勘测设计2.docx
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1、1 前言1.1项目概况根据陕西陕化煤化工有限公司合成氨节能减排技改项目给排水设计要求,该项目需生产和生活给水合计1731.2m3/h,企业按设计年运行7200h考虑,则日用水量为41548.8 m3,年用水总量为1246.5万m3,其中396万m3由关闭原企业部分高耗能设施设备后节约水量供给,其余850.5万m3考虑5的管道损失,用水量895.3万m3,本项目年用水总量为1291.3万m3。其中石堤河地表水412.6万m3,傍河地下水482.7万m3。陕西陕化煤化工有限公司拟在遇仙河和石堤河之间、渭河河漫滩及一级阶地建地下水源地,进行傍河采取地下水482.7万m3/年,以满足陕西陕化煤化工有限
2、公司合成氨节能减排技改项目用水要求。陕西省煤田地质局一三九队经过实际踏勘,编制陕西陕化煤化工有限公司节能减排技术改造项目地下水水源地勘测设计。1.2目的任务根据供水水文地质勘察规范要求及投资方意见确定本次勘测阶段任务如下:1、基本查明拟建水源地范围内的地层结构。2、基本查明拟建水源地范围内的水文地质条件。3、基本查明拟建水源地范围内的水化学类型及水质特征。4、评价地下水资源。5、提出合理的开采方案。1.3交通位置及自然地理1.3.1、交通位置勘测区位于华县瓜坡镇遇仙河和石堤河之间,距华县县城约2公里,距瓜坡镇约3公里,勘测区南部有310国道和陇海铁路通过,交通便利。1.3.2自然地理华县地势南
3、高北低,由西向东倾斜。南部为山势高峻的秦岭,北部为低平的渭河冲积平原,平均地面坡度3.3%。山地与其它几种地貌类型以秦岭北麓东西向深大断裂面为界,南侧地壳不断上升,北侧相对下降,使地势南北高差悬殊。秦岭山区主峰草莲岭海拔2646m,平原最低的河谷高程海拔331m,相对高差2315m。山地和平原呈东西向延伸,冲积扇和台塬因受河流切割,多呈南北向条带。华县地貌特点分布明显,岩石山地陡峻,土石沟壑交错,黄土塬面破碎,类型复杂多样。地貌特点可归结为六山、一水、三分田。由南向北依次为秦岭土石山区、山前洪积扇裙,渭河川道平原。南部秦岭土石山区,海拔高程541.02646m,面积占全县总面积59.9%,北部
4、为渭河及其支流冲积而成的平原,面积占全县总面积21%,二者之间为山前冲积扇裙,面积占全县总面积6.3%,山外西南为黄土台塬,占全县总面积的12.8%。华县属暖温带半干旱半湿润大陆性季风气候,其特点是四季分明,春季温暖干燥,夏季受副热带高压影响炎热多雷阵雨,秋季凉爽湿润,冬季受西伯利亚冷气团影响寒冷干燥。由于受山地阻挡及地形垂直变化影响,县境内气温、降水、蒸发、日照和无霜期南北差异显著。根据华县气象站观测资料记录,华县年平均气温13.4,极端最低气温-16.5(1977年1月30日),极端最高气温43(1966年6月19日),多年平均相对湿度72%。雾日数17.4d,雷电日数13.6d。全年无霜
5、期207d,最大冻土深40cm。全年主导风向东北风,年平均风速1.9m/s。全县境内多年平均降雨量748.5mm,干旱指数在0.782.3之间。渭河自西向东源远流长,于华县赤水镇詹刘进入华县,流经五个乡镇,三十个行政村,从毕家拾村出境,至潼关港口流入黄河,其中县境内河长47.25公里。华县境内渭河支流主要分布在秦岭北麓,较大一级支流有赤水河、遇仙河、石堤河、罗纹河、沟峪河、方山河6条,由南向北注入渭河;秦岭岭南的支流有文峪河、蒿坪川河,由北向南注入南洛河。华县境内河流径流主要由降雨形成。降水主要天气成因是西太平洋副高与西风低槽相互作用的结果,降雨年内分配不均,其中7、8、9三个月占全年的53%
6、,122月仅占8%。降雨空间分布从秦岭分水岭到渭河滩地,年降水量在900500mm之间,县境内年平均面降雨量748.5mm,年平均水面蒸发量16001000mm。根据渭河华县水文站56年(19512006)实测系列计算,多年平均径流量为69.25亿m3,年平均流量219m3/s,年输沙量3.809亿t。河床摆动频繁,是一个含沙量极高的游荡性河流。华县断面调查历史最大洪水11500m3/s(1898年),实测最大洪水7660 m3/s(1954年)。华县境内渭河各支流实测、推算年径流总量为2.286亿m3,见表3-2。径流年内分布与降水分布规律基本相同,汛期(610月)径流量占年径流量的60%以
7、上。山区产流径流系数0.150.44之间,平均为0.3。境内各支流洪水一般由暴雨形成,暴雨发生时间一般出现在每年的79月。主要受西太平洋副热带高压西伸北抬影响,与来自西部冷空气结合,形成以流域地形影响为主的暴雨中心。洪水过程表现为起涨快、峰形尖瘦、历时短等特征。最大支流赤水河的华县胜山乡洪水村,调查最大洪水洪峰流量为738 m3/s,发生于1914年,实测最大洪峰118 m3/s,发生在1961年7月5日。1.4以往地质工作(1)陕西省地矿局第二水文地质队1993年提交的陕西省华阴华县平原区水文地质详查报告,陕西省地矿局评审。(2)陕西省地矿局第二水文地质队1980年完成的黄河三门峡库区工程地
8、质问题研究。(3)陕西省水文水资源勘测局2008年完成的陕西陕化股份有限公司合成氨节能减排技术改造项目水资源论证报告。(4)陕化候坊水源地成井报告。(5)华县水利局1980年完成的华县水资源调查。2 勘测区地质概况2.1地形地貌华县地势南高北低,由西向东倾斜。南部为山势高峻的秦岭,北部为低平的渭河冲积平原,平均地面坡度3.3%。秦岭山区主峰草莲岭海拔2646m,平原最低的河谷高程海拔331m,相对高差2315m。山地和平原呈东西向延伸,冲积扇和台塬因受河流切割,多呈南北向条带。勘测区位于华县北部渭河及其支流冲积而成的平原,地貌类型为渭河滩地和一级阶地。2.2地质构造华县在中国大地构造位置上处在
9、稳定的华北地台南缘(南渭断陷和豫西断隆),三个三级构造单元(渭河断凹、太华台拱河金堆城台凹)。以秦岭北麓东西向深大断裂面为界,南侧地壳不断上升,北侧相对下降。勘测区位于三级构造单元渭河断凹的南侧。2.3地层岩性“二华夹槽”一带第四纪时期仍以下沉为主,早更新世晚期陕化西南黄土台塬一带相对上升露出湖面,在后期堆积了风成黄土。中更新世早期台塬以北一带仍继续下降,伴有湖相堆积。中更新世晚期总的沉降幅度较中更新世早期大为减弱,且沉积时空上具有差异性。渭河形成于中更新世晚期,主要河槽摆动于现今河床一带,岩性随之变异:主河道以粗粒物质为主,厚度大;远离主河道细粒物质增多。区内第四系堆积物以湖积、冲洪积等成因
10、类型的松散层为主,其地层岩性特征从上至下依次分述如下。2.3.1第四纪全新世冲积层(Q4al)分布于渭河及其支流的河床、河漫滩及一级阶地区,上全新统地层分布于河床和河漫滩,岩性以中细砂为主;下全新统地层分布于一级阶地和埋藏于漫滩河床下,厚度3060m,漫滩区因河流侵蚀厚度较小。岩性主要为中粗砂、砾砂及粉质粘土等。2.3.2第四纪上更新世冲积层(Q)埋藏于一级阶地及漫滩之下。据钻孔资料,上部为灰黄色粉土、粉质粘土,较密实,厚度1525m,下部为灰白、灰黄色中细砂夹粉土与粉质粘土,厚度6585m,由西向东厚度增大。2.3.3第四纪中更新世冲积层(Q)埋藏于漫滩及一级阶地之下。厚度较稳定,一级阶地前
11、部厚度略有增大。该层顶面埋深165180m,厚108129m,漫滩及一级阶地中前部岩性以中粗砂、中细砂为主,夹薄层粉质粘土;一级阶地后部以粉质粘土为主,夹薄层中粗砂及中细砂层。2.3.4第四纪下更新世湖积层(Q1l)埋藏于漫滩及一级阶地之下。据钻孔资料,该层由棕黄、褐黄、锈黄杂色及灰绿色粉土、粉质粘土和粘土组成,夹510层分布不稳定的灰黄、锈黄色粉细砂、中粗砂薄层或透镜体,具水平和斜交层理。2.4水文地质条件2.4.1地下水类型区内第四纪以来以下沉为主,沉积了厚近千米的松散堆积物,这些粒度不同的堆积物粗细相间,构成多层状含水结构。300m深度内,依据地下水的水力性质可分潜水和承压水,承压水以其
12、埋藏条件,可划分为浅层承压水、中层承压水和深层承压水。潜水赋存于全新统冲积含砾中粗、中细砂层中,含水层厚度3060m。承压水赋存于上更新统下更新统冲积中细砂层中,含水层厚度5060m。2.4.2含水岩组及富水性第四纪以来,区内以下沉为主,沉积的松散堆积层粗细相间,相互迭置在一起,构成了一个多层状地下水含水系统。依据地下水的水动力性质及埋藏条件,可分为潜水含水岩组、浅层承压水含水岩组、中层承压水含水岩组和深层承压水含水岩组等四个含水岩组。(1)潜水含水岩组及富水性区内潜水含水岩组由全新统冲积含砾中粗、中细砂及粘性土组成。分布于漫滩及一级阶地区。含水层一般厚度3060m,水位埋深6m左右,据勘探钻
13、孔资料埋深2550m,一般存在上、下两层粘性土层。一级阶地中部以南的上部埋深30m,高程309.99310.92m,厚度0.93m,下部埋深47m,高程292.90293.60m,厚度0.70m。岩性由粉质粘土、粉土组成,垂直渗透系数210-4m/d。鉴于下部粘性土分布较连续,渗透性能小,故将该层作为下伏浅层承压水顶板隔水层。区内渭河漫滩及一级阶地中前部:潜水含水岩层,含水层岩性由中、粗砂及砂组成。厚度3040m,渗透系数25.9439.36m/d,降水入渗系数0.25左右。分布稳定,导水、储水能力强,利于降水及河水侧向渗入补给。据勘探孔及生产井抽水试验资料,按同一口径8寸(203.2mm),
14、统一降深15m,单孔(井)涌水量可达3000m3/d,因而认为区内潜水含水岩组在渭河漫滩及一级阶地中前部地带,地下水资源丰富,为强富水区。亦是本水源地,地下水开采目的层。渭河流经该区前缘,河床切入潜水含水层,河水与潜水水力联系密切,地下水可采资源将得到充足的补给来源。渭河一级阶地中后部,含水介质由中粗、中细砂组成,粒径较粗,分选性好,透水性较强,含水层厚度3040m,渗透系数15.3226.89m/d,降水入渗系数0.20,利于降水入渗及南山支流入渗补给,遇仙河下渗补给量200.7万m3/a,石堤河下渗补给量209.20万m3/a,地下水位埋深小于10m,单井推算涌水量10003000m3/d
15、,为中等富水区。(2)浅层承压水含水岩组及富水性区内可分有浅中深三层承压水。浅层承压水含水岩组,伏于一级阶地之下,含水层由晚更新世中、粗砂含粘性土组成,埋深47120m,厚度3035m,隔水层底板埋深74.90129.90m,高程变化210265m间,岩性由粉质粘土组成,厚度2.5020m,分布连续,隔水性能好。浅层承压水位埋深330m之间,水头略低于潜水水位,略高于中层承压水头。据勘探孔及生产井抽水试验资料,按同一口径8寸(203.2mm),井内抽水降深15m计,推算单孔(井)涌水量大于3000m3/d强富水区及10003000m3/d中等富水区。1)渭河一级阶地中前部,含水介质粒度粗,岩性
16、主要为冲积中、粗砂。分选性好,透水性强,渗透系数17.6526.30m/d,水头埋深48m,高程332334m,推算单孔(井)涌水量大于3000m3/d,为强富水区。2)渭河一级阶地中后部,含水介质为冲积中粗砂、中细砂组成,渗透系数15.50m/d,储水导水能力较强,补给条件较好,水头埋深一般小于10m,高程326329m,推算单孔(井)涌水量10003000m3/d,为中等富水区。(3)中、深承压水含水岩组及富水性1)中层承压水含水岩组,由第四纪晚更新世早期冲积中、细砂夹数层粘性土层组成。含水层厚度1678m,顶面埋深100m以下,高程208263m,其下伏隔水层底板为粉质粘土、粉土组成,分
17、布稳定,厚度1036m,埋深164184m,水头埋深一般1015m,略低于潜水水位和浅层承压水水头。渭河一级阶地中前部,含水介质粒度粗,透水性强,厚度1672m,渗透系数17.3122.25m/d,水头埋深1012m,据生产井抽水试验资料,井内降深515m,单井实际涌水量11171538m3/d,中等富水区。一级阶地后部,含水介质粒度粗,透水性较强,厚度1632m,渗透系数17.3120.25m/d,水头埋深1520m,据生产井抽水试验资料,井内降深515m,单井实际涌水量100438m3/d,属弱富水区。2)深层承压水含水岩组,由第四纪中更新世冲积中、细砂夹数层粘性土组成。据勘探孔揭露顶板埋
18、深178202m,高程154178m,含水层厚度达百米左右,渗透系数2022m/d。一级阶地前沿深层承压水水头稍高于浅层和中层承压水水头。据勘探孔抽水试验资料,井内降深14m,单井实际涌水量1328m3/d,认为深层承压水有较丰富的开采资源。2.4.3勘测区地下水补给、径流和排泄2.4.3.1潜水的补给、径流与排泄(1)潜水的主要补给源有降水、河水及侧向径流等。降水是潜水的主要补给源之一。区内地形平坦,包气带岩性松散,加之地下水位埋深较浅,降水相对集中,特别是秋季阴雨连绵,有利于降水入渗补给,据动态资料分析,潜水位与降水量关系密切,二者曲线基本吻合(见图5-3),该区降水入渗系数0.200.2
19、5。渭河是漫滩区和一级阶地前部潜水的主要补给源之一。渭河从勘测区北部自西向东流过,河床岩性为中粗砂和中细砂,渗透性好,故渭河水与潜水水位关系密切。天然条件下,渭河水与潜水间存在互补关系,即洪水期渭河水补给地下水;枯水期渭河排泄地下水。随着工农业的发展,地下水的开采量日趋增大,加之近十余年降水量偏少及二华排水干渠的排涝,水动力系统发生了改变。据陕西地矿局水文二队地下水动态观测资料(1992年、图5-4)勘测区中西部河段已是渭河水长年补给地下水。其补给宽度达2.5km(图5-5)。潜水位动态除受开采量影响外,主要受渭河水位变化的控制(图5-6)。图5-3 B566孔水位与降水量关系图 图5-4 二
20、华夹槽区1992年枯、丰水期潜水浸润曲线图图5-5 距渭河不同距离处潜水位变幅与河水位变幅比值曲线图5-6 潜水位动态与河水位变化关系图渭河支流亦是潜水的主要补给源之一。勘测区西部有遇仙河、东部有石堤河,据测流资料,丰、枯水期,河流出峪口后仅十几至数百米大部分河流几乎全部渗入地下,补给潜水或通过天窗补给承压水。据陕西地矿局水文二队测流资料(1992年),赤水河丰、枯水期渗漏率为21.16%和7.8%;遇仙河丰、枯水期渗漏率为10.62%和97.31%。而汛期常因山洪暴发,在二华夹槽地段河堤决口,洪水横溢,大量补给地下水。(2)潜水总的流向与地形基本一致。二华夹槽地带由于受人工开采,二华排水干渠
21、及蒸发的排泄,在二华排水干渠与渭河之间地带形成反坡,潜水流向南或东南,陕化厂水源地已形成相对稳定的降落漏斗,潜水呈放射状流向漏斗中心。勘测区地下水水力坡度0.20.8%。(3)二华夹槽中的潜水在二华排水干渠以线状方式排泄于渭河及其支流,另外,还有二华夹槽的蒸发及面上的农业开采、生活用水开采和陕化工业开采等。2.4.3.2浅层承压水的补给、径流与排泄(1)浅层承压水的补给主要有地下径流来自区外补给及降水通过天窗渗入潜水越流补给。区内南界黄土台塬中的潜水与浅层承压水间隔水层不连续,浅层承压水通过潜水以间接方式接受降水补给。冲积相堆积物互相迭置在一起与黄土台塬下伏潜水含水层犬牙交错,粗细相间,使塬区
22、和洪积扇中的潜水过渡为浅层承压水,从而直接接受潜水补给(图5-7)。图5-7 承压水接受降水间接补给示意图1、粉土 2、粉质粘土 3、砂 4、砂卵砾石 5、片麻岩一级阶地区潜水位一般高于浅层承压水的水位,潜水通过弱透水层越流补给浅层承压水(2)浅层承压水的径流方向与潜水基本一致,即由南而北运移,流向渭河。由于目前区内机民井多数开采井为潜水和浅层承压水的混合水井,因而在开采较集中的地带(陕化水源地)形成小范围的降落漏斗,浅层承压水在此向漏斗中心径流。(3)浅层承压水主要通过开采、越流、排泄及通过地下径流方式向下游排泄。2.4.3.3中、深层承压水的补给、径流与排泄中、深层承压水主要通过洪积扇区的
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