贫水区地质勘察地下水开发

1、该报告调查石家庄西部山前的地下水概况，压以及山前地带第四系覆盖的变质岩存在发育压扭性构造，张开性较差，地下水运移困难，赋存空间狭小，属贫水地段。针对此现状，进行了踏勘、物探剖面线的实测、水点的调查以及部分单孔抽水试验工作。并针对此现状，对该地区的开发利用地下水，满足工农业生产和人民需要提出合理建议。 第一章第一章 概况概况 第二章第二章 区域自然地理概况区域自然地理概况 第三章第三章 区域地质概况区域地质概况 第四章第四章 区域水文地质条件区域水文地质条件 第五章第五章 变质岩区地下水赋存规律变质岩区地下水赋存规律 第六章第六章 变质岩区地下水的合理开发变质岩区地下水的合理开发利用建议利用建议

2、 该区位于石家庄山前贫水区，北起黄壁庄水库X坨河出山口，南至封龙山南 南佐村，西至挂云山、抱犊寨、常河村一线，东至小壁、上庄、山尹村一线，勘察区域约300多平方公里。 通过多年的水文地质调查和实际钻探资料，许多专家学者认为，石家庄西部山前地带第四系覆盖下的变质岩，发育压扭性构造、张开性较差、地下水运移困难，赋存空间狭小，属贫水区。 近几十年来，随着石家庄市工农业建设的发展，地下水开采强度加大，人畜用水和土地灌溉极为紧张，主要依靠大气降水和石津灌渠输水维持，特别是黄壁庄水库大坝截流后，造成局部第四系地下水枯竭，因此解决用水成了当务之急。 自然地理概况：工作区位于石家庄市区西部鹿泉境内大部、元氏县

3、西北少部，西有太行山山脉出露，东部与石家庄市区平原接壤。地形趋势由西向东倾斜。 气候与气象：工作区处于中纬度太行山山脉东侧，属暖温带半湿润季风气候，四季分明。春季受大陆性气候影响，蒸发量大，降水稀少。夏季盛行东南风，炎热多雨，降水量集中。秋季晴朗高爽。冬季寒冷干燥少雨。大陆性气候特征显著。出露基岩下元古界甘陶河群变质岩中元古界长城系碳酸岩古生界碳酸岩上部覆盖层第四系坡积冲洪积粘土亚粘土、砂砾石等 下部古界甘陶河群下部古界甘陶河群1、 南寺掌组：下部为变质长石石英砂岩和砂砾岩、南寺掌组：下部为变质长石石英砂岩和砂砾岩、千枚岩和板岩，上部为变玄武岩、玄武质角砾岩加板千枚岩和板岩，上部为变玄武岩、玄

4、武质角砾岩加板岩。岩。2、 南寺组：底部厚南寺组：底部厚-巨厚层状变质长石石英砂岩夹巨厚层状变质长石石英砂岩夹板岩、变玄武岩；下部砂质板岩、变质长石石英砂岩板岩、变玄武岩；下部砂质板岩、变质长石石英砂岩与板岩互层；中部为白云岩、板岩和变质砂岩；上部与板岩互层；中部为白云岩、板岩和变质砂岩；上部为变玄武岩及熔岩角砾岩。为变玄武岩及熔岩角砾岩。 中元古界长城系中元古界长城系1、 大红峪组：紫褐、白色中厚层中粒石英岩状砂大红峪组：紫褐、白色中厚层中粒石英岩状砂岩。岩。 2、 高于庄组：灰色厚层燧石条带白云岩夹细晶白高于庄组：灰色厚层燧石条带白云岩夹细晶白云质灰岩。云质灰岩。 古生界寒武系古生界寒武系

5、1、 寒武系下统：紫红色页岩、泥岩、泥质灰岩、寒武系下统：紫红色页岩、泥岩、泥质灰岩、白云质灰岩及白云岩。白云质灰岩及白云岩。2、 寒武系中统：紫色页岩、砂质页岩夹白云质泥寒武系中统：紫色页岩、砂质页岩夹白云质泥灰岩、巨厚层鲕状灰岩。灰岩、巨厚层鲕状灰岩。3、 寒武系上统：紫灰色中层泥质条带灰岩、竹岩寒武系上统：紫灰色中层泥质条带灰岩、竹岩状灰岩及中厚层白云岩。状灰岩及中厚层白云岩。 古生界奥陶系古生界奥陶系1、 奥陶系下统：灰色薄层泥质白云岩、含燧石奥陶系下统：灰色薄层泥质白云岩、含燧石条带状白云岩。条带状白云岩。2、 奥陶系中统：灰色中厚层角砾状灰岩、泥质奥陶系中统：灰色中厚层角砾状灰岩、

6、泥质灰岩、白云质灰岩。灰岩、白云质灰岩。 第四系第四系 区内南部第四系地层不太发育，主要为上更新区内南部第四系地层不太发育，主要为上更新统坡积、洪积黄土夹有薄层冲洪积卵石、碎石层，统坡积、洪积黄土夹有薄层冲洪积卵石、碎石层，厚度厚度10-30米。中北部第四系较发育，主要为上更米。中北部第四系较发育，主要为上更新统坡积洪积黄土层、冲积粉砂与亚粘土互层，新统坡积洪积黄土层、冲积粉砂与亚粘土互层，及全新统冲洪积亚砂土、碎石及卵石层，厚度及全新统冲洪积亚砂土、碎石及卵石层，厚度30-50层。层。1、 地质构造：工作区位于太行山隆起与华北拗陷交界处，下元古界变质岩总体为复式背斜构造形态，西侧古生界碳酸盐

7、岩地层为复式向斜构造形态。褶皱构造轴向延伸为北东-南西方向，产状呈舒缓状，倾角小于20。 区内因遭受过太古代赞皇远东、下元古代吕梁运动和中生代燕山运动的多期影响，断裂构造较为发育，呈带状出现且延伸较远，其性质以张性的高角度正断层和压扭性逆断层为主，主要方向为北东向和北西向。受两组裂隙交叉的影响，区内的基岩展布构成小的凹陷盆地和隆起的断块山。2、 第四纪地质和地貌：本区在石炭纪之后长期处于剥蚀阶段，第四纪时期才有堆积物形成。仅分布在区内山间凹陷盆地及东部山前低洼地带，岩性为残破积碎石层、坡积亚砂土和亚粘土层。南部的漕河、中部的太平河、北部的X沱河受地形切割的影响，沟谷两侧第四系地层审计稍厚，岩性

8、主要为破洪积黄土和冲积砂卵砾石层。 区内南部、西部、中部及西北部均为基岩裸露区，属构造侵蚀和构造剥蚀地貌类型。且出露呈近东西走向延伸，在区内形成几个小的构造凹陷盆地。沿太平河、x沱河河谷分布有小型河漫滩及小的阶地，阶地的堆积物具有典型的二元结构。一、区域水文地质概况：由于受地形地貌、地质构造的控制，这里的地下水补给来源主要接收大气降水渗入补给、西部山区底下的侧向径流补给、河渠渗漏补给以及地表水灌溉入渗补给。地下水径流条件受地形、地貌、地层岩性、区域地质构造展布等多种因素的控制，水位埋深较深主要以人工开采为排泄方式。区内的岩性分布、断裂发育较为复杂，对地下水的赋存有很大曾度的影响，基岩地下水分布

9、不均。1、 变质岩裂隙含水岩组：变质岩裂隙含水岩组：位于工作区中段位于工作区中段-南段，鹿泉市城区南段，鹿泉市城区以南至封龙山一带。地下水主要赋存于风化裂隙和构造裂隙发育地段，以南至封龙山一带。地下水主要赋存于风化裂隙和构造裂隙发育地段，岩组有岩组有NE向和向和NW向两组断层带，在断裂带相交部位，裂隙较发育，向两组断层带，在断裂带相交部位，裂隙较发育，地下水动态较稳定。风化裂隙厚度一般在地下水动态较稳定。风化裂隙厚度一般在20-50米，构造裂隙的厚度米，构造裂隙的厚度一般在一般在30-40米。实测单井涌水量米。实测单井涌水量25-50立方每米小时，水化学类型为立方每米小时，水化学类型为重碳酸钙

10、镁型水，矿化度重碳酸钙镁型水，矿化度0.5毫克每升，毫克每升，PH值值7.4.2、 长城系岩溶含水岩组：长城系岩溶含水岩组：位于工作区西部金柱、苗峪一带和位于工作区西部金柱、苗峪一带和鹿泉西南方向土门村鹿泉西南方向土门村东北方向小毕村一线。以高于组含燧石条带白东北方向小毕村一线。以高于组含燧石条带白云岩为主的含水岩层，富水性较好，下部有大红峪组石英砂岩为相对云岩为主的含水岩层，富水性较好，下部有大红峪组石英砂岩为相对隔水层。实测单井涌水量隔水层。实测单井涌水量40-50立方米每小时，水化学类型为重碳酸立方米每小时，水化学类型为重碳酸钙型水。钙型水。3、 寒武系岩溶含水组：寒武系岩溶含水组：该岩

11、组以寒武系中该岩组以寒武系中-下统毛庄组和张夏下统毛庄组和张夏祖灰岩、白云质灰岩为组成的含水层。主要分布在鹿泉市西部白鹿泉祖灰岩、白云质灰岩为组成的含水层。主要分布在鹿泉市西部白鹿泉-西北部黄岩村一带，富水性较好，含水岩层上下顶底板均有相对隔水西北部黄岩村一带，富水性较好，含水岩层上下顶底板均有相对隔水岩层。单井涌水量岩层。单井涌水量40-50立方米每小时，水化学类型为重碳酸钙型水，立方米每小时，水化学类型为重碳酸钙型水，矿化度矿化度0.3-0.5毫克每升毫克每升PH值值7.2-7.8.4、 第四系孔隙含水岩组：第四系孔隙含水岩组：主要以冲洪积、残破积亚粘土、粘主要以冲洪积、残破积亚粘土、粘土

12、和含砾碎石层组成的孔隙含水层。位于工作区大面积，覆盖在基岩土和含砾碎石层组成的孔隙含水层。位于工作区大面积，覆盖在基岩之上，厚度不均，一般在之上，厚度不均，一般在10-60米，富水性较差。受季节影响水位变米，富水性较差。受季节影响水位变化大，现多数呈疏干状态，单井涌水量化大，现多数呈疏干状态，单井涌水量5-10立方米每小时。立方米每小时。3、地形地貌的影响：地形地貌的影响：本区表现为低缓的丘陵区，由于本区表现为低缓的丘陵区，由于受北东方向和北西方向两组断裂的切割作用，这里被南、受北东方向和北西方向两组断裂的切割作用，这里被南、北、西三面的低山所环抱，地表接收大气降水的面积较大，北、西三面的低山

13、所环抱，地表接收大气降水的面积较大，地下水补给来源充足，具备入渗、运移、储存的良好条件，地下水补给来源充足，具备入渗、运移、储存的良好条件，径流带方向与构造带的展布密切相关，构造型态对基岩裂径流带方向与构造带的展布密切相关，构造型态对基岩裂隙水起着明显的控制作用，构造隆起部位地下水有时则会隙水起着明显的控制作用，构造隆起部位地下水有时则会溢出成泉。如工作区的南任村流泉，则是典型的构造抬升溢出成泉。如工作区的南任村流泉，则是典型的构造抬升成因的泉水类型。泉流量成因的泉水类型。泉流量12.5立方米每小时，水温立方米每小时，水温14，水，水中偏硅酸等微量元素的含量均达到天然饮用水的标准。中偏硅酸等微

14、量元素的含量均达到天然饮用水的标准。4、 岩脉的控制作用：岩脉的控制作用：变质岩中的侵入酸性花岗斑岩变质岩中的侵入酸性花岗斑岩脉及石英岩脉，因质硬性脆，节理裂隙发育，易于地下水脉及石英岩脉，因质硬性脆，节理裂隙发育，易于地下水富集，顺其走向的张裂隙中易形成良好的集水空间。而变富集，顺其走向的张裂隙中易形成良好的集水空间。而变质岩中侵入的基性辉绿岩脉，则因质柔且裂隙多被后期泥质岩中侵入的基性辉绿岩脉，则因质柔且裂隙多被后期泥质充填，故透水性差起到阻水作用。质充填，故透水性差起到阻水作用。 变质岩裂隙的发育程度受地层岩性、地质构造变质岩裂隙的发育程度受地层岩性、地质构造和地形地貌影响控制，同时也受

15、降水量、补给范围、和地形地貌影响控制，同时也受降水量、补给范围、汇水条件、岩石渗透性能及储水空间等因素影响。汇水条件、岩石渗透性能及储水空间等因素影响。地质构造控制富水区的分布，断层性质起着导水和地质构造控制富水区的分布，断层性质起着导水和阻水作用，断裂发育深度决定着含水层的埋深，变阻水作用，断裂发育深度决定着含水层的埋深，变质岩中岩层的软硬程度同时也反映了富水性差异。质岩中岩层的软硬程度同时也反映了富水性差异。 1、 地层岩性：地层岩性：工作区大面积分布变质岩。如甘涛河南工作区大面积分布变质岩。如甘涛河南寺掌组底部厚层的变质长石石英砂岩、南寺组三段的厚层白寺掌组底部厚层的变质长石石英砂岩、南

16、寺组三段的厚层白云岩、一段的变质长石石英砂岩、变玄武岩因其结构致密坚云岩、一段的变质长石石英砂岩、变玄武岩因其结构致密坚硬、张开裂隙发育，连通性较好，富水性较好。硬、张开裂隙发育，连通性较好，富水性较好。 2、 地质构造：地质构造：工作区内构造裂隙发育很不均匀，岩体工作区内构造裂隙发育很不均匀，岩体中张开性构造裂隙分布不连续相互连通性差，基岩浅层因受中张开性构造裂隙分布不连续相互连通性差，基岩浅层因受风化裂隙和构造裂隙的影响，裂隙呈不规则状的网状互相连风化裂隙和构造裂隙的影响，裂隙呈不规则状的网状互相连通，所以一般具有导水性。通，所以一般具有导水性。 在第四系覆盖区常因裂隙中被泥质充填物堵塞，

17、导水能在第四系覆盖区常因裂隙中被泥质充填物堵塞，导水能力差，在基岩风化带裸露地表出，则有利于接收降水补给，力差，在基岩风化带裸露地表出，则有利于接收降水补给，但富水性不大。基岩深部的地下水为脉状裂隙水赋存形式，但富水性不大。基岩深部的地下水为脉状裂隙水赋存形式，受构造应力的控制其透水性具各向异性。在张开、张扭性断受构造应力的控制其透水性具各向异性。在张开、张扭性断裂带和影响带附近地下水较富集，并且具有承压性。而在压裂带和影响带附近地下水较富集，并且具有承压性。而在压扭性断裂带，多发育闭合裂隙，透水性差且具有阻水作用。扭性断裂带，多发育闭合裂隙，透水性差且具有阻水作用。水文地质条件裂隙水的补给条

18、件裂隙水的补给条件：区内主要以降水入渗为补给方式，补给条件取决于基岩裸露的面积和裂隙发育程度工作区西部金柱-苗峪一带的碳酸岩地层及大面积出露的变质岩层，基岩裂隙较为发育，因此具备良好的入渗条件。裂隙水的径流条件裂隙水的径流条件：区内发育的构造裂隙对地下水的径流条件具明显控制径流带特点：受北东方向构造控制，径流带呈北东方向条带状分布，北西向断裂对各地质体起连通作用，径流带内基岩裂隙发育较好，富水性较好裂隙水的排件泄条裂隙水的排件泄条：天然状态下，区内基岩裂隙水大部分是以人工开采为排泄方式，在个别的向斜仰起端处，地下水受阻上升呈泉，如南任村的流流泉即属构造上升泉类型。五、五、 第四系与变质岩之间的

19、水力联系：第四系与变质岩之间的水力联系：区内区内山间及东部山前洼地，分布厚度山间及东部山前洼地，分布厚度10-30米不等的第米不等的第四系地层，地下水的流向总体趋势与地面倾斜方向四系地层，地下水的流向总体趋势与地面倾斜方向及季节性河流发育方向基本吻合，由西向东，继而及季节性河流发育方向基本吻合，由西向东，继而转为东北流向。地下水以水平方向运移，又由于残转为东北流向。地下水以水平方向运移，又由于残破积碎石层和冲积沙砾层直接与变质岩接触，通过破积碎石层和冲积沙砾层直接与变质岩接触，通过表层的风化裂隙连通。在接受外界降水补给的情况表层的风化裂隙连通。在接受外界降水补给的情况下，第四系地下水垂向补给基

20、岩裂隙水。下，第四系地下水垂向补给基岩裂隙水。六、六、 地下水水化学类型、特征及变化规律：地下水水化学类型、特征及变化规律：在径流条件较好，水交替作用强烈部位，水质类型在径流条件较好，水交替作用强烈部位，水质类型较好，以重碳酸钙镁型水为主，矿化度较好，以重碳酸钙镁型水为主，矿化度0.5毫克每毫克每升左右。在水文地质条件复杂，地下水径流条件弱，升左右。在水文地质条件复杂，地下水径流条件弱，水交替作用缓慢，水质较差，以重碳酸硫酸钙镁型水交替作用缓慢，水质较差，以重碳酸硫酸钙镁型水为主，矿化度稍高，在水为主，矿化度稍高，在0.7毫克每升左右。工作毫克每升左右。工作区内第四系区域地下水以重碳酸硫酸钙镁

21、型水为主，区内第四系区域地下水以重碳酸硫酸钙镁型水为主，矿化度矿化度0.5-0.6毫克每升，毫克每升，PH值值7.4 变质岩区主要有三种构造类型，即北北东向、北西向和东西向构造，其中以新华夏北北东向为主体，构造发育强烈，并且直接控制着地下水径流带的分布状态，伴随其存在的北西15度和北东40度的一组共轭张性裂隙，在此起到了很好的导水作用，另外北西西向构造次之，主要起阻水作用，并且构成一个水文地质单元的边界。 与此同时，区内还存在东西向延伸的复式背向斜褶皱带，呈南北等距离排布，这些山脊在地下延伸后形成隐伏的分水岭。对地下水的补径排条件起到重要的控制作用。 构造裂隙的规模、发育程度影响着变质岩中裂隙

22、水的富水性，地下水的埋藏、分布和运移同构造断裂的性质有直接的联系。地下水径流带与构造带的延伸方向基本吻合，垂向上裂隙的发育深度即是地下含水层的深部埋深。工作区西侧分布的碳酸岩透水层和变质岩的岩石节理及风化裂隙，对地下水创造了补给条件。贯通东西的张性断裂构成地下水径流的导水通道，构成凹陷的地形和沟谷具备良好的汇水空间。因此，变质岩分布区地下水是补径排较为完整的以个水文地质单元。 变质岩的富水性分区：变质岩的富水性分区： 1、在韩庄、在韩庄-庄窝一带第四系覆盖大面积的甘陶河群南庄窝一带第四系覆盖大面积的甘陶河群南寺组三段的结晶白云岩，其岩性和发育的构造均决定了富寺组三段的结晶白云岩，其岩性和发育的

23、构造均决定了富水性，地下水呈条带状分布。此间发育的北西西向、北西水性，地下水呈条带状分布。此间发育的北西西向、北西向断裂可能延伸较远，与长城系和寒武系的含水岩组向连向断裂可能延伸较远，与长城系和寒武系的含水岩组向连通，具备导水连通、汇水空间等水文地质条件。而且水质通，具备导水连通、汇水空间等水文地质条件。而且水质良好，有些属于矿泉水，单井流量在良好，有些属于矿泉水，单井流量在30-40立方米每小时。立方米每小时。 2、南任村一带，构造部位处于复式向斜的核部，基、南任村一带，构造部位处于复式向斜的核部，基岩裂隙水经过地下自西向东的径流，遇到角度压性断裂构岩裂隙水经过地下自西向东的径流，遇到角度压性断裂构造阻水后，在褶皱带向斜枢纽端水位抬起，上升呈泉自流造阻水后，在褶皱带向斜枢纽端水位抬起，上升呈泉自流于地表。实测泉流量为于地表。实测泉流量为300立方米每天，水温立方米每天，水温14度，锶及度，锶及偏硅酸含量均达到矿泉水标准，水质良好。偏硅酸含量均达到矿泉水标准，水质良好。 变质岩的贫水区分布：变质岩的贫水区分布： 1、封龙山北侧的上寨封龙山北侧的上寨-北故邑村一带分布的变质长北故邑村一带分布的变质长石石英砂岩和辉绿岩脉，裂隙和汇水条件稍差。石石英砂岩和辉绿岩脉，裂隙和汇水条件稍差。 2、位于北侧陆军学院、位于北侧陆军学院-