专门水文地质实习一《某厂的供水水源地的确定》.doc
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XX厂供水水源地勘察设计报告
专业地下水科学与工程
班级
组号
2013年10月6日
目录
1、序言 3
1.1、任务来源 3
1.2、目的任务 3
2、自然地理概况 3
2.1、地形地貌 3
2.2、水文气象 3
3、地质及水文地质概况 4
3.1、地层及水文地质特征 4
3.2、构造及其水文地质特征 5
4、工作部署 6
5、勘查区的划分 6
5.1勘查区范围 6
5.2富水区位（段） 7
5.3圈定富水范围 7
5.4勘察孔位的设计 7
6、勘察阶段的划分 8
7、水文地质测绘及工作方法 9
8、工作安排保证（略） 10
9、经费预算（略） 10
10、附图附件 10
1、序言
1.1、任务来源
该厂目前水源是厂南4km的青顶子水库水。
水量虽能满足要求，但水质不好，影响产品质量和发现有部分大骨节和克山病患者。
故该厂提出寻找需水量每日3000m3，水质合乎生产及饮用标准的地下水源。
为确保该厂正常的生产，同时确保开采的优质的水源，特该地区水源地进行供水水文地质勘探工作，勘探的目的为在一定的经济可行情况下，选取优质的水源地为该厂提供充足的水源。
1.2、目的任务
查明拟建水源地范围的水文地质条件，进一步评价地下水资源，提出合理开采方案。
探明的地下水允许开采量满足该厂要求，同时为了节省投资，勘探孔应尽量结合开采井统一布局布置，按开采井要求成井。
2、自然地理概况
2.1、地形地貌
本区地形为低山-丘陵区（海拔350-390m，西部孤顶子山为最高点，海拔515.5m）。
2.2、水文气象
该区年降水量为745mm。
蛤蟆河由东南向西北流经本区，年平均流量为449m3/s，水量充沛，但季节性变化大，且水质欠佳。
由于植被发育，地表水中腐殖酸含量普遍很高，在其含量大于0.2mg/L的地区均有不同程度的克山病和大骨节病患者分布。
地表水易受到生活和工业污水的污染，甚至出现一些有毒成分（见表1的第11、12号水样）。
3、地质及水文地质概况
3.1、地层及水文地质特征
本区地层结合水文地质特征，由老到新分述于下（参见图3）：
太古界鞍山群为本区出露的最老地层，分布在复兴屯至海兴屯一带及抚民屯以南地区。
该层皆以压扭性断层和震旦系地层接触，岩性以花岗混合岩及斜长角闪岩为主，混合化程度较深，片理走向近东西。
区域富水性较差，但在断层特别是断裂的复合部位，局部富含构造-风化裂隙水。
在厂区本层中打了十多个勘探孔，水量一般均小于100m3/d，最大涌水量为300m3/d（降深20m）。
以重碳酸钙镁型水为主，总矿化度、总硬度及PH值都偏小，见表一中1-3号水样的分析结果。
震旦系（Z）：
分布在石灰窑东西两侧及抚民屯一带，该层和下寒武系碱厂组为平行不整合接触，包括：
（1）南芬组（Z1n）：
紫色页岩、钙质页岩、板状页岩和粉砂岩互层，夹少量薄层泥灰岩。
受断层切割出露不全，出露厚度大于300m。
（2）桥头组（Z1q）：
灰绿色页岩和含海绿石的薄-中层细粒石英砂岩，出露厚度小，露头不好，常与南芬组一起划为Z1n+q，出露厚度约30m。
（3）万隆组、八道江组（Z1w+b）：
黄褐色钙质页岩、粉砂岩及青灰色石灰岩互层，夹泥灰岩透镜体，并有少量蠕虫状灰岩和迭层石灰岩，出露厚度80m。
寒武系（∈）:
发育齐全，构成本区北东向向斜构造的主体。
自下而上分为：
（1）碱厂组（∈1j）：
向斜南北两翼均有出露，北翼较完整，南翼因断层错动而破碎不全。
该组灰岩是本区烧石灰的主要原料。
在石灰窑沟和震旦系平行不整合接触。
总厚65m左右。
下部为深灰色厚层块状致密石灰岩，地表见有1-3m高的溶洞和大量垂向溶蚀裂隙，多被红土充填，厚30米。
上部为灰-灰褐色中厚层含白云质条带的豹斑灰岩，地表常沿层理溶蚀成梳状，厚30m。
顶部为灰色细粒白云岩，厚5m。
据矫大桥钻孔揭露，该组在地下溶蚀裂隙发育，并有个别高达0.5-1.0m砂砾石充填的溶洞，钻孔在水位降深5-10m时涌水量达700-1000m3/d。
该水源地日产水量约1800m3，开采动态基本稳定，在三个钻孔中，岩溶发育深度均在100米以上，在石灰窑沟，沟水流入该层后全部渗入地下。
另外，在孤顶屯有从该层流出的泉水，涌水量约2L/s。
本组中地下水多为重碳酸钙镁水，硬度较大，水中腐殖酸及耗氧量较低，铁离子含量小（见表1的水样4）。
（2）馒头组（∈1m）：
底部为3m左右的褐红色泥灰质角砾岩，和碱厂组平行不整合接触。
下部为黄褐色泥灰岩和紫红色页岩互层。
中部为中厚层灰岩，厚约16m，该层下部含黑色沥青质硫质团斑含白云质条带。
上部为典型的砖红色页岩夹紫红色薄-中层泥灰岩。
顶部以厚0.3m的白云岩和毛庄组分界，为连续沉积。
总厚约120m。
灰岩因厚度小，质地不纯，故岩溶不发育。
（3）毛庄组（∈1mo）：
暗紫色粉砂质页岩和粉砂岩互层，裂隙发育，顶部夹3-4层1-3m厚或透镜状的紫色角砾状灰岩，风化面铁锈色，角砾突出。
该层厚110m。
（4）徐庄组（∈2x）：
下部为紫色、深灰色页岩、粉砂岩互层，夹厚1-3m的含鲕和海绿石的生物碎屑灰岩。
中部为紫色薄板状泥灰岩和钙质页岩互层。
上部为黄绿色页岩和薄-中层含鲕生物碎屑灰岩互层，总厚120m。
（5）张夏组（∈2z）：
主要分布在武家沟至双安屯一带。
下部为紫色、灰绿色页岩夹含生物碎屑的隐晶质鲕状灰岩，上部为青灰色中厚层含大量生物碎屑的中-粗粒结晶灰岩，总厚65m。
本组页岩夹层较多，是不利于岩溶发育的因素，但灰岩单层厚度大，质地最纯，故地表见大量的溶隙、溶洞以至落水洞，但被红土充填。
从张夏灰岩中出露的泉水很多，流量一般在1L/s左右，是典型的重碳酸钙水，其特征见表1中的水样5、6。
（6）崮山组（∈3g）：
下部为黄绿-紫色页岩夹中层生物碎屑灰岩。
上部为紫色砂质页岩夹竹叶状灰岩，总厚200m.
（7）长山组（∈3c）：
黄绿及淡紫色页岩夹竹叶状灰岩和灰色薄层灰岩，页岩的页理很发育，总厚121m。
（8）凤山组（∈3f）：
本区仅出露在孤顶子山四周的向斜核部，岩性为深灰色薄-中层厚瘤状灰岩、竹叶状灰岩及泥质页岩互层，灰岩层间含薄层灰绿色泥质条带，总厚为110m。
奥陶系（O）：
出露同凤山组。
岩性为薄-中层灰白色致密灰岩，豹斑灰岩。
根据含左螺旋化石判定其为下奥陶系（O1）。
出露厚度约50m。
第四系（Q）：
分布在蛤蟆河谷、小溪谷及长岗屯一带的阶地上。
从老到新分为：
（1）冰水泥砾层：
分布于高于河床20-40m的阶地上，褐红色，风化破碎剧烈，厚1-3m（因分布狭窄，平面图上未表示）。
（2）阶地玄武岩：
主要分布于长岗屯一带的阶地台面上。
灰黑色薄层，质地较软、少孔，厚5-7m。
（3）河谷冰水砂砾石层：
主要分布于蛤蟆河等较宽大的河谷中。
自下而上为亚砂土、细砂、砾石，夹多层淤泥。
厚5-10m，含水较丰富。
河谷潜水由于受到自然或人为污染，故多为硝酸钠钙水、氯化重硝酸钠水等类型，水中高锰酸钾耗氧量大，硝酸根含量高（见表1中的水样9、10）。
（4）河谷玄武岩：
分布于下集场至抚民屯间的蛤蟆河谷内。
覆盖在冰水砂砾石层上，厚度7-10m。
玄武岩为灰黑色厚层，多孔，垂向“扭曲节理”发育。
其富水程度取决于富水构造及补排条件。
此层中有3个流量均在10L/s左右的泉出露。
由于地表污染，水中腐殖酸和硝酸根含量较大（见表1中的水样7、8）。
火成岩（ε）：
分布在双安屯河谷两侧的东西向和华夏式构造带交接部位，侵入方向为45度及近南北方向，宽度从1-3m至100余米。
主要为闪长岩及二长岩细晶岩脉。
地表小型岩脉破碎裂隙发育，在双安屯的宽大岩脉，则风化为土状，故可能具阻水作用。
3.2、构造及其水文地质特征
本区主要是东西向构造体系和华夏式构造体系。
前者分为先后两期（参看图4、图5、图6）。
前震旦系的老东西向构造体系，主要表现为鞍山群混合岩中的片理和矿物的定向（东西向）排列。
亦见一些东西向的压性断裂和北西向的顺扭断裂。
震旦系后至中生代前的后期东西向构造体系，主要表现为复兴屯至矫大桥的东西向压性断层的存在。
东西向构造体系中，水文地质意义最大的构造行迹是复兴屯至矫大桥之间的压性大断层。
此断层走向大体东西，倾向北，倾角45度，平面上呈波状延伸，长10余km，上盘鞍山群混合岩逆冲于下盘震旦系之上。
断裂带内有少量的断层泥及糜棱岩，断层以南震旦系中可见到与断裂同序次的倒转褶皱，同时断裂附近可见密集的节理带。
由于断层的多期活动，使断层具压和扭的特征，造成上盘混合岩极其破碎，在公路旁见破碎带宽20-40m，在水库南岸见有从该破碎带中流出的泉水（流量不大），说明该带具一定含水意义。
华夏式构造体系是本区骨干构造体系。
其代表性结构面为古生代向斜，轴向为北50度-60度东（北东端翘起，向西南方倾没）呈短轴斜列分布，在大向斜内部尚可见同序次次级规模的褶皱。
在向些南翼50度-60度方向的次级压性断裂和近南北的扭性断裂也相当发育。
此外，在双安屯一带的岩脉，其规模较大者一般是沿华夏式的压性结构面分布，而规模较小者，则多沿近南北向扭性断裂侵入。
向斜本身是汇集和储存地下水的有利条件，尤其是大向斜内的同方向次级褶皱，以及和这些褶皱同时形成的断裂，对聚集地下水也是很有利的。
如地下集场一带∈2z灰岩中次级褶皱和断裂发育，此段在河谷两侧出露宽度较大，在武家沟口宽度达500余米，加之岩层倾向下游，而且有∈3g页岩起阻水作用，故此段灰岩从构造上和补给条件上分析，都有利于形成富水带。
双安屯一带是东西向与华夏式构造体系的复合部位，断裂、褶皱很多，裂隙发育。
有很多岩脉侵入，其中规模较大者为穿过双安屯北东向的中性细晶岩脉，穿插在∈2z和∈3g之间，长约20km，宽约50-80m，显然对于上游（向斜南翼）地下水没有拦阻作用。
4、工作部署
水文地质调查工作的原则：
一般要分阶段进行，要采用综合手段进行，要按一定程序进行，要参照有关规范进行，要加强综合分析研究工作，必须符合多快好省的原则
成立项目部，下设若干测绘小组，每小组人员配备三至四人。
其工作部署：
1.准备阶段、确定水文地质填图单元、统一测绘工作方法，10天左右；2.野外测绘阶段（组织勘探试验），测绘26天左右，并进行钻探及物探等工作，总共预计时间两个月。
3.室内资料整理阶段，对于调查期间所取得的相应的水样进行测定，同时通过试验所得的资料，对其进行处理，编写报告，预计20天
5、勘查区的划分
5.1勘查区范围
根据该区域总体的岩性分布及总体构造特点，大体划分为富水区和贫水区。
根据相关地质资料水文气象条件，工厂北部为富水性较差的前震旦系古老混合岩基岩山区，且混合岩含水性差，南部主要发育为寒武系的灰岩，且岩溶较为发育，常伴有溶蚀现象，是良好的储水空间。
同时该厂南部发育有一向斜，轴向为北东，还发育有多条断裂，为地下水的赋存提供了有利的空间。
蛤蟆河作为主要的河流流经该区域。
因此，该厂区的南部可作为该厂水源地的选址，故该勘查区的范围为：
自复兴屯沿蛤蟆河经双安屯到抚民屯，东起长岗屯，西至孤顶子屯。
5.2富水区位（段）
依旧该地区岩层展布及岩性特点，地质构造发育情况。
根据地下水的赋存特点及运动规律可知，本地主要发育的寒武系的碱厂组灰岩，张夏组的鲕粒灰岩，崮山组的碎屑灰岩，常山组的竹叶状灰岩，凤山组的瘤状灰岩和竹叶状灰岩灰层以及下奥陶系的豹皮灰岩是该地区地下水的主要含水层，其下部为馒头毛庄组的页岩泥岩，是很好的隔水层。
同时本地区发育有为古生代向斜，轴向为北50度-60度东（北东端翘起，向西南方倾没）呈短轴斜列分布，在大向斜内部尚可见同序次次级规模的褶皱。
向斜本身是汇集和储存地下水的有利条件，尤其是大向斜内的同方向次级褶皱，以及和这些褶皱同时形成的断裂，对聚集地下水也是很有利的。
东西向构造体系中，水文地质意义最大的构造行迹是复兴屯—矫大桥压性大断层。
断裂带内有少量的断层泥及糜棱岩，断层以南震旦系中可见到与断裂同序次的倒转褶皱，同时断裂附近可见密集的节理带，在水库南岸见有从该破碎带中流出的泉水（流量不大），说明该带具一定含水意义。
因此主要富水区位（段）为：
复兴屯至矫大桥之间的压性大断层断层带附近，该地区寒武系碱厂组灰岩分布区域，双安屯—顶子山大向斜轴部以及寒武系其他灰岩地层出露的地区。
5.3圈定富水范围
本区域主要为寒武系的灰岩含水层，且出露地表的范围较广，下部为馒头毛庄组的页岩泥岩，易于接受大气降水的补给。
在复兴屯—矫大桥断裂及碱厂组灰岩展布一带，双安屯—顶子山大向斜轴部节理裂隙较发育地带，双安屯、下集场和武家沟之间展布的灰岩地带都是较好的地下水赋存区域，这些区域在构造应力的作用下，节理裂隙较为发育，多发育为压性断层，同时该地区大部分为灰岩展布，为地下水的运动提供了良好的赋存和运动条件。
勘探区选择：
依据所圈定的富水区域，结合地形地貌特点，划分勘探区。
该区域的主要勘察区为：
富水区域一、二、
三圈定的区域以及蛤蟆河流域，查明相关的水文地质条件。
5.4勘察孔位的设计
依据探采结合的原则，在全定的富水区域进行相关的水文地质现场试验。
根据圈定的地下水富集区域和地下水的运动特点共设计7个探采结合井（如图7所示）。
图7
勘探区内的松散堆积层含层厚度一般为25m，厚度较浅，很难满足水量要求，因此，本次钻探要揭穿第四纪到基岩层隔水层顶板，其钻孔1、2、3、4、5深度可确定为90m，钻孔6、7深度为180m。
勘探孔的孔径 对于本次的水文地质勘探试验孔，设计的钻孔直径要以将来能在孔内顺利地安装过滤器很抽水设备，并能使抽水试验正常进行为原则，因此，要根据预计的出水量、过滤器的拟用类型及拟用的抽水设备等，来确定其终孔直径。
由于松散堆积的含水层需要填滤料，所以勘探孔必须有足够大的钻孔直径。
6、勘察阶段的划分
1）普查阶段：
概略评价区域或需水地区的水文地质条件，提出有无满足设计所需地下水水量可能性的资料。
推断的可能富水地段的地下水允许开采量应满足的精度要求，为设计前期的规划，建设水源地地址选择提供依据。
2）详查阶段：
在几个可能的富水地段基本查明水文地质条件，初步评价地下水资源，进行水源地方案比较。
控制的地下水允许开采量应满足一定精度的要求，为水源地初步设计提供依据。
3）勘探阶段：
查明拟建水源地范围的水文地质条件，进一步评价地下水资源，提出合理开采方案。
探明的地下水允许开采量应满足一定精度的要求，为水源地施工图设计提供依据。
4）开采阶段：
查明水源地扩大开采的可能性，或研究水量减少，水质恶化和不良环境工程地质现象等发生的原因。
在开采动态或专门试验研究的基础上，验证的地下水允许开采量应满足一定精度的要求，为合理开采和保护地下水资源，为水源地的改、扩建设计提供依据。
7、水文地质测绘及工作方法
一般采用1:
5000~1:
50000的比例尺，用水文地质测绘、遥感解译、水文地质钻探、物探、野外试验、资源计算等多种手段，查明含水层的分布、埋藏条件、地下水的形成条件、水质、动态变化、补给量、可采量和采水地段，以及开采工艺手段、地下水的保护措施，为开采地下水提供依据。
本次进行1:
5000比例尺的水文地质测绘，先用更小比例尺的地形图作为外作业的底图，通过点、线、面的观测和记录，查明或了解有关问题，进行地质、水文地质测绘。
（1）充分利用遥感影像，提高测绘质量和效率，注意室内判释和野外验证的结合；
（2）向当地居民、单位调查了解有关情况；（3）注意点、线的控制程度和代表性，以穿越法为主，追踪法为辅。
根据一定精度的勘察规范标准对本区域进行勘察。
观测路线宜按下列要求布置：
（1）沿地貌变化显著方向；
（2）沿蛤蟆河、断裂带和地下水露头多的地带；观测点宜布置在下列地点：
（1）地层界线、断层线、标志层、典型露头和岩性岩相变化带；
（2）地貌界线；（3）地质灾害点；（4）井、泉、钻孔；（5）溪沟。
8、工作安排保证（略）
9、经费预算（略）
10、附图附件
图1厂区位置示意图
图2
1
河谷玄武岩
2
河谷冰水砂砾石
3
阶地玄武岩
4
冰碛泥砾层
5
下奥陶统
6
上寒武系凤山组
7
下寒武系长山组
8
下寒武系崮山组
9
中寒武系张夏组
10
中寒武系徐庄组
11
下寒武系毛庄组
12
下寒武系馒头组
13
下寒武系碱厂组
14
上震旦系万隆组
15
八道江组-万隆组
16
下震旦系桥头组
17
下震旦系南芬组
18
桥头组-南芬组
19
太古界鞍山群
20
中性侵入岩
21
压性断裂
22
扭性断裂
23
推断断裂
24
性质不明断裂
25
向斜轴
26
背斜轴
27
地堑构造
28
地层界线
29
地层不整合界线
30
地下水流向
31
岩层产状
32
泉及流量（L/s）
33
高地及标高
34
落水洞
35
取水样点
36
石灰窑
37
水库、河流流向
38
公路桥梁
表1
点号
含水地层
取样地点
总硬度（德国）
PH
总矿化度（g/L）
腐殖酸（mg/L）
耗氧量（mg/L）
阳离子（mg/L）
阴离子（mg/L）
K++Na+
Ca2+
Mg2+
NH4+
Fe2+
Fe3+
Mn2+
meq
HCO3-
CO32-
Cl-
SO42-
NO3-
NO22-
F-
1
海兴屯泉水
4.99
6.50
0.131
0.14
4.19
15.41
26.65
5.47
0
0.1
0.4
0
2.45
115.94
0
11.35
0
14
1.0
0.06
2
Ara
厂供水井
8.44
7.65
0.170
0.04
1.10
6.90
34.67
15.56
0
0.15
0
0
3.31
154.38
0
14.89
14.25
4
0
0.2
3
苇塘沟泉水
7.46
6.80
0.310
0.14
7.71
7.82
30.66
13.74
0
0.03
0.17
0
3.00
163.53
0
5.67
4.73
4
0.08
0.14
4
∈1j
孤顶屯泉水
11.47
7.60
0.320
0.04
1.54
13.11
58.32
14.35
0
0.05
0
0
4.66
237.36
0
7.45
18.99
10
0.004
0.1
5
∈2z
碾子沟泉水
9.14
7.50
0.190
0.06
0.22
10.58
54.31
6.69
0
0.1
0
0
3.72
195.87
0
5.67
14.25
3
0
0.1
6
双安屯南井
10.94
7.58
0.240
0.06
2.42
13.57
10.14
4.86
0
0.05
0.5
0
4.49
205.32
0
26.24
9.50
12
0
0.01
7
Q4
抚民屯蛤蟆河边泉水
11.19
7.00
0.300
0.20
2.97
28.32
51.3
17.39
0
0.1
0
0
5.23
102.68
0
78.71
28.49
48
痕
0.2
8
下集场民井
4.99
6.90
0.290
0.40
4.19
27.83
26.65
5.47
0
0.1
1.1
0
2.99
82.99
0
18.79
9.50
56
0.082
0.1
9
Q4
复兴屯井
8.18
6.05
0.500
0.20
4.41
70.83
44.40
10.21
0
0.05
0.35
0.1
6.14
47.59
0
26.24
4.75
280
0.1
0.1
10
海兴屯路旁井
14.66
6.50
0.560
0.20
5.29
48.07
75.15
17.99
痕
0
0.2
0.14
7.32
130.58
0
23.74
18.99
80
0.8
0.04
11
地表水
沥青房西蛤蟆河水
8.45
7.48
0.098
0.50
3.39
13.80
15.3
5.35
0.16
0
1.0
0
1.83
82.99
0
74.5
9.50
4
0.008
0.14
12
水库水
2.64
7.65
0.066
0.40
5.00
8.97
12.88
3.65
0.12
0.1
0.3
痕
1.33
65.29
0
5.67
4.75
0
0
0.14
图4
图5
图6
图3
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