑到风化裂隙水含量很少，影响微弱，仍将断层视为隔水边界。西部正断层：下盘岩性为片麻岩及片岩，上盘下部是P的石灰岩，上部为J的塑性页岩和脆性砂岩层，脆/塑性断层局部导水。正断层为压性断层，压性断裂中心部分的构造岩细碎紧密，透水性很差。断层带上出露12和13号泉，通过比较库尔洛夫表达式，12号泉：3466240.9206625HCOSOMtNaCa，13号泉：436321164.123424016SOClHCOMtNaCaMg，1号钻孔J2：3470240.84196427HCOSOMtNaCa，P：436520154.023444016SOClHCOMtNaCaMg，可见12号泉与J2地层的地下水化学组分相似，13号与p地层相似，得出12号泉由J2补给，13号泉由P补给，但是两个泉的泉流量很小，可见断层是导水的，但是导水性很差。河流量方面，由地表测水站1号和2号监测的两条大的支流流量之和为2.7m3/s，加上12号和13号泉流量，略小于3号测水站的监测值2.75m3/s，而断层穿过了很多含水层，可见断层是弱导水的。该断层的意义是构成含水系统的边界。7.地下水资源的概略估算：通过年排泄量来计算地下水资源量：P中的泉流量为611.3L/s（1～7、9~11、13号泉）；Q中地下水为出境水量（3号测站）2.75m3/s-其他地下水补给量和入境水量（1~7、9~15号泉，测站1）2.11294m3/s=637.06L/s；J2中泉流量是1.5L/s（12号泉）；AnD中泉流量是0.32L/s（14号、15号、16号、17号泉）。共计1250.18L/s，考虑蒸发损失补给量应略大，约1260L/s，年补给量为3.97*10^10m3。二叠系含水层年补给量为611.3L/s*3600*24*365/1000=19.27*10^6m3。