焦作地区水文地质和工程地质认识实习.docx
《焦作地区水文地质和工程地质认识实习.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《焦作地区水文地质和工程地质认识实习.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
焦作地区水文地质和工程地质认识实习
焦作地区水文地质和工程地质认识实习
1实习目的：
2实习时间及地点:
3实习内容：
水文
本区河流分属黄河水系和海河水系两大水系，河流有丹河、西石河、山门河、纸坊沟、峪河、新河、大沙河等，丹河属于黄河水系，其余河流属于海河水系。
丹河和峪河为常年性河流，其它为季节性河流。
丹河发源于山西省高平县境内，干流长162km,流域面积3150km2。
山路平水文站多年平均流量为11.1m3/s，基流量为6.8m3/s。
该河流经灰岩分布区，河流漏
失严重，是焦作市岩溶地下水的重要补给源之一。
后寨至后陈庄段是河水强烈渗漏河段，渗
漏量1.284—1.734m3/s。
西石河、山门河、纸坊沟流经灰岩分布区，河流漏失严重，常表现为干谷。
除丰水年有洪水流出山口外，其余时间均无水流，河水在距出山口5-10km地段
全部漏失补给地下水。
普济河、群英河（闫河）、翁涧河发源于市区北部山区，自北向南流
经焦作老城区，在高新区汇入新河。
三条河流均为排污河，常年接纳市内工业污水和生活污水，只有当山区爆发洪水时，才会有洪流通过。
三河流均为严重污染河流，主要污染指标是
化学需氧量、生化需氧量、悬浮物、高锰酸钾指数、非离子氨和挥发性酚。
新河源于灵泉碑村西南角的灵泉湖水，流向自西向东，总长16.7km，河床宽3.0m，深1.5-2.5m。
灵泉湖是
地下水以自流泉形式泄于地表而成，近年来因区域地下水水位下降，泉流量减小，流入新河
地下水量很小。
目前，新河水流主要是来自市区的工业和生活污水，50年一遇洪峰流量为
1749m/s。
大沙河是幸福河和沙河在灵泉碑南郭村北汇聚而成，其中沙河上游是石河，发源于山西陵川县，丰水期山区爆发洪水时才有洪流通过，其余时间水流主要是工业和生活污水
及排泄于地表的地下水。
河宽200m,河床宽4-5m，深2-3m，两岸有河堤，百年一遇洪峰流
3
量2730m/s。
河水污染严重，主要污染因子是化学需氧量、生化需氧量、高锰酸钾指数、挥发性酚、悬浮物、非离子氨。
表焦作地区主要河流基本情况一览表
水系
河流名称
发源地
流域面积
kmf
流量（m/s）
备注
断面
最大
最小
平均
黄河
丹河
山西高平
3150
山路平
1880
4.09
11.1
西石河
山西陵川
333
孤山
245
峪河
山西陵川
556.36
峪河口
882
0.15
3.41
海
河
纸坊沟
山西陵川
255
马鞍石
69.7
山门河
本市山区
123.7
白庄
89.8
普济河
本市山区
丰收路桥
2.6
环保局监测站
1995年
实测平
均流量
群英河
本市山区
站前路桥
0.4
翁涧河
本市山区
建设东路桥
1.4
新河
灵泉湖
灵泉碑断面
0.6
住郭庄断面
10.0
大沙河
山西陵川
修武水文站
5.6
构造
本区基岩断裂构造发育，多为高角度正断层。
受断裂构造控制，区内地层形成由北向南
呈阶梯状下降的单斜式构造形式，地层倾角为10°-20°。
现将对深层岩溶水运动、分布和富
集有控制意义的断层简要描述如下：
（1）凤凰岭断层
西起西向附近的石河附近，与盘古寺断裂相交，向东经丹河、瓦窑沟，在焦作北部沿太
行山山前展布，地貌上构成山区与平原的分界线。
过焦作后隐伏于新生界地层之下，向东经
过王母泉、葛庄，至狮子营一带尖灭，全长70km。
断层呈东西向走向，倾向南，倾角70°-80°,为一正断层，落差200—300m。
该断层带岩石破碎，溶蚀裂隙、溶孔、溶洞发育，多个钻孔揭露过直径大于1m的溶洞，导水性和富水性强，是岩溶地下水的强径流带和富集带，大型集中水源地（岗庄、阎河等）和大型岩溶水充水矿井（演马矿）均处在该断层带上，各水源地取水量很大，但水位降深和影响范围有限。
（2）朱村断层
朱村断层是盘古寺一新乡断裂的一部分，盘古寺一新乡断裂西起济源克井盆地以西山区，向东经盘古寺、河口、柏山、焦作，直至新乡市南部的郎公庙，全长约160km。
。
呈东
西走向，倾向南，倾角为60°—70°,北盘上升，南盘下降，落差700—1000m。
断层北盘的
奥陶系灰岩岩溶含水层与南盘的石炭一二叠煤系地层及新生界相对阻水的地层对接，使岩溶
水不能通过断层向南运动，从而构成岩溶水的南部边界。
断层带岩石破碎，岩溶发育，断层
北侧构造发育，断层北侧的岩溶水沿王封断层、39号井断层等北东向导水断层渗流。
（3）九里山断层
断层走向北东，倾向北西，倾角700。
南东盘上升，北西盘下降，落差300—1000m。
南东盘局部地段中奥陶统灰岩直接暴露地表，形成北东向展布的残丘，残丘附近中奥陶统灰
岩与第四系地层接触，形成天窗”天然状态下，残丘附近曾是区域岩溶地下水的排泄中心，岩溶水以泉群形式集中排泄，50年代泉流量达12m3/s。
该断层与也是岩溶水强径流带，演
马庄矿特大型突水后，岩溶水降落漏斗也沿断层扩展。
九里山断层西南端与朱村断层交汇，中间被凤凰岭断层截断，东北端与方庄断层交汇，起到沟通各大断层的作用。
（4）赵庄断层
西南端在与凤凰岭断层斜接，向东北方向延伸，全长35km，倾向南东，倾角65°—85°。
赵庄断层和朱岭断层组成地垒构造，对焦作地区岩溶水渗流和分布有一定控制作用。
断层两
侧岩溶水水位及动态明显不同，北侧为高水位区，断层南侧为低水位区，断层两侧水位相差
70-240m。
（5）方庄断层
呈北西走向，落差200m,倾向南西，西盘上升，东盘下降。
导水性强，该断层西侧的
冯营矿多次突水，最大突水量85m2/min。
该断层与NE向展布的九里山断层相交，来自北部
山区的岩溶水沿方庄断层带和九里山断层带运动、富集。
此外，规模比较大的断层还有39号井断层、3号井断层、天官区断层、王封断层、冯
封断层、黑龙王庙断层、马坊泉断层等。
图2-1焦作地区基岩断裂构造纲要图（1：
20万）
（F1—凤凰岭断层；F2—朱村断层；F3—九里山断层；F4—方庄断层；F5—赵庄断层；F6—39号井断层；
F7—3号井断层；F8—天官区断层；F9—中站断层；F10—王封断层；F11—冯封断层；粗黑线表示山区与平原分界）
区域水文地质条件
焦作的地下水资源由岩溶水和孔隙水组成，以岩溶水资源为主。
据河南省第一水文地质工程地质大队《河南省焦作市东小庄水源地水文地质勘察报告》（1989年），焦作地区地下
水天然资源总量为10.758m3/s,其中岩溶水为8.09m3/s,相当于25512.6万m'/a;孔隙水为33
2.668m/s，相当于8413.80万m/a。
岩溶水水文地质条件
焦作裂隙岩溶水系统是我国北方岩溶区发育比较典型的系统之一。
区内寒武—奥陶系碳
酸盐岩出露面积大，地层厚，岩溶裂隙发育，为岩溶地下水的补给、径流和排泄提供了有利条件。
区内构造发育，岩溶水分布和运动明显受构造的控制，一些规模较大的断裂如凤凰岭断层、朱村断层、九里山断层及方庄断层是岩溶水的强径流带，控制了矿区岩溶水的分布和总体运动方向。
焦作山前地区是九里山泉域岩溶水的集中排泄区，北部山区是岩溶水的补给区，地表分布的碳酸盐岩面积达1167.5km2，地表及地下岩溶发育，有利于岩溶水的补给和赋存。
良好的补给、赋存和径流条件，使焦作岩溶水资源丰富。
处在山前的焦作矿区，则因矿井水文地质条件复杂，矿井水害严重，成为我国著名的岩溶大水矿区之一。
焦作北部山区是岩溶水补给区，焦作山前冲洪积平原区则是岩溶水的排泄—径流区。
山区地表分布有大面积的碳酸岩盐，溶蚀裂隙及溶孔发育，接受大气降水的入渗补给。
丹河、西石河、山门河和子房沟河流经碳酸岩盐分布区，河床渗漏严重，地表水沿河渗漏是焦作岩溶水的重要补给来源之一。
丹河常年有水，多年平均渗漏量为1.60m3/s，其它河流属季节性
河流，河床漏失也严重，河水在距出山口5—10km地段全部漏失补给地下水。
岩溶水在焦作北部、西部接受补给后，由北向南向山前排泄区径流。
赵庄断层是一条弱
导水断层，岩溶水以赵庄断层为界形成水位差达70—200m的地下水力陡坎。
断层北为高水
I°H31。
虫卜!
IsIH"E]了乙3$NJ9
[~F11l13匚匚]11LZ1H匸二]15匚二116
1—JfiUM系江——石墟雄总——申臭叫烧皿一亠下臭脚烧十上蕈武烧诣一「屮惡武憧用一下豪武
7——太占界油—一断层沖——山区平駅分界线；“一地层界绘订1—岩聊泉，12——粘札凰酣号"3--旷丿朴圧飯堆"5——察址边界门$——子摹址或畀
位区，岩溶水水位与大气降水同步变化，水位变幅与降水量大小成正比。
断层南是低水位区，
岩溶水水位低，水位受大气降水和人工开采的双重影响，年水位变幅小。
枯水期（每年3—5
月份）高水位区岩溶水位在130—160m之间，而低水位水位在70—80m左右。
丰水期（每
年9—10月）岩溶水获得大气降水入渗补给后，高水位区岩溶水水位会很快上升至
200—240m，而低水位区岩溶水位仍保持在80-85m左右，水位上升幅度通常只有10—12m。
近山前地带是岩溶水排泄一径流区，断裂构造和岩溶发育。
岩溶水自山区水平径流至排
泄区后，便沿凤凰岭断层、九里山断层、朱村断层等强导水断裂运动、富集，并形成岩溶水
强径流带。
、
天然条件下，岩溶水在九里山残丘南侧的奥灰天窗”处以泉群形式集中排泄，在目前开
采条件下，人工开采和矿井排水是岩溶水主要排泄方式。
孔隙水水文地质条件
孔隙水主要分布于山前冲洪积平原区（图2）,含水层主要为砂砾石层或中细砂层，顶板埋深为20—40m。
I■I1\bIhlhEZJ41Il6EZ37II「」8/"Iio匚刁u匸三］门匚H□匚三I冷［三］巧匚己苗［ZE〕口匚□旧
厚度为10—15m，导水性和渗透性较差，单井出水量1000—3000m3/d。
山前倾斜平原的前
缘区，含水层为上更新统中细砂，单层厚度5—10m，富水性差，单井出水量500—1000m3/d。
坡洪积裙区，含水层是坡洪积的碎石和砾石，连续性差，多呈透镜状，局部半胶结，富水性
最差，单井出水量小于500m3/do
孔隙水与岩溶水水力联系
孔隙水与岩溶水属于两个不相同的含水层系统，各自有相对独立的补给、迳流和排泄条
件。
孔隙水主要分布于山前冲洪积平原的第四系冲洪积物中，含水空间是孔隙，岩溶水主要
分布于奥陶系灰岩中，含水空间是裂隙岩溶。
岩溶水补给区在北部山区，属于远源补给，大
气降水入渗和山区河流渗漏是岩溶水的补给来源。
山前倾斜平原区是岩溶水集中排泄区，人
工开采和矿井排水是岩溶水的主要排泄方式。
孔隙水的补给来源包括大气降水入渗、农田灌
溉水回渗、河流和沟渠地表水沿河渗漏等，补给区范围与其分布范围一致，属于近源补给。
排泄方式为人工开采、蒸发、泉排泄及地下迳流等。
在山前冲洪积平原上，第四系冲洪积物
孔隙水含水层在地表浅部，奥灰岩溶水含水层埋藏于石炭一二叠煤系地层之下，奥灰含水层
之上有350m—400m厚的石炭一二叠系砂岩、泥岩隔水层，奥灰岩溶水与浅层孔隙水一般无直接水力联系。
但在九里山一演马矿一带，由于九里山断层北西盘下降，南东盘上升，使石炭、奥陶系
地层直接和第四系地层接触，局部地段中奥陶灰岩出露地表，形成天窗”（图3-4），使奥灰
含水层、第四系含水层、石炭系薄层灰岩含水层（L2和L8）相互间可以发生一定水力联系。
表现在：
其一，奥灰水与孔隙水互相补给。
20世纪60年代之前岩溶水水位高，岩溶水补给
孔隙水，岩溶水在此直接出露成泉。
目前，孔隙水水位高于奥灰岩溶水水位，孔隙水补给岩
溶水。
其二，孔隙水越流补给石炭系薄层灰岩岩溶水。
石炭系薄层灰岩在松散沉积物有条带
状露头，孔隙水水位高于薄层灰岩岩溶水水位，孔隙水越流补给后进入九里山矿和演马矿矿
井中，最后以矿井排水形式排出地表。
矿井水主要来源于石炭系岩溶水和奥灰水，矿井长期
排水不仅使石炭系岩溶水和奥灰水位下降，也使九里山、演马矿附近的第四系孔隙水水位下
降，并形成水位降落漏斗。
因此，在九里山一演马矿一带，岩溶水和第四系孔隙水有一定水
力联系。
因发生水力联系的范围有限，且奥灰水与孔隙水水位相差不大，水力联系的程度有
限。
正是因为如此，多年来九里山一演马矿一带孔隙水降落漏斗面积基本上没有变化。
0
-10
-20
145
7J
图3-4
九里山“天窗区”剖面图
1—断层；2—煤层；3—灰岩；4—地下水位；5—砂岩泥岩
焦作水资源开发利用状况
焦作市开发利用地下水的形式有：
供水总公司大型水源地集中开采、厂矿自备井水源地
（水源井）集中或分散开采、矿井排水和郊区农业分散开采四种。
焦作市供水公司现有水厂六座（第三水厂于2001年4月停产），以开采岩溶水为主，并
利用少量地表水（群英水库），其中第七水厂（东小庄水源地）和第二水厂（周庄水源地）开采规模较大。
供水公司近五年（1996-2000年）年均开采岩溶水4680万m3/a，利用地表
3
水600万m/a（表1）。
焦作城区共有厂矿自备水源井224眼，其中岩溶水开采井96眼，孔隙水开采井128眼。
岩溶水的开采主要集中在焦作电厂（岗庄水源地46眼井）、爱依斯万方电厂（待王水源地
14眼井）、化工三厂（6眼井）、热电厂（4眼井）、中州铝厂（14眼井）和化工总厂等企业，孔隙水的开采主要集中在造纸厂、平光厂、中州机械厂、化工一厂、轮胎厂和化工二厂等企
业。
近五年自备井年均开采地下水6230万m3/a，其中开采岩溶水5360万m3/a,开采孔隙
水870万m3/a。
表1焦作市规划区地下水开采现状统计表
开采方式
岩溶水开采量
（万m3/a）
孔隙水开采量
（万m3/a）
合计
（万m3/a）
供水公司水源地
4680
厂矿自备水源井
5360
870
6230
近郊农业区
4600
4600
矿井排水
10976
3660
1463
合计
21016
9130
30146
焦作矿区现有大型煤矿9座，主要分布在焦东矿区，矿井排水总量为5.95m3/s,相当于
33
18764万m/a，扣除22%的重复排水量，实际抽排地下水16436万m/a，其中岩溶水为10976
万m3/a，孔隙水3660万m3/a。
近郊农村农民生活用水、农田灌溉用水和乡镇企业生产用水开采孔隙水约为4600万
m3/a。
从表1可以看出，岩溶水开采量为21016万m3/a,低于岩溶水天然资源量；孔隙水开
采量9130万m3/a，高于孔隙水天然资源量。
岩溶水尚有一定开发潜力，而孔隙水处于轻微超采状态。
焦作市水务有限责任公司担负着焦作市中站区、解放区、山阳区、马村区以及高新技术开发区居民生活用水和工业用水的供水工作。
现有水厂7座，设计日供水能力25.5万m3，实际日供水能力19.2万m3。
主要以深层岩溶水为水源，水库水和矿井水为辅助水源。
截止2005年底，供水管网长度364km，管网覆盖面积达50km2,供水人口72万人，供水量为5478.67万m3。
焦作电厂岗庄水源地概况如下：
岗庄水源地是焦作市内开采岩溶水规模最大的水源地,现有开采井46眼,年均开采量为3720万m3/年。
位于焦作市北部山区与平原分界线（凤凰岭断层带）附近,1980年9月建成使用,是焦作电厂的自备水源地。
初建时,共有水源井30眼，分布在东西长250m，南北宽150m，面积0.04km2的范围之内。
井群分两排布置，南排21眼井，北排12眼井，排距100m，井距10m。
井深275.15—430m，终孔层位多达到冶里组白云质灰岩。
工程地质条件主要写工程地质分区，以铁路为界，以北在什么地貌单元，其工程地质水文地质有何特点，以南的地貌单元，其工程地质水文地质有何特点。
这一部分自己写。
实习认识：
写几点体会
升级会员 