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水文地质条件主要有哪些要素

发布时间: 2021-01-24 05:37:15

Ⅰ 水文地质条件的影响

研究区处于黄河冲积平原,全区均为第四纪松散地层堆积,地下水就赋存在这些厚度巨大而分布广泛的地层孔隙中,松散岩类中地下水的赋存条件,主要取决于含水层分布范围的大小、厚度、颗粒的粗细和结构的致密程度。一般来讲,含水层分布面积广、厚度大、颗粒粗、结构疏松,赋存条件就好,反之就差。本区各时代含水层从上到下,时代由新到老重叠覆盖,孔隙率也由新到老逐渐变小,这是因为时代新的压密程度较低,较松散,时代老埋藏深,压密程度高,故地下水赋存条件由新到老逐渐变差。

黄河冲积平原浅层水由于古黄河多次改道古河道分布面积广大,砂层颗粒粗,厚度大,结构松散,孔隙大,这对地下水的赋存与分布是极为有利的条件。西部条形岗地浅层水由于含水砂层颗粒细,厚度小,或者无砂层,地下水赋存条件较差。

深层地下水在不同地区、不同深度都埋藏有较厚的中粗砂、中细砂含水层,给地下水的存在和富集形成了较大的空间,地下水缺少储存的空间,而在300m深度以下有厚层的中粗砂含水砾石,其赋存条件较好。

研究区含水层的岩性、地下水的埋藏深度以及地下水的补径排对氟的迁移富集起很重要的作用,以下将分别进行阐述。

(一)含水层岩性的影响

研究区含水层岩性决定含水层的透水能力,而含水层的透水性好坏往往又决定地下水交替的快慢。如果含水层的透水性好,包气带的淋洗水进入含水层后,可及时被带走,有利于土壤的脱盐;另外由于径流条件好,地下水交替积极,潜水的矿化度往往也相对较低。反之,如果含水层的透水性差,来自包气带的淋洗水难以排走,导致土壤向积盐方向发展,造成土壤的盐渍化。例如,在一些干旱、半干旱地区,虽然潜水埋藏深度小于支持毛细带的最大上升高度,但潜水含水层(砂砾石层)透水性极佳,往往见不到盐分聚集现象。

另外,含水层由粒径较细的颗粒(如黏性土)组成时,这些细颗粒的物质可以吸附周围环境中的氟,使含水层中氟的背景值变大,这时在一定的水化学条件下进入地下水中的氟也会相应地增多,容易出现高氟地下水。

在研究区北部、东部以及南部的大部分地区为黄河冲积平原、古河道主流带地区,含水层上游以含砾石、中粗砂为主,下游以中细砂为主,为黄河古河道河床相堆积。含水砂层顶板埋深上游10m左右,下游可达20m。覆盖层岩性为亚砂土夹亚黏土,局部为粉砂,与下层含水层构成上细、下粗的“二元结构”。在古河道主流相和泛流相沉积中易形成这种典型的二元结构,为黄河冲积平原分布面积最大的含水层类型。上部为亚砂土、亚黏土等组成的弱含水层,下部为稳定的含水砂层。主流相含水砂层,以细砂、中细砂、中粗砂为主,厚度一般为10~35m,以HCO3-Ca,HCO3-Ca·Mg,HCO3-Na·Mg,HCO3-Mg·Na型水为主,氟含量一般小于1mg/L。

中牟县芦岗、大马寨,开封县榆园、三里寨、半坡店,杞县城南—裴庄店,通许县城南—太康县杨庙,扶沟县吕潭—太康县、鄢陵板桥、县城—马栏,尉氏县朱曲及临近条形岗地的黄河冲积平原的边缘地带,属于泛流带和泛流边缘带沉积。含水层颗粒细,厚度比较薄,地下水径流条件较差,因而水质也比主流带差,易形成高氟地下水,水化学类型为HCO3-Na·Mg型水,HCO3·Cl-Na·Mg·Ca型水,HCO3·SO4·Cl-Na·Mg型水,局部地区为SO4·Cl-Na·Mg型水,矿化度较高,一般为1~3g/L的微咸水。

(二)地下水埋藏深度的影响

地下水的埋藏深度影响潜水蒸发能力的大小,当地下水位埋深不大时,潜水的蒸发作用强烈,容易引起毛细上升,深层的地下水进入浅层,而潜水又被大量蒸发而浓缩,从而使氟离子含量升高。

地下水埋藏深度对高氟富集的影响在前文中已有阐述,在此不再进行赘述。

(三)地下水补径排的影响

1.地下水的补给

研究区地下水的补给分为垂直补给和水平补给两种,而以垂直补给为主。垂直补给以大气降水为主,其次为河流、渠系及灌溉回渗补给。大气降水的补给与降水量大小、降水强度、包气带岩性、土壤含水量、地形条件、地下水位埋深及植物等因素有关。这些因素不同程度地影响降水入渗补给量的大小,但在一般情况下,降水入渗补给量随降水量的增加而增大,随地下水位埋深增大而减少,包气带岩性越粗、地形越平坦、地下水径流越迟缓、土壤含水量越少、植被越密集则补给量越大,反之则越小。

本区广大平原区地形平坦,地表径流迟缓,岩性以亚砂土为主,地下水位埋深为3~4m,部分为1~2m,少数为4~6m,这对降水补给十分有利。尉氏县西部条形岗地,起伏较大,地表径流较好,降水补给条件稍差。

本研究区的地下水主要补给来源为大气降水,其次在雨季部分河流补给地下水,旱季则排泄地下水。地下水位埋深较浅,对降水补给十分有利。随着降水入渗,包气带中的含氟组分在溶滤作用下随之迁移到地下水中。

2.地下水的径流

地下水水平径流条件较好,有利于氟的迁移扩散,水氟含量较低;水平径流滞缓,则为氟的累积富集提供了有利条件。

研究区内的条形岗地,包括尉氏县西部岗地以及召陵岗地带,由于地形起伏大,地下水径流条件好,不利于氟的富集,故形成矿化度低的淡水;而东部广阔的黄河冲积平原,地形平缓,地下水径流缓慢,尤其是岗间的带状洼地、槽形洼地、碟形洼地等微地形、地貌,地下水流动滞缓,又属于地下水的排泄汇聚点,故易形成高氟地下水。

浅层地下水径流受地形、补给来源和含水层岩性的控制,研究区西部岗地(主要分布在中牟县黄店和尉氏县大桥以西)地形起伏较大,水力坡度也较大,自西向东、东北、东南呈放射状缓慢向下游流动,水力坡度为1/200~1/1000,地下水的径流相对较强,有利于氟的迁移。其他冲积平原地形平坦,地下水水力坡度上游为1/2000、下游为1/4000~1/6000,顺地面坡降由西北向东南流动,地下水的流动相当滞缓,容易造成氟的富集。

在平原区内,受微地貌和古地形的影响,往往形成局部的高氟和低氟地下水区。例如,在黄泛平原区,古河道分布较广,径流条件较好,形成局部的高渗透性透镜体,氟在地下水中的含量就比较低。而在径流条件差的闭塞低洼区,经过长期的水-岩作用,矿化度较高,促使氟向该处集中。

3.地下水的排泄

蒸发是研究区地下水排泄的主要形式,由于包气带岩性和地下水埋深均不同,其蒸发强度也不相同。我国蒸降比为1的地带可以大致看作高低氟地下水的分界区,蒸降比越大,水氟的浓缩特征越明显,这种浓缩特征在以松散均质沉积物构成的平原区尤为显著。在地下水位埋深为1~2m的地区,蒸发量最大,地下水位埋深在4m以下的地区蒸发量微小。研究区蒸降比达到2,地下水位埋深一般2~4m,部分地区1~2m和4~6m,地表岩性尤以亚砂土为主,毛细管作用强烈,蒸发量大,十分有利于氟的浓缩富集。

综合各方面因素可以得出:地下水补径排条件不同,对氟富集的影响不同。可归结为:补排类型为入渗-蒸发型的地区,有利于氟的浓缩富集,常为高氟地下水分布区。该地区主要分布在水位埋深小于2m的地区,面积较小,以降水入渗补给为主,其次为河渠水与灌溉水的补给;地下水水平径流滞缓,或岗间洼地地带的地下水汇聚点。开采水平极低,蒸发是地下水的主要排泄方式,地下水位埋深浅、含水层岩性细,有利于地下水的蒸发,易形成高氟地下水。反之,则不易形成高氟地下水。

Ⅱ 水文地质条件一般是指什么

通常把与地下水来有关的问源题称为水文地质问题,把与地下水有关的地质条件称为水文地质条件。
水文地质指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质学是研究地下水的科学。它主要是研究地下水的分布和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。随着科学的发展和生产建设的需要,水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。近年来,水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透,又形成了若干新领域。

Ⅲ 水文地质条件

(一)地下水类型及分布

地下水按不同的划分原则可以分为不同的类型。按地下水赋存介质和赋存介质的空隙性质,可以将研究区内的地下水分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和碳酸盐岩岩溶裂隙水。各类地下水的赋存条件和分布规律除了受赋存介质的空隙发育特征控制,还不同程度地受地貌、气候、植被等自然条件的影响。

1.松散岩类孔隙水

松散岩类孔隙水主要赋存于研究区内平原及部分岗地的第四系及古近系—新近系松散沉积物的孔隙内。松散岩类孔隙水的赋存条件和分布规律主要和孔隙发育特征有关,并受气候、地貌等因素的影响。而古气候、古地貌、古水流动态、构造运动等因素通过对岩性、岩相和地质结构的塑造对孔隙的发育特征具有决定性的作用。

2.碳酸盐岩岩溶裂隙水

碳酸盐岩岩溶裂隙水主要赋存于丘陵山区的碳酸盐岩的溶蚀孔、洞和裂隙内。地层特性决定了岩溶裂隙水的富水性。如赶脚沟组以大理岩为主,地层厚度大,大理岩质纯且晶粒粗大,易于溶蚀,富水性强;而火山沟组以片岩为主,所夹大理岩厚度不大,岩性变化大,富水性弱;下更新统灰岩泥质含量高,地层厚度小,富水性较弱。

此外,断裂构造对岩溶裂隙水的赋存和分布起控制作用。大型压性断裂是岩溶裂隙水的隔水边界,在断裂带附近常有泉水出露;较大型的压扭性断裂常成为低温泉水的排泄通道,如镇平县寺山镇南场村茫泉就出露于此类断裂带上;此外,近期强烈的山地上升运动非常有利于垂向岩溶裂隙的发育,常构成小型的裂隙-岩溶系统。

3.基岩裂隙水

基岩裂隙水赋存于丘陵山区的侵入岩、变质岩及沉积岩的裂隙内。其赋存条件和分布规律受裂隙发育特征的控制,并受地貌、植被、降水等因素的影响。

裂隙的发育特征主要和岩性、构造、风化程度有关。岩性决定着裂隙的发育特征,对裂隙的发育程度起控制作用,是裂隙水赋存和分布的基础条件;而构造运动的性质和强度对裂隙水的赋存和分布起控制性的作用。

另外,研究区内局部地区还赋存有黏土裂隙水。中更新世以来,长期处于近地表的中更新统、下更新统黏性土,在2~10m的深度内普遍发育一套裂隙系统,这套裂隙系统所含的地下水就是岗区普遍存在的上层滞水。新活动断裂或节理带所造成的构造裂隙系统和浅部裂隙系统相复合时,则形成潜水,单井涌水量变化很大,地下水位变幅大、变动快。

(二)地下水流系统的划分

对于地下水流系统来说,不同层级地下水流系统之间的界限是不同的,其所处的深度也因此具有较大的差异,但是各层级地下水流系统所处的空间基本上都在中深层地下水的下界(埋深约300m)之上,因地形的起伏而在南阳盆地中部平原区发育的局部地下水流系统所处空间也大致可以归并到浅层水(埋深小于50m)的深度范围之内。

1.区域地下水流系统

由于地下水流系统理论是建立在地下水的重力穿层基础之上的,并且规定其发育、发展具有较长的时间尺度背景,区域地下水流动系统的形成以及规模的大小主要取决于区域性地质格局的规模大小、含水介质的渗透性以及补给与排泄区地下水之间的势差等因素,而不受含水层的约束。

通过对南阳地区地质资料以及水文地质资料的收集、整理与分析,对比浅层以及中深层地下水等水位线图,大致可以勾画出南阳盆地内部地下水运动的趋势以及浅层与中深层地下水之间的补排关系等信息。综合地质岩性条件、构造条件以及气象条件,不难得出浅层以及深层地下水的补给来源、径流途径以及排泄方式等运动特征。

南阳断陷盆地作为一个相对完整和独立的构造地质单元,其边缘上升山区、山前地带的孤山丘陵以及剥蚀垄岗与中部下降沉积平原天然构成了一个层级完整、规模较大的地下水流系统。盆地中发育的规模较大的区域地下水流系统使得浅层以及中深层地下水产生了天然的联系。

对浅层以及深层地下水的补给、径流和排泄等运动特征的分析可知,山区向盆地内排泄的地下及地表径流首先在山前地带聚集,进而在山前断裂等构造条件的影响下向地下含水层排泄,形成了浅补深的关系,因此山前地带地下水构成了中深层地下水的天然补给来源,随着地下水的运移,中深层地下水或者在基底凸起处抬升进而向临区排泄,或者通过导水通道向上补给浅层水,甚至形成自流区。区域地下水流系统的轮廓在中深层地下水的运动过程中自然也就被勾勒了出来。

区域地下水流系统的补给区在研究区北部、东北部以及西北部的南阳断陷盆地北部伏牛山山前地带,水化学类型以HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg为主;矿化度较低,平均为0.35g/L。排泄区一般在中部平原的中部与南部,水化学类型有HCO3-Ca·Na、HCO3Ca·Mg等,局部地区出现HCO3·Cl-Na·Ca、HCO3·Cl-Ca·Mg·Na等,从补给区至排泄区,地下水的矿化度大致呈现逐渐升高的趋势,但总矿化度为0.26~0.83g/L。

与浅层地下水形成的局域地下水流系统不同的是,区域地下水流系统受到地表起伏的影响不大,主要按深层地质格局天然形成的地下分水岭来划分区域地下水流系统的亚区,大致可分为四个区域:①张林—吴集以西,地下水运动方向为西南方向,张林以北,水力坡度约为2.7‰,以南为1.1‰;②张林—吴集以东,罗湾—桐寨铺的西南地区,溧河以东,地下水由北向南运移,水力坡度为1.0‰~1.9‰;溧河以西,向东南方向运移,上游水力坡度为4.2‰,下游为1.5‰。早更新世以来,南部沉降幅度大于北部,由于深层水的水力坡度小于现代地形坡度,形成了吴集、黑龙集、青华乡、元庄一带的自流区;③罗湾—桐寨铺的东北,唐河以西的地区,地下水向东南方向运移,水力坡度约为0.4‰~2.6‰;④唐河以东的地区,地下水运移方向为西南。

罗湾—桐寨铺一线的深层地下水分水岭,大体位置和南阳—唐河活动性隐伏大断裂的位置相当,该断裂自晚更新世以来,南盘相对上升,是形成深层地下水分水岭的重要原因。受该断裂的控制,加上0.4‰~2.6‰的水力坡度小于地形坡度,厚达百米的砂体,形成了水量丰富的高庙自流区和社旗—青台自流区。

2.局域地下水流系统

系统的层次性是相对而言的,局域地下水流系统的发育主要与盆地内地形的波状起伏有关,受地表地形的影响很大,南阳盆地内部平原与孤山、丘陵、剥蚀垄岗、河间洼地以及背河槽型、蝶形洼地交错分布的现象,塑造了盆地内部浅层地下水极为复杂的补、径、排关系,为盆地内中间地下水流系统以及中部平原区发育的局域地下水流系统的形成提供了天然有利的条件。

按地下水时空演变规律的差异,在研究区内部浅层地下水所处的空间大致可以划出七个中间地下水流系统(图2-8),自西向东分别为:①湍河以西,地下水自西北向东南方向流动。②大致在白营—裴营一线以西,地下水大致由北向南流动,水力坡度岗地2.5‰左右,平原1‰左右。③白营—裴营一线以东,卧龙岗以西,地下水大致向东南方向流动。潦河—夏集以北,水力坡度2‰左右,以南1.25‰左右,水位埋深多小于6m,小于2m的埋深主要出现在河间地块。④卧龙岗以东,桐河以西,地下水大致向西南方向流动,水力坡度0.8‰左右。⑤桐河以东,刘寺—前营以西,地下水大致向南流动,水力坡度1.4‰左右,水位埋深多小于2m。⑥刘寺—前营以东,社旗以南,地下水大致自东北向西南方向运移,水力坡度0.4‰左右。⑦唐河—泌阳—新野一线的东南部,地下水大致自东、东偏北,向西、西南方向流动。

图2-8 局域地下水流系统分区示意图(单位:m)

中部平原区平坦的地形之中也会存在局部洼地、低地等局部微起伏的地形,为局部地下水流系统的形成提供了条件,一般情况下,局部水流系统嵌套在区域地下水流系统与中间地下水流系统的内部,规模较小,受气候条件、岩性条件以及临区地下水径流的特征影响显著。

发育在南阳盆地中部平原地区的局域地下水流系统,其补给方式多样,径流特征复杂,排泄主要为蒸发以及人工取水。由于各局部水流系统的界限不太明显、规模较小且数目较多,在此不一一列举。地下水化学类型主要有HCO3·Cl-Na·Ca、HCO3-Ca·Na、HCO3Ca型等,少数地区出现分布范围极小的Cl·HCO3·SO4-Ca型地下水,可能与深层水的垂向补给有关。矿化度随地下水流向、径流途径的加长而具有增大的趋势,变化范围较大,为0.04~1.01g/L,河间地块的低洼地带、蒸发强烈的局部水流系统的汇矿化度相对较大,波状岗地相对较小。

Ⅳ 水文地质条件的分类

水文来学开始主要研究陆地表面的河自流、湖泊、沼泽、冰川等,以后逐渐扩展到地下水、土壤水、大气水和海洋水。
① 传统水文学按研究的水体来进行划分:河流水文学、湖泊水文学、沼泽水文学、冰川水文学、海洋水文学、地下水水文学(水文地质学)、土壤水文学、大气水文学等。
② 由水文学采用的实验方法,派生出三个分支学科:水文测验学、水文调查、水文实验。
③ 由水文研究内容分为:水文学原理、水文预报、水文分析与计算、水文地理学、河流动力学等。
④ 作为应用科学,水文学分为:工程水文学、农业水文学、土壤水文学、森林水文学、城市水文学等。
⑤ 随新科学、新技术的发展和引进,出现新分支:随机水文学、模糊水文学、灰色系统水文学、遥感水文学、同位素水文学等。

Ⅳ 水文地质条件

1.含水层及其特征

在矿区,地下水含水层系统包括侏罗-三叠系阿加德兹群砂岩含水层系统和二叠系伊泽固安达组长石砂岩含水层系统。

图8-9 研究区花岗岩的分布与铀的来源示意图

第一含水层系统侏罗-三叠系阿加德兹群砂岩层在阿泽里克穹窿中部缺失,主要分布在以穹窿断裂构造带为界的外部地区。在穹窿西翼、北翼和东翼,阿加德兹群砂岩层均出露地表,呈狭长带状,与大气降水相连,在雨季有一定的降水补给。该含水层受穹窿和断裂构造作用的影响,地下水在部分地段富存。在穹窿东翼,阿加德兹群砂岩与其顶部阿萨乌阿组砂岩出露地表,区域断裂形成的次级断裂和裂隙发育,成为导水和阻水构造,在其附近形成泉群。阿泽里克村附近的泉群就是在次级断裂裂隙的导通下出露地表形成众多涌泉。在穹窿北翼,IR矿床区,该含水层埋深达200m以上。在穹窿西翼和西北翼G矿床和T矿床分布区,含水层系统部分出露地表,沿岩层倾向逐渐变深,主矿体含水层系统埋深分别为60m和70m以下。在穹窿南翼,由于地层整体下沉,该含水层系统深埋于地下。受区域性地下水补给作用,在断裂构造的阻隔作用下,南翼成为很好的含水层储水地带,地下水相对富集。

第二含水层系统为二叠系伊泽固安达组长石砂岩含水层。该含水层系统在穹窿核部为潜水含水层,在穹窿核部,因伊泽固安达组砂岩含水层隔水顶板被剥蚀,砂岩大面积出露地表,成为潜水含水层。Gueleli村东部和Teguida-In-Tessoum村附近出现的涌泉,即为该含水层地下水。而在矿区其他部位,该含水层系统均深埋于地下,为深层承压含水层。在穹窿南部,该层地下水含水层系统埋深在200m以下。

2.矿区水文地质特征

在矿区,分布有T矿、G矿和IR矿3个矿床。这3个矿床含铀矿层均为下白垩统阿萨乌阿组砂岩层,该岩层多为致密粉砂岩和细砂岩,其透水性较弱,含水量较少。而其底部则为矿区的第一含水层阿加德兹群砂岩含水层,为承压含水层,其承压水头高度较高,均接近地表,部分地段高出地表。

(1)T矿床水文地质

在T矿床,含水层岩性为细砂岩、(中)细粒砂岩、(中)粗粒砂岩,厚度在7.5~14.6m之间。在矿床范围内随着岩层走向其深度逐渐加深,厚度有所变化,岩性总体变化不大。从T矿床岩心取样资料来看,该岩层断裂裂隙不发育,而节理、层理发育,在垂直方向自上而下岩石组成颗粒逐渐变粗,且胶结固化度降低,孔隙度增大,表明含水层越往底部渗透性越好,储水能力越优良。

T矿床含水层顶板隔水层主要为白垩系泥岩、粉砂质泥岩,沿走向及倾向岩性变化不大。从整体上看(除穹隆顶部被剥蚀外)含水层隔水顶板厚度较大,胶结固化程度较高,隔水性较好。而含水层隔水底板也为泥岩和粉砂质泥岩,胶结较致密。

T矿床含矿层地下水为承压水。根据T矿床内水文孔SHW-T2资料,T矿床顶板地下埋深为68.93m,地下水承压水位为地面以下11.7m。

T矿床地下水为弱碱性微咸水,pH值为8.8,水温23.9℃,无色透明,总矿化度为2.27g/L,总硬度为78.4mg/L,属软水。按地下水离子成分含量,其水质类型为Cl-HCO3-Na型,即氯重碳酸钠型水;按成因类型分类,其地下水类型为NaHCO3型,为苏打化区地下水,表明为陆相成因。

(2)G矿床水文地质

G矿床位于背斜构造西翼,区域性阿泽里克断裂构造西端的尾部。由于受东西向区块的挤压,断裂构造末端变异、错断,断距达750m,次级构造发育且无序,呈网格状展布。由于矿床含水层地下水为区域性补给,这些构造无疑加大了地下水的水力联系,含水层厚度加厚为13.5~23.1m。

G矿床含矿层阿萨乌阿组砂岩含水层因受构造作用,从地表出露处沿岩层倾向逐步埋深于地下深部。其隔水顶板与区域地质条件相同,为白垩系伊腊泽尔组泥岩和粉砂质泥岩,是良好的隔水层顶板;其底部因与矿区第一含水层侏罗-三叠系阿加德兹群砂岩含水层连通,涌水量较大,受次级构造影响,水文地质条件较为复杂。

G矿床第一含水层地下水为承压水。根据SHW-G2水文孔资料,其顶板埋深为59.50m,承压水位高度溢出地表,为承压自流。地下水为弱碱性咸水,无色透明,pH值为8.6,水温28℃,矿化度为6.57g/L,总硬度为40.24mg/L,属极软水。按地下水离子成分含量,其水质类型为Cl-Na型,即氯化钠型水;按成因类型分类,其地下水类型为NaHCO3型,为苏打化区地下水,表明为陆相成因。

(3)IR矿床水文地质

在IR矿,含矿层分布于下白垩统下部阿萨乌阿组的砂岩中,其底部为侏罗-三叠系阿加德兹群砂岩第一含水层;顶部为白垩系伊腊泽尔组红褐色泥岩,沿岩层倾向逐渐加深,至主矿床顶板埋深在190多米,是良好的隔水顶板。在近地表的第四系松散堆积层中,孔隙度较大,但是其上部多为隔水较好的黏土层,含水量极少。

IR矿分为两个含水层:其一为第四系洪积含水层,其补给来源于大气降水,地下水位随季节的变化而变化。雨季地下涌水量增加,枯水期地下涌水量减少;其二为阿萨乌阿组砂岩弱含水层,从不同水文孔承压水头高度不同情况来看,其地下水补给来源主要来自底部侏罗-三叠系阿加德兹群砂岩组第一含水层越流补给和区域性地下水补给。

含水层岩性主要为细砂岩、(中)细粒砂岩和(中)粗粒砂岩。在矿床范围内只在深度和厚度上有所变化,岩性变化不大。从岩心地质编录资料来看,断裂构造不甚发育,节理、层理发育,充填物多为钙质,含水层厚8~16m,沿垂直方向自上而下岩石颗粒逐渐变粗,且自上而下胶结固化度降低,空隙度加大。

顶底板隔水层岩性主要为灰色泥岩、灰褐色粉砂质泥岩,硅质胶结,沿走向及倾向上岩性变化不大,从整体上看顶板厚3~5m,大于底板厚度,胶结固化程度高,底板次之。

IR矿床地下水为弱碱性咸水,无色透明,pH值为8.4,水温23.60℃,矿化度为9.06g/L,总硬度为78.4mg/L,属软水。按地下水离子成分含量,其水质类型为Cl-Na型,即氯化钠型水;按成因类型分类,其地下水类型为NaHCO3型,为苏打化区地下水。

Ⅵ 水文地质条件

(一)浅层水

地下水的运动状态和水质与含水层的沉积环境有关。一般来说,湖相沉积或者泛流带的含水层岩性细小,多为淤泥质黏土,水体流动性差,则氟离子容易在此聚集;而河流冲积层或者古河道的含水层,岩性较粗,透水性较好,有利于地下水的循环交替,多形成低矿化度的低氟地下水。

1.黄河冲积平原、古河道主流带地区

此区属于水量丰富区,分布范围广,面积约5267.86km2,占总面积的77.4%,含水层上游以含砾石中粗砂为主,下游以中细砂为主,为黄河古河道河床相堆积。含水砂层顶板埋深上游10m左右,下游可达20m。覆盖层岩性为亚砂土夹亚黏土,局部为粉砂,与下层含水层构成上细、下粗的二元结构特征。

2.泛流带及边缘带

此带分布于开封县半坡店,杞县城南—裴庄店、通许县城南—太康县杨庙,扶沟县吕潭—太康县、鄢陵板桥、县城—马栏,尉氏县朱曲及临近条形岗地的黄河冲积平原的边缘地带,面积1398.4km2,占总面积20.55%。

含水层以粉细砂为主,多为薄层,总厚度一般小于10m。顶板埋深为5~10m,最深可达20m,含水层之间有弱透水层的亚砂土、亚黏土相隔,砂层顶板为亚砂土、亚黏土层和不稳定的淤泥层。因而组成以亚砂土、粉细砂粗细相间的多元结构特征。水位埋深一般为2~4m,局部地区4~6m。含水层颗粒细,厚度比较薄,地下水径流条件较差,因而水质也比主流带差。

3.岗地及岗间洼地

此区分布在尉氏西部大营、大马条形岗地与岗间洼地地带,面积较小,仅139.20km2,占总面积的2.05%。条形岗地为黄河早期冲积形成,含水层为黄土状亚砂土,岗间洼地为后期水流切割堆积而成,上部为亚砂土,下部为薄层粉砂、粉细砂。水位埋深不一,条形岗地4~6m,岗间洼地2~4m,局部1~2m。这里含水层富水性虽差,但由于地形坡度大,地下水径流条件好,水交替作用强,故水质较好。

4.浅层地下水的补径排

补给 浅层水的补给方式主要有垂直补给和侧向水平补给两种。垂直补给主要以大气降水为主,补给量的多少与降水特征、包气带岩性、地面坡度、地下水位等因素有关。研究区地处平原区,地势平缓、降水量充沛、地下水埋深较浅、包气带岩性较粗(亚砂土),有利于大气降水的补给,因此大气降水是主要的垂向补给来源,在西部岗地区,由于蓄水条件差,接受补给的能力弱。除了大气降水,河流以及渠道的渗漏也会补给地下水,研究区河流众多,常年来河道不断抬升,使河流常年补给地下水,同时又是农业主产区,在农业灌溉时,一部分灌溉水下渗补给地下水。侧向水平补给主要指在水力坡度大且含水层岩性较粗的地区,可以接受上游地区地下水的侧向径流补给,据统计,侧向径流补给量为684.07×104m3/a。

径流 地下水的径流主要受地形坡度的影响,一般来说,地形坡度越大则水力坡度就越大,地下水的径流速度就越快,相反则越慢。在尉氏县西部以及召陵镇附近的岗地处,由于水力坡度较大(5‰~1‰),且含水层岩性较粗,因此地下水的径流速度快,而在广大的平原地区,水力坡度为0.5‰~0.17‰,并且含水层岩性较细,地下水的径流条件较差,即使在含水层岩性较粗的古河道也是,由于水力坡度较小,径流很缓慢。

排泄 浅层地下水的排泄方式主要有蒸发、人工开采、河流排泄以及越流排泄。在地下水埋深较浅的地区,蒸发是浅层地下水排泄的主要方式,由于地下水埋深较浅,加之包气带岩性较细,地下水的毛细上升高度较高,当蒸发能力强时可大大消耗浅层地下水,据估算浅层地下水的蒸发消耗量占总排泄量的70%,是主要的排泄方式。在地下水埋深较深的地区,人工开采则成了主要的排泄方式,另外,当浅层地下水位高于河水水位时,地下水可以向河流排泄。研究区断裂构造发育,这些断裂成为地下水运动的通道,浅层含水层的地下水可以向下补给深层地下水,或侧向流出研究区,也构成了浅层地下水排泄的一种方式。

(二)中深层地下水

一般指埋藏于50m以下350m以内含水层的水。研究区西部岗地,上更新统属于浅层水,中更新统和下更新统上部地层缺失或零星分布,中深层水主要是指下更新统下部含水层中的水。平原地区第四纪各时代的含水层组齐全,中深层水包括上、中更新统含水层组,下更新统上部含水层组及下更新统下部含水层组。中深层水主要反映上、中更新统含水层组。

1.黄河主流带

西北部朱仙镇,南部到通许县城北关一带,呈西北东南向条带状分布,面积105.60km2,占总面积1.55%。由于本区地处开封凹陷,各时代地层厚度和砂层厚度都较厚,所以地下水的赋存条件较好。含水层顶板埋深50m左右,底板埋深140m左右,总厚度26.87~57.78m,有4~5层,中有亚砂土和薄层亚黏土相隔,呈多层结构。时代属于上、中更新统(西部包括一部分下更新统上部含水层)。岩性为含砾粗砂,粗中砂、细砂组成,水位埋深2~3m。

2.河流冲积层

主要分布在尉氏县大营以北芦家、岗陆一带条形岗地区,含水层为下更新统下部冲积层,面积不大,仅76km2,占总面积的1.11%。含水层3~4层,总厚度25~40m。岩性为粉细砂、细砂、中细砂、粗砂和砾石层,各含水层之间有比较厚和致密的黏性土相隔。地下水埋深7.7~13.4m。

3.冲湖积层

分布于尉氏县蔡庄、长葛南席,鄢陵县的彭店、城关、马栏,扶沟县的吕潭—大新集一带。面积712.8km2,占总面积的10.47%,含水层属于下更新统下部冲湖积层,顶板埋深213~240m,底板埋深250~309.5m,岩性为细砂、中细砂、中砂及少量含砾粗砂层,有3~4层,总厚度为30.57~41.17m。水位埋深5.99~11.55m。

4.中深层地下水的补径排

补给 中深层地下水的补给也主要由垂直、水平补给提供,但和浅层地下水补给的不同之处是,补给源更多的是接受上层含水的向下渗漏,最终来源于大气降水。浅层水向下渗漏补给中深层地下水的条件是中深层地下水的水头低于浅层地下水,其次是要有导水通道或者水头差足够大,可以穿过弱透水层,进行层间补给。另外,中深层地下水可以接受上游含水层的侧向补给,补给量的大小,取决于含水层岩性和水力坡度。

径流 中深层地下水的径流主要受基底条件的控制,基底的起伏状况决定了中深层地下水的径流缓急。在坳陷底部以及坳陷向隆起过渡的区域,由于水力坡度较小或者为负,地下水流动缓慢,而在隆起向坳陷过渡区域,水力坡度较大,有利于地下水的径流。不同层位的中深层含水层的水力坡度不同,上、中更新统含水层组的水力坡度为0.5‰~0.17‰,下更新统上部含水层组及下更新统下部含水层组水力坡度为0.5‰~0.25‰,流向和浅层地下水一致,自西北向东南,呈辐射状。

排泄 中深层地下水由于埋深较深,地下水蒸发能力较弱,因此人工开采成为主要的排泄方式,除此之外,大部分的深层地下水水头都高于浅层地下水,中深层水可以通过越流补给浅层地下水。同时,也可以侧向径流出研究区。

Ⅶ 水文地质条件是什么

水文地质条件是指地下水埋藏、分布,补给、径流和排泄条件,水质和水量及其形成地质条件等的总称。

Ⅷ 水文地质条件的研究内容

前边讲过,水文地质学是研究地下水的科学,在人类从事开发利用地下水活动的漫长过程中,通过长期实践经验和认识的不断积累,逐渐形成和充实、发展了有关地下水的知识,按其内涵范畴涵盖水文学、土壤学、地质学与流体力学等学科。
随着水文地质科学的发展,它的研究内容越来越广泛,主要研究内容可归纳为六个方面:
⑴调查、钻探、地球物理勘探和遥感技术;
⑵各种观测和试验技术(水位、流量等的观测;抽水试验、示踪试验和弥散试验等);⑶各种地下水模拟技术(数值模拟用的较多);
⑷同位素技术等。
地下水资源勘查项目参照执行的技术标准

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