水文地质怎么表述
『壹』 水文地质条件的介绍
通常把与地下水有关的问题称为水文地质问题,把与地下水有关的地质条件回称为水文地质答条件。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。
『贰』 勘察报告场地水文地质条件和地下水情况怎么描述
松散孔隙水?应该叫松散堆积物孔隙潜水,这个是我们钻探几米、十几米经常见到的地下水。另外,潜水之上经常还有局部弱或相对隔水层上的上层滞水,这类水受水文气象条件变化比较大。
『叁』 水文地质的水文地质
尽管19世纪已开始使用水文地质学一词,但到20世纪初科学家Mead才给出这个术语一个广泛的含义:水文地质学是研究地表以下水的发生与运动。20世纪50年代末期到80年代早期这将近30年的时间里,水文地质学一下子成熟了,成为地球科学羽翼丰满的一员。1960年之前,水文地质学主要是地质学家的领域,作为一个自然科学家,对于控制地下水流动的因素和规律,毫无兴趣或者知之甚少,任凭差分方程式去加以描述。另一方面,工程师在估算井的单位出水量和总出水量时,只顾得计算,处于岩层“透水”和“不透水”之间的灰域之中,无所适从。
久远以前直到20世纪50年代,两种分叉的、几乎完全独立的方法,各不相关地沿着平行的路径研究着地下水;一边被科学家好奇心所驱使;另一边受到工程师务实精神的推动。两个分支的演变在时间上也可以分为两个阶段:以理论与假说的定量表述,以及数学上的严格推导为其分界(图1)。
17世纪处在“自然科学分支”的“猜想”阶段,关于泉的成因以及水循环,出现了首批记录在案的问题与解答。伟大的思想家们,从公元前8世纪的荷马开始,包括亚里士多德、泰勒斯(Thales)、柏拉图,甚至笛卡儿和开普勒(17世纪)都曾猜想:泉水来源于海洋中挤榨出来的水,或者是在洞穴中冷凝而成的;而雨水不足以保持河水流量。然而,在另一个阵营中,波尔洛(Marcus Vitruvius Pollo)认为,泉来源于入渗的雨水,这一看法受到文奇(Leonardo da Vinci)和帕利西(Bernard Palissy,16世纪)的支持。定量水文观测始于17世纪,佩罗(Pierre Perrault,1608-1680)在塞纳河盆地测量了3年降水量,得出降水量是河流流量的6倍。马利奥特(Mariotte,1620-1684)验证了佩罗的观测结果,而哈雷(Halley,1656-1742)证明了注入地中海径流的不足部分消耗于蒸发。梅瑟利(La Metherie,1791)开始测量岩石的渗透性,将入渗水区分为地表径流和深部储存,于是,水均衡的初步概念形成了。
20世纪50年代晚期到60年代早期,也许是由于偶然的巧合,也许是由于下意识地交流渗透,绝对隔水性的观念受到来自两个分支的强烈质疑——工程师们从评价含水层和井的出水量出发产生疑问,而地质学家在研究盆地地下水流动时发现了问题。雅可布、汉图斯、诺曼(Neuman)、威瑟斯庞等,引入并发展了越流含水层的概念,并将其扩展到盆地尺度的含水层系。自然科学分支这边,托特的均质的“统一盆地”被弗里泽和威瑟斯庞“非均质化”了,通过数值模拟,揭示了不同形态、不同规模含水岩系的基本流动型式。两方面共同的最终结论是,岩体存在水力连续性。基于岩体存在水力连续性的结论,很快人们就认识到,存在着时空尺度差别很大的流动系统,而每个系统具有自己的作用过程与伴随现象。于是,统一的观念诞生了,不断流动着的地下水是一种地质营力。
1980年前后,可以看作研究地下水的自然和工程科学两个分支的融合,从此进入成熟的当代水文地质学发展阶段。这个地球科学的新成员,既是一门基础学科,也是一个专门性分支。为了更好地理解几乎所有的地质活动,绝对有必要熟悉当代水文地质学的基本理论。与此同时,需要培养具有独特的教育和专业背景的、全职的水文地质学家。
就我国来讲,水文地质学的发展历史是与新中国的建立与发展分不开的,近半个世纪以来,水文地质学的成长与发展大致可划分为两个阶段:从20世纪50年代到70年代中期,可称为奠基阶段,主要接受前苏联学术思想的影响,基本依照前称联模式。从20世纪70年代后期到90年代,可以称为发展阶段,这一时期由于实行改革开放政策,国内外学术交流日益频繁,因此受西方学术思想影响较多,特别是系统科学、环境科学、现代应用数学与计算机技术等新思想、新理论与新技术的输入,使水文地质学的基本概念与研究范畴发生了巨大的变革,使水文地质学从定性研究进入到了定量研究阶段,纳入到系统工程的轨道,与现代科学更紧密地融合了起来,因此我们把20世纪50年代到70年代奠基阶段的水文地质学称为传统水文地质学,而20世纪70年代后期至90年代发展阶段的水文地质学,称为现代水文地质学(图2)。
现代水文地质学的基本特征主要有:①与现代科学的新理论新学科紧密结合,比如系统论、信息论、控制论及相应产生的系统科学、环境科学、信息科学等,对水文地质学的发展产生了重大影响;②现代应用数学与水文地质学的结合,特别是数值模拟方法得到普遍应用,模型研究成为水资源研究的主要内容,使水文地质学从定性研究发展到定量研究的新阶段;③从地下水系统与自然环境系统相互关系的研究,扩大到与社会经济系统关系的研究。对地下水资源的研究,也从数学模型发展到管理模型与经济模型的研究;④许多新的分支学科的产生与发展,比如区域水文地质学、岩溶水文地质学、遥感水文地质学、环境水文地质学、医学环境地球化学、污染水文地质学以及数学水文地质学、水资源水文地质学;⑤新技术、新方法的应用、除计算机技术外,遥感技术、同位素技术、自动监测技术,室内模拟技术,以及高精度水质分析技术等,都得到普遍应用,推动了水文地质学的发展。
这要强调一点:水文地质学领域中的许多研究都是由水文地质学家、地质学家、水文学家和气象学家等多个学科领域的专家学者联合来完成的。
『肆』 水文与水文地质的区别
二者有交集,水文的范围大一些
水文的对象仅仅是所有关于水的,形成包括水位、流量版、雨量、水质权、地下水、蒸发、泥沙等项目齐全、布局比较合理的水文站网。包含部分水文地质的内容。
而水文地质是为地质工程服务的一门学科,水文地质学是地质学的一个分支,是研究地下水(Groundwater)的一门学科,它是对地质环境中地下水的发生、运动及其水化学特性上的研究。主要研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律,并研究如何运用这些规律去兴利除害,为人类服务。
水文,指自然界中水的变化、运动等的各种现象。现在一般指研究自然界水的时空分布、变化规律的一门边缘学科。
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。
『伍』 地质及水文地质概况
一、地质构造
研究区地处临清台陷(
图2-2 区域地质构造简图
(据中国地质调查工作项目“石家庄-西柏坡经济区地质环境调查”)
1—Ⅱ级构造单元界线及编号;2—Ⅲ级构造单元界线及编号;3—Ⅳ级构造单元界线及编号;4—工作区范围
晋县断凹的走向NNE,盖层包括第四系、新近系和古近系,最大厚度5500m,盖层下伏基岩为中生界。
根据断裂的规模,区内断裂分为三级:一级断裂为紫荆关深断裂带和太行山前深断裂带。紫荆关深断裂带在太行山段为紫荆关-灵山断裂。自北而南,太行山前深断裂带包括怀柔-涞水、定兴-石家庄、邢台-安阳等三条主干断裂。定兴-石家庄深断裂的南端和邢台-安阳深断裂的北端,位于本研究区内。二级断裂主要有正定东断裂、北席断裂、藁城西断裂、藁城东断裂、晋县断裂和高迁断裂等。三级断裂,主要有古运粮河-牛山-郑村、同阁-百尺杆、良都店-鹿泉-大河和吴家窑-黄峪断裂带等。
二、地层
研究区新生界以下基岩以石炭系、二叠系、侏罗系和白垩系为主,局部分布有古元古界变质岩系及寒武系、奥陶系。基岩之上为巨厚的新生界松散堆积物覆盖,堆积物厚度自西向东由薄变厚。
1.太古宇
太古宇厚度达万米以上。由一套麻粒岩相至角闪岩相的深变质岩组成,在太行山山前断裂以西山区及丘陵区出露地表,其他地段则主要掩埋于元古宇、古生界以下;太行山山前断裂以东则掩埋在平原区深部。
2.古元古界
古元古界地层厚度4000m以上,岩性为甘陶河群板岩、长石石英砂岩、白云岩、蚀变安山岩等,与上覆中元古界呈不整合接触。在太行山山前断裂以西主要出露于鹿泉市区以南-封龙山一带的山区,山前地带隐伏分布在200m以下,其他地段掩埋于中新元古界、古生界以下;太行山山前断裂以东则主要掩埋在平原区深部。
3.中新元古界
中元古界长城系厚度600m,上部为灰色白云岩、泥质白云岩,下部为灰绿色泥岩等;蓟县系厚度550m,岩性为浅灰色、灰色、灰褐色白云岩、硅质白云岩。在太行山山前断裂以西,仅见长城系,主要分布在鹿泉市九里山山前地带,隐伏于40m以下;太行山山前断裂以东,掩埋于平原区深部。
4.古生界
寒武系厚度介于420~700m之间,下部为灰黄色、灰色、红色泥岩、页岩夹白云岩、灰岩;中部为泥页岩、浅灰色鲕状灰岩、灰岩;上部为灰色、灰褐色竹叶状灰岩和白云岩。奥陶系厚度介于650~900m之间,下部为灰黄色、灰色白云岩、灰岩;上部为浅灰色、灰褐色灰岩、泥质灰岩,石膏层发育,是基岩主要储水层。石炭系厚度不大于320m,中石炭统底部为一明显剥蚀面,常见一层赤铁矿或为铁质页岩所代替,下部灰色、灰紫色鲕状铝土页岩,夹透镜体铝土矿;上部为浅灰、深灰色砂质页岩。上石炭统为砂质页岩及页岩,夹石英砂岩、薄层致密灰岩,有5层煤,稳定可采,底部为中粒石英砂岩。二叠系厚度介于150~850m之间,本区只有中二叠统,主要岩性为砂页岩,底部为褐色砂砾岩。
古生界在太行山山前断裂以西,北部缺失上古生界石炭系、二叠系,下古生界寒武系、奥陶系主要分布于鹿泉市九里山一带,九里山山前地带隐伏于150m以下。南部主要分布于封龙山山前地带,隐伏于300m以下。太行山山前断裂以东,主要掩埋在平原区深部,无极藁城低凸起内部分地段缺失石炭系和二叠系。
5.中生界
侏罗系厚度介于100~500m之间,岩性为棕灰、灰紫色火山岩夹砂岩、泥岩。白垩系厚度介于100~2650m之间,岩性上部为紫红、灰绿、灰黑色泥岩、泥灰岩与砂岩互层,下部为砂砾岩及少量紫红色泥岩。中生界在太行山山前断裂以西缺失。太行山山前断裂以东,隐伏新生界以下,凸起区薄,局部地段缺失,正定东部的凹陷中心厚度达3000m以上。
6.新生界
古近系孔店组为一套河流-湖泊相沉积,靠近山前地带,一般沙四段与孔店组分不开,不整合于中生界及其以前的地层之上,岩性以棕红色泥岩、砂砾岩为主。沙河街组的第四段,主要岩性为红色泥岩与砂岩互层,底部为含砾砂岩,厚度介于22~230m之间,沙三段本区缺失。沙二段厚度介于200~450m之间,是一套下粗上细、以红色碎屑岩为主的沉积。沙一段厚度在300~500m之间,浅湖-滨湖相泥岩为主,间夹数层生物灰岩、白云岩、泥灰岩等。东营组厚度介于86~394m之间,为一套河湖相沉积,岩性上部紫红色、灰绿色泥岩与灰白色泥岩互层,下部为泥岩与砂岩互层,中部以具含螺泥岩为特征。古近系在太行山山前断裂以西缺失,在太行山山前断裂以东广泛分布,厚度介于100~850m之间,凸起区薄,凹陷区厚,凹陷中心厚度达1800m以上。
新近系的馆陶组厚度介于100~280m之间,为一套河流相沉积,岩性为棕红色泥岩夹灰色、灰白色砂岩、砾岩互层。明化镇组厚度介于100~700m之间,为一套河流相沉积,岩性以灰绿色、棕黄色泥岩与棕黄色砂岩互层为主。
第四系堆积物成因类型、厚度与展布方向受基底构造、古地理、古气候的控制与影响。研究区沉积物的成因主要是河流的洪积、冲积作用形成。各冲洪积扇及本区东部局部地带,有零星湖积及浅水洼地沉积。沉积物由东向西逐渐变厚,颗粒上部和下部较细,中部较粗。
第四系由新至老,概况如下:
全新统:在研究区西部,厚度介于5~10m之间,东部厚度介于10~30m之间。岩性一般以灰黄、黄灰色为主,次为深灰色及灰黑色的亚砂土、粉细砂及部分砾石。西北部粒度较粗,为中、粗砂,南、中部粒度较细,为亚砂土、亚黏土,且夹有淤积层,砂层很薄,多为粉细砂透镜体。
上更新统:自西向东底板埋深20~160m,西部山前地带较浅,一般小于20m,东部最大埋深达205m,岩层厚度一般在50~100m之间,岩性以棕黄色黏土为主;次为浅黄色及灰黄色的亚砂土及不同粒度的中粗砂、砂卵砾石。
中更新统:属于冲积、洪积及湖积相。西部山前地带底板埋深介于40~200m之间,厚度160m,东部埋深介于280~440m之间。岩性为棕红、棕黄色夹锈黄色砂卵砾石、砂及黏土。
下更新统:位于京广铁路以西,底板埋深介于180~300m之间,厚度介于72~120m之间。辛集、深泽一带,埋深大于420m,厚度介于150~170m之间,岩性以棕红、棕褐色为主,下部夹紫色、灰绿色的中粗砂、中细砂及亚黏土、黏土,砂层风化严重,呈半固结状。
三、水文地质条件
研究区第四系含水介质是一个几何形态复杂、多种类型叠加的含水层组结构,它是由多层交叠、纵横交错的砂、砾层以及间以黏土层构成的孔隙含水组,一般在垂向上缺少较大面积分布的、具有一定空间厚度的细粒堆积物,富水性和透水性良好。前人根据Qh、Qp3、Qp2和Qp1地层,相应划分为第I、II、III和IV含水层。即全新统含水层、上更新统含水层、中更新统含水层和下更新统含水层。其中第III和IV含水层为承压水,但是,由于大量泥包砾,富水性差。在太行山山前平原,混合开采钻井取水,造成第I、II含水层组之间水力联系密切,统称为“浅层地下水系统”。浅层地下水是石家庄地区主开采层位。因此,本研究侧重石家庄地区浅层地下水系统(图2-3)。
图2-3 石家庄平原区水文地质图
全新统-上更新统含水层(I、II):底板埋深为80~120m,含水层厚度为25~40m,岩性以砾卵石为主。在滹沱河、磁河等冲洪积扇轴部,单井涌水量在70~180m3/(m·h)之间;在冲洪积扇的两翼及前缘,在10~30m3/(m·h)之间。目前,第I含水层已基本疏干,目前主要开采第Ⅱ含水层。
中更新统含水层(III):底界埋深为120~300m。含水层岩性山前地带以卵砾石及砂砾石为主,向东逐渐变为砂层。在山前及扇间地带,含水层厚度较薄,小于20m,其他大部分地区在20~60m之间。在冲洪积扇主体部位,含水层厚度较大,多大于60m,单井涌水量5~20m3/(m·h)。
下更新统含水层(IV):底板埋深为300~580m,含水层厚度在冲洪积扇轴部地带大于180m,山前带则小于20m,其他地区为60~80m。石家庄市区以北,京广铁路线以西含水层岩性以砂砾石层、砾卵石为主,其他区域以砂层为主。在无极城关和藁城果庄以北,新乐的西平乐-正定曲阳桥-石家庄市区以西,砂层风化较为严重,富水性差。
『陆』 矿山水文地质怎么写
你好,在阐述矿山的水文地质时主要分水文地质条件、水文地质问题、水资源利用三内个方面。
水文地质条件:容
1.矿山区域地形地貌、土壤、植被;
2.岩层构造、矿产资源;
3.包气带结构、厚度、防护性能
4.含水层厚度、结构、渗透系数、富水程度
5.隔水层厚度、结构、渗透系数
6.地下水类型、水质、水温
7.地下水补给、径流、排泄条件
8.泉域分布、成因、形成条件
9.地下水开采状况
10.地下水监测井位设置情况
水文地质问题:
天然劣质水分布和引发的地方病问题
人工开采地下水造成的环境水文地质问题和范围
其他造成的地下水流场、水位变化问题。
矿山区域地下水、矿井输干水的开采、综合利用情况,利用率。
此外,涉及到由于矿山开发引起的地下水漏失、地下水漏斗、地面沉降等次生地质灾害影响的程度和范围等等。还要求涉及到矿山区域是否存在突水事故对地表水和地下水的袭夺现象。
『柒』 麻烦请问,怎样描述区域的简略水文地质特征
这个要看你描述的区域的大小,给你一个模板,希望有用。
『捌』 水文地质学的基本内容
农业水文地质学的内容主要包括两方面,一方面为农田提供灌溉水源进行水文地质研究;另版一方权面为沼泽地和盐碱地的土壤改良,防治次生土壤盐碱化等问题进行水文地质论证。
地热是一种新的能源,如何利用由地下热水或热蒸汽携至地表的地热能,用来取暖、温室栽培或地热发电等,以及地下热水的形成、分布规律,以及勘察与开发方法等,是水文地热学的研究内容。 古水文地质学是研究地质历史时期地下水的形成、埋藏分布、循环和化学成分的变化等。据此,可以分析古代地下水的起源与形成机制,阐明与地下水有关的各种矿产的形成、保存与破坏条件。
地下水的形成和分布与地质环境有密切联系。水文地质学以地质学为基础,同时又与岩石学、构造地质学、地史学、地貌学、第四纪地质学、地球化学等学科关系密切。工程地质学是与水文地质学是同时相应发展起来的,因此两者有不少内容相互交叉。
地下水积极参与水文循环,一个地区水循环的强度与频率,往往决定着地下水的补给状况。因此,水文地质学与水文学、气象学、气候学有密切关系,水文学的许多方法也可应用于水文地质学。地下水运动的研究,是以水力学、流体力学理论为基础的,并应用各种数学方法和计算技术。
『玖』 水文地质概念
下面这个看看.
根据和XX学之间的一般情况,把"是研究......的科学"这几个字去掉,应该就可以用了~~~
水文地质学是研究地下水的数量和质量随空间和时间变化的规律,以及合理利用地下水或防治其危害的学科。
在不同环境中地下水的埋藏、分布、运动和组成成分均不相同。查明上述各方面状况,可为科学地利用或防治地下水提供根据。水文地质学对地下水的研究,着重自然历史和地质环境的影响,同主要用水文循环和水量平衡原理研究地下水的地下水水文学关系密切,只是研究的侧重点稍有不同。
水文地质学发展简史
人们早在远古时代就已打井取水。中国已知最古老的水井是距今约5700年的浙江余姚河姆渡古文化遗址水井。古波斯时期在德黑兰附近修建了坎儿井,最长达26公里,最深达150米。约公元前250年,在中国四川,为采地下卤水开凿了深达百米以上的自流井。中国汉代凿龙首渠,是一种井、渠结合的取水建筑物。在利用井泉的过程中,人们也探索了地下水的来源。法国帕利西、中国徐光启和法国马略特,先后指出了井泉水来源于大气降水或河水入渗。马略特还提出了含水层与隔水层的概念。
1855年,法国水力工程师达西,进行了水通过砂的渗透试验,得出线性渗透定律,即著名的达西定律,奠定了水文地质学的基础。1863年,法国裘布依以达西定律为基础,提出计算潜水流的假设和地下水流向井的稳定流公式。1885年,英国的张伯伦确定了自流井出现的地质条件。奥地利福希海默在1885年制出了流网图并开始应用映射法。
19世纪末20世纪初,对地下水起源又提出了一些新的学说。奥地利修斯于1902年提出了初生说。美国莱恩、戈登和俄国安德鲁索夫在1908年分别提出在自然界中存在与沉积岩同时生成的沉积水。1912年德国凯尔哈克提出地下水和泉的分类,总结了地下水的埋藏特征和排泄条件。美国迈因策尔于 1928年提出了承压含水层的压缩性和弹性。他们为水文地质学的形成作出了重要贡献。
泰斯于1935年利用地下水非稳定流与热传导的相似性,得出了地下水流向水井的非稳定流公式即泰斯公式,把地下水定量计算推进到了一个新阶段。20世纪中叶,苏联奥弗琴尼科夫和美国的怀特在水文地球化学方面作出了许多贡献。到第二次世界大战结束时,在地下水的赋存、运动、补给、排泄、起源以至化学成分变化、水量评价等方面,均有了较为系统的理论和研究方法。水文地质学已经发展成为一门成熟的学科了。
20世纪中叶以来,合理开发、科学管理与保护地下水资源的迫切性和有关的环境问题,越来越引起人们的重视。同时,人们对某些地下水运动过程有了新的认识。1946年起,雅可布和汉图什等论述了孔隙承压含水层的越流现象。英国博尔顿和美国的纽曼分别导出了潜水完整井非稳定流方程。
由于预测地下水运动过程的需要,促进了水文地质模拟技术的发展。20世纪30年代开展了实验室物理模拟。40年代末发展起来的电网络模拟,到50~60年代在解决水文地质问题中得到应用。
由于电子计算机技术的发展,70~80年代,地下水数学模拟成为处理复杂的水文地质问题的主要手段。同时,同位素方法在确定地下水平均贮留时间,追踪地下水流动等研究中得到应用。遥感技术及数学地质方法也被引进,用以解决水文地质问题。对于地下水中污染物的运移和开采地下水引起的环境变化,引起广泛的重视。20世纪60年代以来,加拿大的托特提出了地下水流动系统理论,为水文地质学的发展开拓了新的发展前景。
水文地质学基本内容
水文地质学是从寻找和利用地下水源开始发展的,围绕实际应用,逐渐开展了理论研究。目前已形成了一系列分支。
地下水动力学是研究地下水的运动规律,探讨地下水量、水质和温度传输的计算方法,进行水文地质定量模拟。这是水文地质学的重要基础。
水文地球化学是水文地质学的另一个重要基础。研究各种元素在地下水中的迁移和富集规律,利用这些规律探讨地下水的形成和起源、地下水污染形成的机制和污染物在地下水中的迁移和变化、地下水与矿产形成和分布的关系,寻找金属矿床、放射性矿床、石油和天然气,研究矿水的形成和分布等。
供水水文地质学是为了确定供水水源而寻找地下水,通过勘察,查明含水层的分布规律、埋藏条件,进行水质与水量评价。合理开发利用并保护地下水资源,按含水系统进行科学管理。
矿床水文地质学是研究采矿时地下水涌入矿坑的条件,预测矿坑涌水量以及其他与采矿有关的水文地质问题。
农业水文地质学的内容主要包括两方面,一方面为农田提供灌溉水源进行水文地质研究;另一方面为沼泽地和盐碱地的土壤改良,防治次生土壤盐碱化等问题进行水文地质论证。
地热是一种新的能源,如何利用由地下热水或热蒸汽携至地表的地热能,用来取暖、温室栽培或地热发电等,以及地下热水的形成、分布规律,以及勘察与开发方法等,是水文地热学的研究内容。
区域水文地质学是研究地下水区域性分布和形成规律,以指导进一步水文地质勘察研究,为各种目的的经济区划提供水文地质依据。
古水文地质学是研究地质历史时期地下水的形成、埋藏分布、循环和化学成分的变化等。据此,可以分析古代地下水的起源与形成机制,阐明与地下水有关的各种矿产的形成、保存与破坏条件。
地下水的形成和分布与地质环境有密切联系。水文地质学以地质学为基础,同时又与岩石学、构造地质学、地史学、地貌学、第四纪地质学、地球化学等学科关系密切。工程地质学是与水文地质学是同时相应发展起来的,因此两者有不少内容相互交叉。
地下水积极参与水文循环,一个地区水循环的强度与频率,往往决定着地下水的补给状况。因此,水文地质学与水文学、气象学、气候学有密切关系,水文学的许多方法也可应用于水文地质学。地下水运动的研究,是以水力学、流体力学理论为基础的,并应用各种数学方法和计算技术。
水文地质学的发展趋势是:由主要研究天然状态下的地下水,转向更重视研究人类活动影响下的地下水;由局限于饱水带的含水层,扩展到包气带及“隔水层”;由只研究地壳表层地下水,扩展到地球深层的水。
预计今后的水文地质研究,在下列方面将有突破:裂隙水与岩溶水运动机制和计算方法;地下水中污染物和温度运移机制和计算方法;粘性土的渗透机制;包气带水盐运移机制;水文地球化学和同位素水文地质学,地下水数学模型;地球深层水文地质。
『拾』 水文地质评价
4.2.1地下水系统划分及其特征
在东营市辖区地表下数百米以内到处分布有多层系统结构的粉砂、淤泥和粘土,除土壤水带以外,地下水充填在多层系统沉积物的孔隙中,地下水在砂层中的运移要相对比在淤泥和粘土中运移通畅得多,高渗透性层称为含水层,反之称为隔水层。辖区内地下浅部数百米的地质特征变化不大,相反地下水的盐化程度和地下水的起源却变化很大,因而这种特征被用来作为概化地下水系统的标准(图4-2,图4-3,图4-4)。
总体上,地下水可以划分为以下系统:①小清河南浅层地下淡水;②三角洲沿黄河地带浅层地下淡水;③中深层地下淡水;④深层地下淡水;⑤浅层地下卤水;⑥深层地下卤水;⑦地下微咸水和咸水(图4-5)。
小清河南地下淡水系统位干东营市辖区南部山前平原,其余地下水系统均位于三角洲地区,且在浅部分布多为微咸水和咸水,各系统特征论述如下:
1.小清河南浅层地下淡水
冲洪积扇平原水文地质区,分布于石村—颜徐—稻庄—西刘桥一线以南以西地区(基本以小清河为界),面积460km2,主要为淡水,仅北部有少量微咸水和咸水分布。浅层地下水含水介质主要为全新统和中更新统冲积洪积物,属冲洪积扇型赋存模式,具有较典型的冲洪积扇型水文地质特征。在一般情况下,40~50m左右深度内,无稳定的隔水层存在,形成潜水和微承压水。60m以下,往往具有几十米厚的粘性土隔水层,与中深层孔隙承压水水力联系较微弱。
2.三角洲沿黄河地带浅层地下淡水
三角洲冲海积物主要呈近于水平层状分布,全新世之前的沉积环境为浅海环境,然而浅部却是以强烈的冲积作用为主。由泛滥平原和决口扇形地组成的现今黄河河床带和古河床带导致了岩相的突变。形成了相对高渗透性的浅部砂体,河水的不断渗入形成了一些浅层地下淡水透镜体,它们漂浮在微咸水或咸水体之上,随着时间的推移,这些淡水透镜体的体积可能会增大或缩小,甚至消失。
3.中深层地下淡水
中深层地下淡水系统系指,含水层顶板埋深大于60m,底板埋深180~370m。孔隙承压淡水分布于官庄—陈桥—王屋—广北农场一线以南,含水介质为中更新统和下更新统冲洪积物。在古村—广饶—稻庄以南为全淡结构。该线以北为上咸下淡结构。小清河一带上部咸水底界埋深120m左右,向北逐渐加深。
图4-2水文地质条件示意图
图4-3浅层水文地质剖面示意图
图4-4深层水文地质剖面示意图
中深层承压淡水含水层岩性,南部以粉细砂、细砂为主,局部有中粗砂,含水层厚40~50m,单井出水量一般大于1000m3/d。向北含水层颗粒由粗变细,含水层厚度由大变小。北部含水层岩性以粉细砂为主,含水层厚10~30m,单井出水量500~1000m3/d(局部地区单井出水量小于500m3/d)。
4.深层地下淡水
深层孔隙裂隙承压水含水岩组含水层顶板埋深大于180~370m。含水介质为上新统明化镇组上段碎屑岩类。孔隙裂隙承压淡水分布于前刘—郝家—史口镇—胜利电厂—广利联合站一线以南,该线以北在目前勘探深度(600m)内无承压淡水。承压淡水含水层岩性以中砂、中细砂及粉细砂为主,呈固结及半固结状态,由南向北颗粒逐渐变细。南部砂层累计厚40~50m,单井出水量一般大于1000m3/d。北部支脉河以北砂层累计厚度小于30m,单井出水量一般小于500m3/d。深层孔隙裂隙承压水与中深层孔隙承压水之间有厚达30余米的连续性较好的粉质粘土、粘土隔水层,二者之间水力联系微弱。
5.浅层地下卤水
沿渤海1855年以前的海岸线展布,赋存于第四系更新统海积冲积和海积地层中的地下水,其矿化度(TDS)高于50g/dm3,形成了浅层地下卤水带。卤水是由埋藏海水蒸发浓缩而成,呈带状分布,宽度10~20km不等。东营市内面积为432km2,包括广饶县东北部、东营区东南部的一部分。一般埋藏于10~40m深的粉砂层中,厚3~10m,最厚30m,形成于8万~10万年前。在卤水层之间,一般有弱隔水层,局部略具承压性。浅层卤水储量丰实,易采,单井产量大,最大可达250m3/d,矿化度40~80g/dm3,最高116g/dm3,水化学类型为Cl-Na水,是东营市卤水的主要开采区。据测算,东营市浅层卤水储量9.6×108m3。
6.深层地下卤水
深层卤水是古卤水与盐岩或石油地质构造有关的封闭型高矿化卤水,属原生卤水。主要赋存在东营市东营凹陷深部2500~3000m处,以东营西城为中心,面积为700km2的第三系中。而且在卤水下部3000~4000m处,面积为600km2,还埋藏有丰富质纯的膏盐、岩盐矿层,为盐卤开发利用提供了丰富的资源条件。分布范围东起辛镇,北至胜利村,南至六户—现河—郝家一线,西到利津洼子。该区18口井钻遇岩盐层,其中8口井己穿岩盐层,埋深3000~4000m,平均厚度440m以上,最厚达1000m余。而在岩盐层上部,普遍存在高浓度卤水。据60口井统计,卤水单层厚度一般在4m以上,有的厚达30m。坨深1井、东风10井等自喷出的卤水总矿化度200g/dm3左右,深层卤水的形成与地质构造条件、古地理环境、古水文地质条件有关。估算深层卤水储量达35×108m3。东营深层卤水除含丰富的氯化钠外,更重要的是含有较高的碘、溴、锂、钾、铯、硼、铷等微量元素。尤其是碘、溴、锂、钙工业品位已达到国家单独开采和综合利用的标准。
图4-5地下水系统划分剖面示意图
7.地下微咸水和咸水
除全淡水区外,其他地区均有厚薄不等的微咸水和咸水分布,是黄河三角洲地区含水量最大的水体,含水层厚度自南向北增厚,到广饶县卧佛庄—丁屋—广北农场一线以北在200m以浅已无地下淡水分布,微咸水与咸水连为一体,整个咸水体呈一楔形插入南部淡水体中,而最终尖灭于全淡水区。矿化度20~40g/dm3,为氯化物硫酸盐型水。在淡水与咸水之间,由于上游淡水体的补给和混合作用,存在着微咸水。总之,微咸水和咸水分布面积及体积巨大,漂浮在其上的地下淡水透镜体不可比拟。
4.2.2地下淡水(微咸水)补给、径流、排泄条件及动态特征
1.浅层淡水(微咸水)补给、径流、排泄条件及动态特征
小清河南浅层地下淡水系统,主要接受大气降水入渗补给、河渠侧渗补给和田间灌溉回归水的补给为主,还有区外从南向北的地下水侧向径流补给。补给量的大小,受控于降水量、降水强度、地下水埋深以及包气带岩性、地形、地貌等因素。浅层地下水主要从南向北径流,人工开采是主要排泄方式。在广饶南部井灌区由于目前浅层地下水大量开采形成了大面积区域下降漏斗。根据地下水0m等水位线,1997年漏斗面积为321km2。由于地下水力坡度加大,水位埋深增加,不但改变了浅层地下水天然流场,而且使浅层地下水垂向补给,大部分消耗在包气带地层中,减少了浅层地下水垂向补给量。同时,又是造成咸水向南入侵的一个重要因素。冲洪积扇水文地质区,在石村—稻庄一线以北的浅层微咸水区,水位埋深一般在2~5m,地下水以垂直运动为主。排泄方式主要为蒸发。地下水动态与当地气象、水文密切相关,属气象—蒸发型。石村—稻庄一线以南的浅层淡水区,因大量超采,目前已形成区域下降漏斗,漏斗中心水位埋深30.25m,地下水由四周向漏斗中心水平径流运动。主要接受大气降水和周边径流补给。地下水动态为气象—开采型。动态特征主要受降水和人工开采量控制。年内,地下水动态变化的一般特征是4~6月为地下水位下降期。由于春灌和降水少以及枯水期的农业大量开采,地下水位大幅下降。7~9月降水多,农业开采减少,地下水位回升,8月或9月出现一个小峰值。10~12月,降水少,小麦冬灌,水位波状下降。1~3月较长时间无农业开采,地下水位上升。2月或3月地下水位达到年内最高值。
小清河以北,古黄河三角洲和近代黄河三角洲区,浅层孔隙潜水仅部分地区分布有浅层淡水和微咸水。浅层淡水和微咸水主要以大气降水、黄河侧渗补给、渠系入渗补给为主。根据同位素地下水年龄鉴定,大气降水的补给主要是近40年的大气降水补给为主。地下水的径流,总的来说,以现代黄河河床为地下分水岭,向黄河两侧方向及黄河下游方向呈扇状径流。在近代黄河三角洲亚区,主要沿古河道带和故道带向北径流。蒸发是地下水的主要排泄方式,有部分人工开采。浅层淡水和微咸水以垂向运动为主。地下水动态主要受大气降水、地表水、渠系入渗的影响。其动态特征与气象、水文等因素有关。地下水动态特征主要为气象—蒸发型。一般年内变化分几个阶段,每年3~4月春灌开始,地下水位开始升高,出现一个小峰值。5~6月,为枯水期,水位下降,6月底达到最低值。7~9月为丰水期,水位上升,8月水位达到最高值。10月至次年2月为调整期。
2.中深层地下淡水补给、径流、排泄条件
在支脉河以南地区,中深层孔隙承压淡水主要接受山前冲洪积扇由南向北的侧向径流补给。由于中深层承压水含水层间均具有较稳定较连续且厚度较大的粘性土隔水层,因此含水层间水力联系微弱,越流补给量较小。人工开采是主要的排泄方式。目前中深层孔隙承压水已形成广饶—石村为中心的一个南北向下降漏斗,根据-14m等水位线,1996年中深层水漏斗面积255km2。形成漏斗东西两侧中深层孔隙承压水向漏斗中心方向径流、补给。
中深层孔隙承压淡水主要受区外侧向径流补给,以水平运动为主,径流滞缓,其动态特征与当地气象水文条件等季节性变化无关,主要与开采区的开采强度有关。地下水动态特征属径流—开采型。
支脉河以南地区中深层承压水因人工大量开采,区内形成以广饶县城—石村为中心的南北向区域下降漏斗,改变了地下水天然流场,形成了漏斗周边向漏斗中心补给。地下水以水平径流运动为主。地下水动态特征,年内高水位出现在3月,5~6月水位最低,7~9月水位又逐渐抬升。地下水位总体是下降趋势。
3.深层地下淡水补给、径流、排泄条件
深层地下淡水主要接受山前冲洪积扇平原侧向径流补给。由南向北径流。人工开采是主要排泄方式。深层孔隙裂隙承压淡水补给条件差,水平径流滞缓,水交替作用微弱。牛庄地区,按-25m等水位线,1996年深层水降落漏斗面积为233km2。草桥地区,按-20m等水位线,1996年深层水降落漏斗面积为121km2。形成漏斗周边向中心的径流补给。深层孔隙裂隙承压淡水的运动主要以水平运动为主。受人工开采强度控制。其地下水动态特征为径流—开采型。
目前已形成以草桥、牛庄为中心的区域下降漏斗,形成漏斗周边向漏斗中心的补给,人工开采是主要的排泄方式。地下水动态主要受人工开采强度控制,年内2月份水位最高,5~6月水位最低,多年呈下降趋势。
4.2.3水资源开发利用现状、未来需水量及可供水量分析
1.水资源开发利用现状
全市年均供水量(1991~1996年)141243×104m3,其中地表水131036×104m3,占92.8%;地下水10207×104m3,占7.2%。地表水供水量主要是黄河引、提水工程供水量,但引水时间与引水量大小与黄河季节来水量及当地降雨量密切相关,一般相机而供,多水多供,少水少供。1991~1996年东营市年均引黄河水量129822×104m3,占全市年均供水量的92%,占地表水年均供水量的99%。如表4-3。
表4-3东营市1991~1996年实际供水量统计表单位:104m3/a
注:各县、区的供水量均含油田。
地下水供水受降雨量影响较大,降雨量大则农业开采量小,反之则开采量大。1991~1996年浅层地下水年均供水量8048×104m3,约占地下水供水量的78.8%。中深层地下水年均供水量2159×104m3,占地下水供水量的21.2%。东营市地下水年均超采2500×104m3。
按用途分,工业用水17918.6×104m3/a,占12.7%,城镇生活用水2962.9×104m3/a,占2.1%,农业用水99632.2×104m3/a,占70.5%,畜、牧、渔业用水3104×104m3/a,占2.2%,农村生活用水4645.0×104m3/a,占3.3%,其他用水12980.3×104m3/a,占9.2%。
2.未来需水量
预测的需水量涉及对工农业发展的估计和用水定额等未定因素。东营市水利局按工业、农业灌溉、林牧副鱼、城镇和农村居民生活用水,对黄河三角洲地区需水量进行了预测分析,划分高低两个方案。如表4-4。
表4-4黄河三角洲地区需水量预测表单位:104m3
3.可供水量分析
东营市可供水源包括当地地表水、黄河客水和地下淡水、微咸水。由于区内地表水受污染严重,水质较差,可利用量很小,近期不作为可利用量考虑。黄河客水可供水量分析考虑引黄时有4个限制条件:①汛期黄河来水量大于5000m3/s不能引。②含砂量大于30kg/m3不能引。③冰凌期引水天数按70%计。④由于渠道的限制,实际引水量较设计引水量小,仅为270m3/s,即为设计值的60%。以此推求黄河水资源可供水量(见表4-5)。
表4-5现状工程条件下水资源可供水量表单位:104m3
根据东营市需水量预测和可供水量的计算及分析结果,分别按不同保证率时的高、低方案进行水资源供需平衡分析,2000年在保证率为95%时,高方案缺水88597万m3/a,低方案及75%、50%保证率时均不缺水;2010年在保证率为95%时,高方案缺水293782万m3/a,低方案缺水102025万m3/a;在保证率为75%时,高方案缺水134134万m3/a,低方案及50%保证率时均不缺水。