永交市供水问题研究

华北水利水电大学专门水文地质学课程设计永交市供水问题研究课程设计的目的在学习供水水文地质学有关知识的基础上，通过阅读永交市水文地质图，查明区域水文地质条件，进行地下水资源评价、选择供水水源地及进行开采设计；以达到理论联系实际，培养分析问题和解决实际问题的能力．设计提纲及内容要求一、自然地理条件1．地形：根据图中水文网的发育及所附剖面图上的地形变化分析本区地势特点及汇水条件．2．水文：分析水文网的发育情况、水系发育与地形、岩性及构造的关系．利用水文站所测资料绘制河流流量历时曲线，根据曲线分析河流流量变化特点。3．气候：绘制该区气象要素曲线：分析降水及蒸发情况．二、区域地质条件1．地层：分析各层的层序、岩性及分布规律．2．构造：分析区域构造特点、主要构造类型的展布规律及对地形和水文网的控制作用。三、区域水文地质条件1．地下水类型及埋藏分布规律：根据地层岩性、结构及钻孔、泉等资料划分地下水类型及含水岩组，并分析各含水岩组的含水性及埋藏分布规律．2．地下水补给、径流情况与排泄方式，并分析地表水与地下水的转化关系．3．地下水化学特征，根据所附资料，总结本区地下水化学性质、水质类型及变化规律。4．地下水动态：分别绘制14号孔，晋柏泉和兰村泉的水位或流量动态曲线，分析各曲线特点及影响动态变化的主要因素。四、地下水资源评价1．地下水水质评价选择代表性水点分别按生活用水、工业锅炉用水和农田灌溉用水的水质坪准进行评价，确定适宜生活用水、工业用水和农田灌溉用水的含水层（组）及分布范围。2．地下水水量评价根据永交市区域水文地质条件，按所划分的区域选择评价方案。(1)基岩山区地下水补给资料评价．①根据水文站及泉的资料，计算基岩地区不同类型地下水的径流模数；②根据径流模数计算地下水补给量；③根据晋柏泉动态，采用相关分析法预测丰、平及枯水年的泉水流量；（2）平原区地下水补给资源评价①建立均衡方程式②根据动态观测资料计算不同地区臃水入渗系数③计算平原地区地下求补给量五、地下水开采设计1．选择永交市供水水源地根据区域水文地质条件及地下水资源评价的结果，选择永交市供水水源地(近期需水量为3万立方米／日，远期为5万立方米／日)。2．农田灌溉开采设计枣阳河冲积平原需进行农田灌溉，耕地面积为2万亩，进行开采设计．(1)计算单井开采量，按6英寸深井泵(按抽水量50立方米／时计)，每年5、6、7三个月用水，每天开机16小时计算；(2)根据灌区地下水补给量，计算开采井数；(3)根据灌区面积计算开采井井距及确定布井方案；⑷按开采强度法检验中心区水位降深是否符合要求。六、结论及建议分析所得结论及评价中存在的问题，指出进一步工作的意见。目录第一章自然地理条件······················································································1第一节地形·····························································································1第二节水文·····························································································1第三节气候······························································································2第二章区域地质条件························································································2第一节地层······························································································2第二节构造······························································································4第三章区域水文地质条件················································································4第一节地下水类型及含水岩组划分······························································4第二节地下水补给、径流、排泄条件·····························································6第三节地下水化学特征···············································································7第四节地下水动态特征···············································································8第四章地下水资源评价····················································································10第一节水质评价·······················································································10第二节水量评价·····················································································11第五章地下水开采设计····················································································13第一节选择永交市供水水源地···································································13第六章结论···································································································13第一章自然地理条件第一节地形研究区位于永交市，地貌上研究区北西部以冲积平原为主，南东部以丘陵地带为主，有庙山、石屏峰，紫阳山等低山丘陵分布，与东湖、黄河等天然水系的交相呼应，形成了总体上南东高，北西低的的地形特征。研究区平原地带的海拔高程在500~960m，丘陵地带峰顶海拔高程一般在890~1381m，海拔最高的为石屏峰(1381)，最低位黄河(500)。研究区内水系分布密集，黄河在研究区西部呈南北走势，并有涞阳河、汾阳河两个支流位于两个地貌单元。研究区北部有少量成因不明的黄土出露。第二节水文研究区的地表水资源十分丰富，河流湖泊在研究区纵横交错，主要的水系有黄河、涞阳河、汾阳河、东湖。依据丘陵地貌划分的分水岭提供了天然的汇水条件，水系的总体流动方向为由南到北，由东向西，有丘陵到平原地带再集中汇入黄河。区内地下水的赋存于碳酸盐岩含水层中，赋存不均一，其中部分被第四系地层所覆盖。在灰岩夹白云岩的地区以及构造活动强烈的区域：岩石破碎、裂隙发育，岩溶水、裂隙水明显富集，地下水流动总体方向与地表水一致。图1河流泉流量历时曲线从水文站的观测资料上来看，兰村泉涞阳河与汾阳河流量季节性变化明显：7、8、9月份水量丰富，在8月份的水量最高，分别达到0.545m3/s、0.182m3/s、0.105m3/s,12、1、2月为枯水期。第三节气候研究区年平均降雨量为509.5mm,主要集中在6~9月，通常春夏多雨，秋冬少雨，日降雨量最大可达117.7mm，冬季降雨量少，时有干旱发生。图2气象要素随时间变化曲线一年中气温变化大，夏季最高气温可达25.2℃，冬季气温最低可达-3.9℃，年平均气温为11.8℃。蒸发量在6月份达到最大，最大值为324.2mm，在十二月份的蒸发量为53.0mm，是全年中最小的，年均蒸发量为1866.6mm。第二章区域地质条件第一节地层研究区的地层横跨两个地貌单元，其中第四纪冲积、洪积物分布面积大，占总面积的45~50%，与下覆地层呈角度不整合接触关系。丘陵地带出露的地层岩性由老到新分别为太古界片麻岩(Ar)、元古界砂岩及大理岩(Pt)、寒武系灰岩夹白云岩(∈)、下奥陶统灰岩夹白云岩(O1)、石炭系砂页岩夹煤层(C)、二叠系砂页岩夹煤层(P)、三叠系紫红色砂页岩(T)。三叠系砂岩、二叠系砂页岩组成向斜核部地层。由于构造活动和第四系覆盖的原因地层出露不全，没有泥盆统和志留统的地层，奥陶统的地层缺失中统和下统。地层岩性分布简述如下：太古界片麻岩分布于研究区东部，且海拔较高，为基岩出露区。元古界砂岩及大理岩沿分水岭分布，寒武系下奥陶系地层占研究区30%的面积，其主要分布于研究区南东方向。二叠系、三叠系石炭系地层出露于庙山山顶一带，与下覆地层呈平行不整合的接触关系。图3永交市水文地质图第二节构造研究区内构造运动活跃，褶皱和断层方面均有发育。在横弯褶皱作用下发育了以庙山为核部的向斜构造，在断层方面发育了一条NE-SW走向的覆盖研究区的大型正断层，正是该断裂的出现划分了两个不同的地貌单元，以及位于研究区南东方位一个NW-SE走向的逆断层。1、褶皱庙山向斜：是研究区内发育的规模最大，轴迹呈向NE向延伸较远的开阔褶皱。该向斜核部由三叠系紫红色砂页岩，向斜两翼地层由二叠系砂页岩、石炭系砂页岩夹灰岩、下奥陶统灰岩夹白云岩、寒武系灰岩及页岩、元古界砂岩及大理岩组成。岩层相向倾斜，南翼产状为330°∠30°，北翼被第四系堆积物覆盖，近核部岩层倾角较缓，在15°~25°。褶皱发育改变了原始的局面，形成了高低不平的地形地貌，为地表水由南向北的汇集提供了地形条件，地层的倾斜、岩层破碎情况也改变了地下通道的发育条件，从而控制和影响了地下水流的方向。2、断层本区域的断层是在褶皱形成之后发育的，有影响整个研究区的大型正断层，也有影响局部的小规模逆断层。两断层相交，且正断层发育晚于逆断层。正断层：发育于三叠系地层形成后，其标志有地层缺失，两个不同的地貌单元相连。断层发育是造成南东高，北西低的根本原因，决定了研究区内地表水汇集后的流动方向。在断裂带上有泉出露，分别是兰村的溢流下降泉和晋柏的侵蚀上升泉。逆断层：发育于研究区一角，切割向斜的转折端，在该断层处发育西冶接触下降泉。第三章区域水文地质条件第一节地下水类型及含水岩组划分研究区拥有平原、丘陵两种地貌特征，位于东南分水岭之内。研究区有基岩出露，如位于分水岭处的太古界片麻岩，以及庙山山顶处的三叠系紫红色砂页岩，二叠系砂页岩、石炭系页岩。研究区内还有碳酸盐岩地层，且分布面积较大。在研究区有大面积第四系堆积物覆盖，堆积物为全新统冲积层，全新统湖积层，上更新统洪积层，上更新统冲积层，中更新统冲积层，这些洪积物、湖积物，冲积物的松散结构为地下水赋存提供了空间。研究区的地下水类型按含水介质可分为：第四系松散堆积物孔隙水、基岩裂隙水、碳酸盐岩岩溶水；根据其埋藏条件又可将岩溶水分为覆盖型岩溶水和裸露型岩溶水。表1永交市地下水类型及含水岩组划分表地下水类型含水岩组代号第四系松散堆积物孔隙水全新统孔隙潜水含水岩组Q4al-Q4l上更新统孔隙潜水含水岩组Q3pl-Q3al中更新统孔隙潜水含水岩组Q2al-Q2-3基岩裂隙水三叠系-二叠系裂隙潜水含水岩组T-P石炭系裂隙潜水含水岩组C元古界-太古界裂隙潜水含水岩组Pt-Ar裸露