水资源论证培训课程04实例--傍河地下水水源地

第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证上岗培训河南省沁北电厂水源地地下水取水论证实例—傍河地下水水源地第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训目录一、研究区概况二、地质及水文地质条件三、地下水水流数值模拟四、不同方案下的地下水水位预测五、结论与建议第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训020040060080010001200195619601964196819721976198019841988199219962000年份降水量(mm)北温带大陆季风气候，四季分明，雨量充沛。多年平均降水量644.2mm(五龙口站1956～2000年资料)一、研究区概况－气象第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训模拟期的1987年至1989年平均降水量和蒸发量分别为579.8mm和714.5mm。0501001502002503001987年1月4月7月10月1988年1月4月7月10月1989年1月4月7月10月年份降水量、蒸发量(mm)降水量(mm)蒸发量(mm)一、研究区概况－气象第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训沁河白涧河安全河石河区内主要河流有沁河、白涧河、安全河和石河一、研究区概况－水文第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训沁河发源于山西省沁源县太岳山脉霍山南麓二郎神沟，自北向南流经沁源，安译、沁水、阳城、晋城等县、市，于晋城栓驴泉进入河南境内，于济源市五龙口出太行山进入平原区，经沁阳、武陟、于武陟(zhi)县南贾村注入黄河。一、研究区概况－沁河第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训05010015020025030080.182.184.186.188.190.192.194.196.198.100.1年月流量（m3/s）141.6141.8142142.2142.4142.6142.8143143.2143.41980.11981.11982.11983.11984.11985.11986.11987.11988.11989.1时间水位（m）沁河（五龙口站）水位变化曲线一、研究区概况－沁河沁河（五龙口站）流量变化曲线第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训测流断面区间距离与地下水关系区间差（m3/s）沁1（省庄）～沁6（沙沟）7.80km补给地下水0.35沁6（沙沟）～沁7（龙泉南）14.40km排泄地下水2.09一、研究区概况－沁河第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证上岗培训区域地形总的趋势为北高南低，西高东低，北部为太行山山区，南部为沁河及蟒河冲洪积扇区，根据成因及形态，模拟区地貌分为四个区。一、研究区概况－地形地貌第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证上岗培训地貌分为四个区：1、中高山区(Ⅰ区)洪积扇区冲积平原区河谷区冲积平原区2、洪积平原区(Ⅱ区)3、冲积平原区(Ⅲ区)4、河谷区（Ⅳ区）一、研究区概况－沁河第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证上岗培训工业用水量：826.148万m3/a，人畜用水量：358.610万m3/a，井灌净用水量:2705.805万m3/a，合计:3890.563万m3/a(1.234m3/s)地下水开采主要用于季节性农田灌溉，全区井灌面积90950亩。一、研究区概况－地下水开采现状第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训沁北电厂水源地区内主要出露的地层为第四系地层，广泛分布于太行山前洪积扇及沁河、蟒河冲洪积平原上，地表出露有Q4，Q3，钻孔内可见Q2及Q1。A-A’B-B’C-C’二、地质及水文地质条件—地层分布第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训（1）全新统(Q4)沿沁河两岸从上游到下游，厚度逐渐变薄，粒径逐渐变小，粘性土含量逐渐增多。五龙口以上，卵石层厚约50m，间夹薄层砂类土透镜体．五龙口以下卵石层厚度约20～50m，粘性土透镜体轴向加长，逐渐相连，留村以下，表层有约10m厚的中细砂层，下覆20m厚的卵砾石层，富含地下水，为主要取水层。（2）上更新统(Q3)广泛分布于山前洪积扇和沁河冲积扇上，在洪积扇上以漂砾石、卵砾石为主，粒径100～300mm，成份以石灰岩为主，磨圆度较差，间混粘性土，卵石砾石在深部变薄，与亚粘土透镜体成互层状态，厚度变化较大，一般在50～150m左右。二、地质及水文地质条件—地层分布第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训（3）中更新流(Q2)主要为洪积相，其次为坡积、残积相，岩性为棕红色，棕黄色亚粘土及粘土，含钙质结核，局部夹砂砾石层透镜体，地表仅在山麓零星出露，钻孔内分布于标高9～28m，厚约28～85m。（4）)下更新统(Q1)地表未出露，仅在宋寨南“地6”孔中遇到该层。主要为棕红色粘土，含钙质结核和卵砾石，多呈硬塑状，部分固结为坚硬土，分布标高在-28m以下，厚度大于140m。二、地质及水文地质条件—地层分布第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训区内松散含水层的分布可划为四种：1.沁河河谷冲积层含水层(Q4a1)2.沁河冲积扇含水层(Q4a1)3.沁河古河道冲洪积层含水层(Q2～3al+pl)4.山前洪积扇裙含水层(Q2~4pl+dl)二、地质及水文地质条件—地下水赋存条件和分布特征第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训沁河新老冲积扇分布图二、地质及水文地质条件—地下水赋存条件和分布特征第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训按照地形地貌，地层岩性，富水程度及地下水化学特性，将本区划分为三个不同的含水层富水性分区：（一）极强富水区(I区)（二）强富水区(Ⅱ区)（三）中等富水区(Ⅲ区)极强富水区强富水区中等富水区二、地质及水文地质条件—地下水赋存条件和分布特征第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训1、沁河冲积扇的五龙口以上河谷潜水的径流补给；2、沁河段的渗漏补给，经计算有0.86m3/s的流量；3、农田灌溉的渠道和田面的回归入渗补给；4、大气降水的入渗补给。地下水的主要补给来源包括：二、地质及水文地质条件—地下水补给、径流、排泄第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训1、自五龙口到沙沟的7800m的地段，该地段内地下水往沁河下游方向（大体向东方向）径流运移。2、沁河冲积扇地下水往东径流运移至沙沟以下河段，由于河床标高降低，坡降加大，故出现了一部分地下水溢出排泄到河水之中。沙沟～龙泉河段14400m，地下水排出量为0.89m3/s。此段是地下水的径流排泄地段。3、自龙泉起沁河冲洪积层地下水主要以向河流排泄为主，其余部分地下水继续往东、往南的下游方向流动。研究区的径流和排泄的方式包括：二、地质及水文地质条件—地下水补给、径流、排泄第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训研究区地下水等水位线及流向示意图二、地质及水文地质条件—地下水补给、径流、排泄第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训水源地地下水动态的特征包括：1、降水入渗型(IIA+B区)该区分布于山前洪积扇裙，水位埋深较大，一般在20～70m，地下水补给主要靠降水入渗补给，地下水位随降雨量增加而上升，但上升的时间往往滞后10～15天。131131.5132132.5133133.5134134.51987年1月1987年7月1988年1月1988年7月1989年1月1989年7月时间CH6地下水位（m)0.050.0100.0150.0200.0250.0300.0350.0降雨量（mm)降水量地下水位降水量与观测井CH6水位变化过程曲线二、地质及水文地质条件—地下水动态特征第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训2、降水—灌溉型(IIIA+B区)该区分布于沁河左右两岸冲积扇上，水位埋深较浅，一般在3～10m，区内有广惠渠及广利渠两个灌渠，机井广泛分布，其地下水除受降雨入渗补给外，且与农灌季节关系密切，灌溉期水位普遍升高，非灌溉期水位普遍降低，但年变幅较小。二、地质及水文地质条件—地下水动态特征第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训133.0133.5134.0134.5135.0135.5136.0136.5137.0137.5138.01987年1月1987年7月1988年1月1988年7月1989年1月1989年7月时间地下水位（m)141.4141.6141.8142142.2142.4142.6142.8143143.2143.4河水位（m)地下水位（m）河水位（m)沁河水位与观测井水位示意图3、水文型(Ⅳ区)该区分布于沁河两岸的阶地及漫滩上，地下水埋深较浅，2～5m。地下水与沁河河水关系密切，沁河涨水，地下水位升高；沁河落水，地下水位降低，其地下水位总趋势比河水位低，说明河水补给地下水二、地质及水文地质条件—地下水动态特征第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训计算区内地下水共分成六个水化学类型区：1、重碳酸型水区(I区)2、重碳酸—硫酸型水区(Ⅱ区)3、硫酸-重碳酸型水区(Ⅲ区)4、硫酸一氯化物型水区(Ⅳ区)5、重碳酸一氯化物型水区(V区)6、重碳酸—硫酸—氯化物型水区(Ⅳ区)二、地质及水文地质条件—地下水化学特征第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训VisualMODFLOW水流模拟流程图三、地下水数值模拟—模型建立开始确定剖分的网格数定义含水层类型、边界条件输入原始数据（包括初始流场、顶板标高、底板标高等）输入参数k、μ值以及边界值用迭代法计算水位水位差是否符合精度要求？保存最后结果读取计算结果，显示流场图结束NoYes第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训模拟区网格剖分图根据模拟区已收集到的资料及地层的垂向分布特征，将研究区含水层系统概化为一层，共剖分成146行和184列，每个单元格长为198米，宽为144米，为了准确地模拟未来水源地、沁河两岸的地下水流场变化，在上述地区将剖分网格加密。三、地下水数值模拟—模型建立第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训在整个计算区内较为均匀地选择了17眼观测孔，以期达到控制孔隙水流场的目的。观测井分布示意图三、地下水数值模拟—模型建立第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训含水层参数分区图考虑计算区含水层的岩性特征、大量的抽水试验资料等实际情况，将计算区分为15个参数区，并根据所掌握的抽水试验资料及经验值来给定参数的初值。图例三、地下水数值模拟—模型建立第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证上岗培训开采井分布图模拟区内已有的开采井主要用于农田灌溉，根据实际开采量将各乡分布的开采井概化成大井。三、地下水数值模拟—模型建立第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证上岗培训第一年第二年第三年第一年末，各个地下水水位观测孔的模型模拟与实际观测地下水水位结果之间的平均误差为0.868m，均方根为1.09m，标准化均方根为7.14％；第二年末，平均误差为0.657m，均方根为0.812m，标准化均方根为5.68％；第三年末，以上三参数分别为0.518m，0.629m，4.43%。三、地下水数值模拟—模型建立第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训观测孔II-5观测孔CH6观测孔CH7下图分别为三个观测孔计算水位与观测水位对比的变化过程曲线，结果显示模拟的结果较好，说明所建立的模型正确。三、地下水数值模拟—模型建立第四讲建设项目地下取水水源论证实例建设项目水资源论证培训四、不同方案下的地下水水位预测－方案的确定沁河来水方案河三个来水方案指沁河干流无骨干调节工程、有张峰水库、有张峰与河口村水库调节三种情况下的沁河月、年来水过程（五龙口断面下泄流量过程）。地下水三个开采方案地下水三种开采方案是指沁北电厂取水量分别为全年0.97m3/s（二月份为1.6