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水文地质工程地质实习报告 4 区域水文地质条件

是20m和70m,是煤层底板充水含水层,常造成矿井底板突水。石炭系薄层灰岩地表出露很小,直接接受大气降水入渗补给量非常有限,仅在近山前及九里山、演马矿一带与第四系松散沉积物条带状接触的区域,接受上部空隙水的越流补给。因此,石炭系薄层灰岩是煤层底板的直接充水层,对煤矿生产构成威胁,但供水意义不大。

4.1.3 第四系松散沉积物空隙水含水层组

空隙水主要分布于山前冲洪积平原区,含水层主要为砂砾石层或中细砂层,顶板埋深为20-40m。受地质、地貌和水文地质条件的影响,含水层富水性空间分布不均。

丹河、西石河、三门河等河流的冲洪积扇上,含水层为砂砾石层,厚度20-50m,导水性和渗透性强,补给、径流条件好,富水性最强。单井出水量扇体上部为3000-5000m3/d。冲洪积平原的扇间区,含水层为砂、砂砾石,连续性差,常呈透镜体,厚度为10-15m,导水性和渗透性较差,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/d。 4.2 地下水的补给、径流、排泄条件 4.2.1 岩溶水的补给、径流、排泄

焦作北部太行山区是岩溶水补给区,地表分布有大面积的寒武—奥陶系碳酸盐岩,地表及地下岩溶发育,且山区大气降水丰富,扩大气降水入渗是焦作岩溶水重要补给来源之一,见图4-1。丹河常年有水,流经碳酸岩盐分布区,河床渗漏严重,多年平均渗漏量为1.60m3/s。西石河、三门河、子房沟河流属季节性河流,经碳酸岩盐分布区,河水在距出山口5-10km地段全部漏失补给地下水。地表水沿河渗漏也是焦作岩溶水的重要补给来源之一。

降水入渗补给区排泄区河流渗漏Qc+po2o2图4-1 岩溶水接受补给方式剖面示意图

岩溶水在焦作北部、西部接受补给后,由北向南、向东南以水平径流方式向

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山前排泄区径流汇集。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的底下水力陡坎。断层北为高水位区,岩溶水水位与大气降水同步变化,丰水期(每年9-10月)水位200-240m,枯水期(每年3-5月)水位130-160m,水位升降幅度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,丰水期水位仍80-85m左右,枯水期水位70-80m,年水位变幅10-12m。近山前地带断裂构造和岩溶发育,岩溶水循环径流交替条件好,是岩溶水排泄—径流区。来自北部山区的岩溶水,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。区内分支断裂及小构造也十分发育,相互连通,从而使山前地区的岩溶水具有统一流场和相似的水位动态。

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。 4.2.2 空隙水的补给、径流与排泄

空隙水补给来源有大气降水入渗、农田灌溉水回渗和地下水侧向径流等。山前冲洪积平原区地势比较平坦,地表植被发育,包气带岩性多为砾石、砂及粉质粘土等,渗透性好,大气降水容易下渗补给孔隙地下水。因此,大气降水入渗是孔隙水的重要补给方式之一。市区西部和市区东部农业区多用矿井排水灌溉农田,焦作南部农业区多采用城市污水灌溉农田,矿井水和污水沿渠道渗漏、农田灌溉水回渗也是孔隙水的重要补给方式。人工开采、矿井排水和地下水蒸发是孔隙水的主要排泄方式。此外,在灵泉碑和小张庄,孔隙水还以泉和自流井形式向外排泄。

天然条件下,孔隙水由冲洪积扇上部向扇前缘径流,径流方向与地形坡降方向基本一致,可见附图3焦作市高新区等水位线图,在目前开采条件下,受矿区长期排水及人工开采影响,孔隙水径流状态发生了变化,孔隙水分布区出现了水位埋深—含水层疏干区,水位降落漏斗区和水位稳定区。近山前地带,因煤矿长期排水和人工开采,水位大幅度下降,水位埋深30—60m,含水层处于疏干—半疏干状态。老城区南部因集中开采已形成孔隙水水位下降漏斗,漏斗附近孔隙水由漏斗边缘向中心运动。丰收路以南孔隙水,补给与排泄处于平衡状态,水位稳定,地下水自西北向东南运动。

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4.3 地下水水化学特征

本区岩溶水属于大气降水、地表水溶滤—入渗型,其化学成分是水与岩石相互作用的结果。太行山山区分布有大面积的碳酸岩盐地层,岩石化学成分主要是CaO和MgO,在水和水中CO2共同作用下,碳酸岩盐中的碳酸钙、碳酸镁等被溶于水中,从而使岩溶水以HCO3、Ca2+、Mg2+等离子为主,水化学类型以HCO3—Ca·Mg型为主。

市区东部的孔隙水水质较好,水化学类型为HCO3-Ca·Mg;市区西部的孔隙水水质略差,固形物、硬度和各种离子含量都较东部高,水化学类型为HCO3·SO4--Ca·Mg型;铁路以南的孔隙水因埋藏浅,径流条件不好,并常年接受各种地面污水入渗补给,水质差,已受到较为严重的污染,水中各种离子含量较高,固形物含量最高达2313.56 mg/l,水化学类型复杂多样,有HCO3·SO4--Ca·Na型和Cl·HCO3·SO4--Ca·Na型。 4.4 地下水资源概况

焦作处于区域岩溶地下水的集中排泄区,地下水资源比较丰富。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编写的《焦作地区综合水文地质勘察报告》,焦作地区地下水天然资源总量为10.758 m3/s,其中岩溶水为8.09 m3/s,孔隙水为2.668 m3/s。

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水文地质工程地质实习报告 5岩土工程地质特征

5 岩土工程地质特征

焦作高新区第四系冲洪积层厚度140 m左右,分布的沉积物主要是粉质粘土、粉土、中砂、细砂和粉砂。根据沿途特征和工程地质性质,深度40m之内土层可以划分为6个工程地质单元土层,自上而下分述如下:

①素填土。岩性以粉质粘土为主,含植物根系及少量砂、砖粒、石子等,其特征与物理性质同粉质粘土接近,厚0—0.5m。

②粉质粘土工程地质单元。厚6.0-9.0m,以粉质粘土为主,局部夹粉土、粉砂或细砂层,根据力学性质又可细分为3个亚层。

②-1 亚层粉质粘土。黄褐色或黑褐色,可塑--硬塑状,含少量小砾石和蜗牛碎壳,局部相变为粉土,厚为0.0-3.5m。

②-2 亚层粉质粘土。黄褐色或黑褐色,可塑--软塑状,局部流塑状,局部夹粉细砂和粘土透镜体,厚2.1-7.4m。

②-3 亚层粉质粘土。硬塑--可塑状,夹粉砂透镜体,厚0.0-5.9m。 ③粉质粘土工程地质单元。厚2.2-8.3m,黄褐色,可塑状,局部为流塑或软塑。具有黄色钙质条纹和斑点,含少量钙质结核,夹粉土、粉砂或细砂透镜体。

④粉质粘土、砂、粉土工程地质单元。以粉质粘土为主,夹细砂、粉土和粘土透镜体,局部地段相变为细砂或粉土层,最大揭露厚度8.7m。粉质粘土呈可塑状,局部为软塑。粉土呈黄褐色,可塑,以透镜体状分布于粉质粘土间。砂层呈黄褐色,中等密实状态,饱水。

⑤粉质粘土工程地质单元。最大揭露厚度18.4m,可塑--硬塑,含少量姜石和蜗牛壳,夹薄层粉土或粉砂透镜体。

⑥粉质粘土夹砂土工程地质单元。粉质粘土,黄褐色,可塑,粉砂为黄褐色,饱和,中密。最大揭露厚度为3.8m。

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