地下水环境影响论证报告 精品.doc

地下水环境影响论证报告地下水环境影响论证报告 附附 图图 目目 录录 顺序号 图号 图 名 比例尺 1 1 实际材料图 1 5000 2 2 厂区等水位线图 1 2000 3 3 1 调查区水文地质图 1 5000 4 4 1 1 1 剖面图 5 4 2 2 2 剖面图 6 4 3 3 3 剖面图 7 4 4 4 4 剖面图 8 8 1 J1 1 抽水试验综合图表 1 150 9 8 2 J1 2 抽水试验综合图表 1 100 10 8 3 J1 3 抽水试验综合图表 1 50 11 8 4 J2 1 抽水试验综合图表 1 150 12 8 5 J2 2 抽水试验综合图表 1 100 13 8 6 J2 3 抽水试验综合图表 1 50 14 8 7 J3 1 抽水试验综合图表 1 150 15 8 8 J3 2 抽水试验综合图表 1 100 16 8 9 J3 3 抽水试验综合图表 1 50 水平 1 1000 垂直 1 200 水平 1 1000 垂直 1 200 水平 1 1000 垂直 1 200 水平 1 1000 垂直 1 200 附表 附件目录附表 附件目录 1 钻孔柱状图 2 抽水试验统计表 3 渗水试验记录表 4 渗透试验报告 5 水质分析报告 6 易溶盐分析报告 7 颗粒分析报告 8 水质分析成果汇总表 第一章第一章 序言序言 第一节第一节 工程概况工程概况 本工程包括生产装置 与其配套的辅助生产装置及公用工程 包括 循环冷却水站 制氢站 综合动力站 综合给水站 原料及化工料罐区 成品包装及储存 综合维修车间 综合库 110KV 变电站 污水处理站 锅炉发电和铁路专用线配套设施 另外 设行政生活设施 综合楼 等 总建筑面积 35 360 m2 绿化面积 43 600 m2 绿地率 20 0 建筑系数 63 3 建 构筑物主要技术指标详见表 1 1 建 构筑物主要技术指标一览表 表 1 1 序号工程名称 装置占地 m2 建筑面积 m2 备 注 1 生产装置 26 4005 000 2 包装 贮存及成品仓 库 26 30012 000 含装车栈台 3 综合仓库 700700 4 罐区 9 500300 5 酸碱罐组 2 800200 6 综合给水站 8 8003 000 7 综合动力站 1 5001 000 8 制氢装置 2 820400 9 锅炉房 9 7004 400 10 110kV 变电站 2 7002 000 11 卸料栈桥 500 12 综合维修 2 8002 800 13 污水处理场 30 000500 14 综合楼 8003 000 15 门卫 6060 16 铁路 17 合 计 125 38035 360 第二节第二节 目的任务目的任务 本次地下水环境影响论证工作是项目环境影响评价工作的一部分 其 目的是为该项目环境影响评价工作提供依据 依据招标文件及委托书 其主要任务是 1 绘制水文地质综合柱状图 2 隔水层 透水层 含水层 古河道分布情况 3 各隔水层渗透情况 渗透系数 4 各含水层富水情况及水力联系 径流方向 补给方式 5 地下水常年变化情况 6 根据水文地质条件应采取的防渗方式 措施 方式措施必须达渗 透系数小于 10 7cm s 并提交渗透评价报告 第三节第三节 区域地质区域地质 水文地质研究程度水文地质研究程度 区内地质工作开展较早 研究程度较高 先后投入了大量工作 主要 有 1958 1961 年 北京地质学院开展了 1 20 万区域地质调查 覆盖 本工作区 1979 年 山东省地质局 801 水文队提交了 1 20 万禹城幅区域水文 地质调查报告 及综合水文图 覆盖本区 能源部门在济北煤田进行了大量的工作 山东省地质矿产勘查开发局于 20XX 20XX 年进行了地热普查 覆盖 本区 另外 本区内进行了大量的岩土工程勘察 水井钻凿等工作 均为本 次论证工作提供了丰富的参考资料 第四节第四节 工作方法 工作量及质量评述工作方法 工作量及质量评述 一 工作方法及完成工作量一 工作方法及完成工作量 本次地下水环境影响论证工作进行了资料收集 地质及水文地质测绘 水文地质钻探 水文地质试验 样品采集 室内试验 资料综合整理及报 告编写等工作 野外工作于 20XX 年 10 月 23 日开始 至 11 月 9 日全部结 束 20XX 年 11 月 16 日完成室内试验工作 之后进行了室内资料综合分 析整理 研究及报告编制 并于 20XX 年 11 月 20 日提交了该报告 完成的实物工作量如下 1 资料搜集 搜集了区域地质 区域水文地质资料 搜集了拟建厂区附近的气象及 地下水动态观测资料 并搜集了区内有关的地下水环评资料 2 地质 水文地质测绘 为了解工作区地形地貌 地层结构及地下水类型 埋藏条件 含水层 的分布特征 富水性及地下水的补 径 排条件 对工作区进行了 1 5000 比例尺的地质 水文地质测绘 对工作区机民井的深度 水位 水量 水质等进行了调查 调查面积为 7 5 km2 3 水文地质钻探 根据委托书及甲方要求 在主装置 罐区 污水处理站施工水文地质 试验孔3 组 为了解不同深度 不同地层的富水性及相互间水力联系情况 每组水文地质试验孔分别施工试 验孔 3 个 深孔 孔深 50m 中孔 孔深 18 22m 浅孔 孔深 8 10m 共施工水文地质试验孔 9 个 钻探进尺 240m 为了解不同含水层之间的水力联系 每组试验孔附近施工观测孔 2 个 共施工观测孔 6 个 钻探进尺 177 m 为了解拟建厂区地下水埋藏条 件 施工地质孔 70 个 钻探进尺 1365m 4 水文地质试验 1 抽水试验 为了解拟建厂区地下水的富水性 影响半径及其水力联系 求取相关 的水文地质参数 对每组水文地质试验孔分深孔 中孔 浅孔分别进行了 抽水试验 每孔抽水试验选择 1 3 个观测孔进行不同时段的水位观测 水位恢复观测 抽水稳定时间不少于 8 小时 每孔抽水延续时间 12 16 小时 共进行带观测孔单孔抽水试验 9 组 抽水总延续时间 139 小时 10 分钟 2 渗水试验 为了解拟建厂区表土层的渗透性能 在重点设置装置区 装置 罐区 污水处理站 及其它设备区进行了渗水试验 试验采用双环法进行 外环 50cm 内环 25cm 试坑深度 50 60cm 共进行渗水试验 10 组 5 地下水水位测量 为了解厂区地下水水位埋深 地下水流向 流场变化特征 利用施工 的地质钻孔 水文孔 观测井进行了地下水水位统测 测量设备采用电测 水位仪 共进行地下水位统测 81 点 6 室内试验 为了解拟建厂区地下水 地表水水质环境状况 了解地层岩性的渗透 性能 求取有关水文地质参数 共采取地下水样 6 件 地表水样 1 件 钻孔及探坑渗透试样 32 件 易溶盐试样 4 件 砂层颗粒分析样 2 件 水质分析项目主要包括 K Na Ca2 Mg2 Fe3 NH4 Cl SO42 HCO3 NO3 HCO3 F NO2 H2PO4 游离 CO2 可溶性 SiO2 HSiO2 As Cr6 Cr3 PH 总硬度 总碱度 矿化度等 土壤易溶盐 微量元素分析项目主要包括 K Na Ca2 Mg2 Fe3 Na Cl SO42 HCO3 NO3 HCO3 F NO2 H2PO4 游离 CO2 可溶性 SiO2 HSiO2 As Cr6 Cr3 PH 等 渗透试验为测定土层渗透系数 7 工程测量 为准确确定地层层位 地下水水面形态及补 径 排特征 对所施工 的水文地质钻孔 观测孔 地质孔 探槽 渗水试坑采用全站仪进行了定 位测量 共计高程测量点 124 个 本次勘察工作完成的实物工作量见表 1 2 完成的实物工作量 表 1 2 项 目单位工作量 1 5000 地质 水文地质测绘 km27 5 水文地质孔 m240 观测孔 m177 钻 探 地质孔 m1290 8 探 试坑个 10 双环法渗水试验点 10 抽 水 试 验孔 组 9 地下水位观测点 81 全分析件 1 简分析件 4 污染分析件 2 易溶盐分析件 4 室 内 试 验 渗透试验件 32 颗粒分析件 2 二 工作质量评述二 工作质量评述 本次地下水环境影响论证工作是在以往地质 水文地质 工程地质勘 察成果基础上 依据 供水水文地质勘察规范 GB50027 20XX 供水 管井技术规范 GB50296 99 及甲方委托要求进行的 野外水文地质测绘 水文地质钻探成井 抽水试验 渗水试验严格按 有关规范要求及相关质量体系认证目标 实行层层把关 阶段验收责任制 取得的野外第一手资料真实可靠 数据齐全 室内水质分析 污染分析 渗透试验等分析试验项目由取得国家级 省级质量认证的环境监测总站 勘察院实验室完成 测试方法及手段符合 相关规范 规程技术要求 室内资料分析整理及报告图件的编制 采用 Mapgis aCAD 微机处理 系统 图件美观 资料翔实 数据精确可靠 结论明确 具可操作性 达 到了设计及甲方委托要求 第二章第二章 自然地理自然地理 第一节第一节 位置及交通条件位置及交通条件 工作区地理坐标为东经 116 53 57 116 54 37 北纬 36 47 47 36 48 26 面积约 800 亩 工作区交通便利 公路四通八达 地理位置优越 见交通位置图 插图 2 1 第二节第二节 地形 地貌地形 地貌 工作区属黄河冲洪积平原地貌单元 地形平坦 地势南高北低 由南 向北微倾 地面标高 21 23m 平均地面坡降 1 左右 见厂区地形照片 工作区内引黄沟渠纵横交错 沟内芦草丛生 地面局部有 泛白 盐 碱化现象 插图 2 1 交通位置图 第三节第三节 气象 水文气象 水文 一 气象一 气象 工作区属暖温带大陆性季风气候区 四季分明 多年平均气温 13 5 极端最高气温 42 5 1955 年 7 月 24 日 每年 1 月份最冷 平均气温为 1 4 3 5 极端最低气温 24 5 1957 年 2 月 9 日 全 年多西南风和东北风 年平均风速 2 3m s 最大风速 25 9m s 最大积雪 厚度 190mm 标准冻深 440mm 无霜期平均为 190 218 天 据 1960 20XX 年降水资料 区内多年平均降水量 650 38mm 年最大 降水量 1253 9mm 1964 年 年最小降水量 314mm 1968 年 年降水多集 中在 6 9 月份 约占全年降水量的 73 年平均湿度为 54 多年降水量 统计见表 2 1 多年平均月降水量特征图见插图 2 2 1960 20XX 年月降雨量特征值统计一览表 表 2 1 单位 mm 年月1 月2 月3 月4 月5 月6 月7 月8 月9 月10 月11 月12 月 月最大 47 937 067 883 9124 8334 8485 7383 4239 9120 198 636 0 月最小 0 00 00 02 22 59 574 823 40 11 00 00 0 月平均 7 69 115 830 338 480 2192 4151 953 236 520 710 9 百分比 1 21 42 44 75 912 429 823 58 45 63 21 7 插图 2 2 多年平均月降水量特征图 二 水文二 水文 黄河位于工作区南约 10km 工作区内无大的河流 仅有纵横交错的 引黄沟渠 工作区内东西向的沟渠约有 7 条 南北向的 10 条 沟渠宽度 4 16m 不等 沟渠内的水位和地下水位相平 平时沟渠内多干涸 雨季及 灌溉季节引黄河水 水位较浅 工作区内地表水流向为由南向北 第三章第三章 地质 水文地质条件地质 水文地质条件 第一节第一节 区域地质 水文地质条件区域地质 水文地质条件 一 区域地质一 区域地质 济南市出露地层由老至新依次为太古界泰山群 古生界寒武系 奥陶 系 石炭系 二叠系及中生界侏罗系 白垩系 新生界上古近系 第四系 其中 泰山群为济南地区的结晶基底 主要出露于南部山区柳埠镇与西营 镇一带 岩性为黑云斜长片麻岩 斜长角闪岩及黑云变粒岩等 片麻理走 向一般为 N50 W N15 E 倾角 75 85 古生界寒武系 奥陶系济南地区出露广泛 多呈东西方向的条带状分 布于南部山区 总体上为一向北倾斜的单斜构造 倾角一般 4 25 不 等 古生界地层主要由碳酸盐类和碎屑岩类组成 岩性岩相变化较大 石 炭系 二叠系主要分布于济南至章丘一带 为一套以碎屑岩类为主的含煤 地层 中生代侏罗系 白垩系零星出露于章丘市东北部 其中 侏罗系主要 由砂岩 砂砾岩 页岩等碎屑岩类组成 白垩系主要由安山玄武岩 凝灰 质砂岩及火山角砾岩等喷出岩类组成 新生界古近系主要分布于济南市历城区 章丘市及济阳 商河地区 岩性主要为胶结砂砾岩夹粘土层 第四系广泛分布于黄河冲洪积平原 山前倾斜平原及山区河流沟谷地 带 岩性主要为粉土 粉质粘土 粘土 中粗砂 粉砂及砾石等 厚度变 化较大 在黄河冲洪积平原区厚度大于 100m 山前倾斜平原 区厚度 20 50m 山区河流沟谷地带厚度一般小于 20m 插图 3 1 区域前新近纪基岩地质图 二 区域地质构造二 区域地质构造 济南地区南倚泰山隆起 北临齐河 广饶大断裂 大地构造上处于新 华夏系第二隆起带的鲁西隆起与新华夏系第二沉降带的鲁西北坳陷的过渡 带 是以古生代地层为主体的北倾单斜构造 区域内地壳中生代燕山期强 烈活动 形成了 NNE NNW 和近 EW 向的三组断裂 较大断裂有庙廊焦斌断 裂 齐广断裂 前者由拟建厂区西 4km 处通过 走向 NE 倾向 NW 倾角 40 80 齐广断裂在拟建厂区北约 22km 处 EW 向通过 倾向 N 倾角 60 70 详见插图 3 2 三 区域水文地质条件三 区域水文地质条件 济南地区位于泰山断块凸起北倾单斜构造水文地质区 根据含水层介 质特征及地下水的赋存状态 将地下水类型分为第四系松散岩类孔隙水 块状岩类裂隙水两种类型 详见插图 3 3 各含水层水文地质特征简述 如下 一 第四系松散岩类孔隙水 主要赋存于第四系砂砾石层及各类砂层中 根据区域资料 地下水水 位埋深自南向北逐渐减小 黄河冲积平原潜水含水层 岩性由粉土 粉质 粘土 粉砂组成 厚度 5 20m 含水层颗粒细 厚度小 富水性差 单 井涌水量小于 100m3 d 局部大于 100m3 d 受地形地貌 补给条件和开采 的控制 水位埋深 15m 第四系冲积含水层由于沉积环境的不同 表 现出分布和富水性在纵向 横向和垂向上的复杂多变 平面上 南部坡积 地带含水层富水性差 单井涌水量由小于 10m3 d 过渡到 10 100m3 d 山 前倾斜平原与黄河冲积平原交接地带 含水层富水性较强 单井涌水量由 10 100m3 d 过渡到大于 100m3 d 在黄河以北地区 松散岩类孔隙水由浅层微咸水 中层咸水 深层淡 水组成 浅层微咸水埋深小于 10m 单井涌水量小于 500m3 d 富水性弱 岩性主要为粉土 中层咸水埋深 20 200m 具有微承压性 单井涌水量 500 1000 m3 d 富水性中等 岩性由粉质粘土 粉土 细砂 中细砂和 粘土夹姜石组成 深层淡水顶板埋深大于 200m 单井涌水量 1000 3000 m3 d 富水性中 强 浅层微咸水主要补给来源为大气降水及黄河水侧渗 补给 中层咸水主要接受上游地下水的径流补给及浅部地下水越流补给 深层淡水主要接受上游地下水的径流补给 二 块状岩类裂隙水 地下水主要赋存于岩浆岩风化带内 风化带厚度一般 10 15m 含水 层岩性为辉长岩 由于风化裂隙细小 含水层富水性极差 单井涌水量一 般小于 50m3 d 地下水水化学类型为 HCO3 SO4 Ca Mg 型 矿化度 0 6 0 8g L 其补给来源为第四系松散岩类孔隙水下渗与上游地下水的 径流补给 在裸露区直接接受大气降水的补给 地下径流是其主要排泄途 径 第二节第二节 拟建厂区地质 水文地质条件拟建厂区地质 水文地质条件 一 拟建厂区地层一 拟建厂区地层 根据钻探 槽探揭露资料 将拟建厂区地层描述如下 粉土 Q4al 层底埋深1 2 2 8m 层厚1 2 2 8m 地层呈浅黄 灰 黄色 中密 表层局部见植物根茎 粉土 Q4al 层底埋深2 0 4 0m 层厚0 7 2 2m 地层呈灰黄色 灰褐色 稍密 粉土 Q4al 层底埋深3 5 5 0m 层厚0 2 3 0m 地层呈灰黄色 灰色 密实 粉土夹粉质粘土 Q4al 层底埋深5 0 8 2m 层厚1 0 3 3m 地层呈灰黄色 灰色 稍密 中密 粉质粘土 青灰色 灰色 局部为淤泥 质粉质粘土 主要分布在2号孔4 0m处 17号孔4 5m处 26号孔6 5m处 39号孔6 0m处 本层发育有 1亚层粉土 中密 呈透镜体状分布在第 层中 粉土夹粉砂 Q4al 层底埋深7 0 8 7m 层厚0 8 3 1m 地层呈灰 黄色 密实 粉砂 稍密 中密 主要成分为石英 长石等 含少量黑云 母 颗粒级配差 本层主要分布在场地中北部 场地南部缺失 粉质粘土 Q4al 层底埋深9 0 12 0m 层厚0 8 5 4m 地层呈青 灰色 灰色 部分为灰褐色 粉质粘土 Q4al 层底埋深12 0 15 4m 层厚0 6 6 2m 地层呈 青灰色 灰褐色 局部见粉土 本层厚度变化较大 且厚度变化无规律 本层顶部发育有 1亚层粉砂 黄褐色 湿 中密 主要成分为石英 长石等 局部含粘土团块 本层分布无规律 呈透镜体状 局部缺失 细砂夹粉土 Q4al 层底埋深14 6 17 0m 层厚1 4 4 3m 地 层呈黄褐色 灰黄色 饱和 中密 密实 分选性良 颗粒级配差 主要 成分为石英 长石等 夹少量黑云母 粉土 密实 本层主在场地为西南 东北走向 近似条带状分布 本层发育有 1亚层粉土 黄褐色 密实 粉质粘土夹粉土 Q4al 层底埋深15 0 21 2m 层厚0 4 4 8m 地层呈灰色 灰褐色 可塑 干强度中等 韧性中等 摇振反应无 切面 稍光滑 偶见少量的小颗粒姜石 直径约 1 0cm 粉土 灰褐色 黄褐色 密实 粉土夹粉质粘土 Q4al 层底埋深 20 3 24 2m 层厚 1 5 4 0m 地层呈灰黄色 褐黄色 密实 粉质粘土 含有少量姜石 最大粒径 1 5cm 本层发育有 1 层粉砂层 密实 粉质粘土 Q4al 层底埋深 21 5 24 6m 层厚 1 0 2 0m 地层 呈灰褐色 黄褐色 可塑 干强度中等 韧性中等 摇振反应无 切面光 滑 细 中砂 Q4al 层底埋深 27 5 31 3m 层厚 4 5 8 1m 地层呈灰 黄色 黄褐色 密实 主要成分为石英 长石等 含黑云母 本层底部局 部见卵石 最大粒径为 35mm 粉质粘土夹粉土 Q3al 层底埋深 30 0 36 0m 层厚 4 7 8 0m 地层呈灰褐色 黄褐色 含有较多姜石 最大粒径 2 5cm 粉 土 黄褐色 密实 粉质粘土 Q3al 层底埋深 44 0m 层厚 8 0 8 5m 地层呈灰褐 色 含有姜石 直径约 1 5cm 最大粒径 3 5cm 局部富集 夹薄层粉土 局部见粉砂 粉质粘土 Q3al 本层未揭穿 层厚大于 5 0m 地层呈褐色 灰 褐色 含有姜石 最大粒径 2 0cm 约占 15 二 拟建厂区水文地质条件二 拟建厂区水文地质条件 拟建厂区位于黄河冲积平原 属黄河冲洪积孔隙水水文地质单元 根 据 1 20 万 禹城幅综合水文地质图 厂区附近分布南西 北东向展布 的黄河古河道 埋藏深度 100 200m 含水层岩性以中砂 中粗砂为主 富水性较强 单井涌水量 1000 3000m3 d 根据本次勘察资料 勘探深度 50m 以内 含水层岩性以粉细砂层为主 本次取 15 个砂层样品做颗粒分析 11 个细砂 2 个粉砂 1 个中砂 颜色为褐灰色或褐黑色 腐殖质含量 较高 为弱水环境沉积 可以断定在 0 50m 深度内 工作区内未揭露古 河道分布 见插图 3 3 地下水类型为松散岩类孔隙水 依据地层的沉积时代和含水层介质特 征又可分为黄河冲积潜水 微承压水含水层 微咸水 和冲洪积浅层微承 压含水层 咸水 及深层承压含水层 淡水 1 黄河冲积潜水 微承压水含水层 根据钻孔及抽水试验资料 该含水层岩性为粉土 粉土加细砂 粉砂 稍密 密实 上部潜水含水层厚度 4 96 6 28m 微承压水顶板埋深 13 2 14 5m 底板埋深 16 5 19 0m 含水层厚度 3 4 4 5m 潜水地下 水水位埋深 1 73 2 40m 年变幅 1 00 2 57m 利用出水量 5m3 h 扬程 40m 的潜水泵抽水 当水位降深 2 72 4 40m 时 单井涌水量 60 72 67 68m3 d 用相同的泵对微承压含水层进行抽水试验 当水位降 深 1 04 5 15m 时 单井涌水量 60 48 67 48m3 d 潜水水质分析资料 PH 值 7 4 矿化度 1959 7 1963 2mg L Mg2 含量 92 3 93 2mg L Cl 含量 205 2 206 1mg L SO42 含量 354 8 355 6mg L 无 NH4 无侵蚀性 CO2 地下水类型为 HCO3 SO4 Cl Na Mg Ca 型 属微咸水 水质基本符合 类水要求 微 承压水水质分析资料 PH 值 7 4 矿化度 1555 5mg L Mg2 含量 73 5mg L Cl 含量 111 3mg L SO42 含量 150 9mg L 无 NH4 无侵蚀性 CO2 地下水类型为 HCO3 Na Mg 型 属微咸水 水质基本符合 类水要 求 2 冲洪积浅层微承压含水层 微承压含水层顶板埋深为 21 5 24 20m 底板埋深为 27 50 31 30m 含水层厚度 4 5 8 1m 该层岩性为细 中砂 密实 水位埋深 1 95 2 93m 本次抽水试验用出水量 25m3 h 扬程 55m 的潜水 泵抽水 当水位降深 3 61 5 75m 时 单井涌水量 564 48 662 4m3 d 水质分析结果 PH 值 7 30 7 70 矿化度 3740 5 5483 4mg L Mg2 含量 190 9 321 5mg L CL 含量 294 1 582 0mg L SO42 含量 1112 8 2302 3mg L 无 NH4 无侵蚀性 CO2 地下水类型为 SO4 HCO3 Cl Na Mg Ca 及 HCO3 SO4 Cl Na Mg Ca 型 属咸水 水 质较差 不宜作为生活饮用水 3 冲洪积层深层承压含水层 根据区域水文地质图及地热井资料 冲洪积层深层承压含水层顶板埋 深大于 200m 齐热 1 号孔 Q N 底板埋深为 609m 济古 1 孔 Q N 底板埋深 为 327m 单井涌水量 1000 3000 m3 d 属淡水 三 地下水补 径 排条件三 地下水补 径 排条件 区内降水 地表水与地下水关系密切 大气降水直接渗透补给潜水含 水层 工作区地下水水位普遍较高 局部地表水与地下水可直接转化 地 下水的流向一般与黄河侧向渗透的方向一致 见附图 拟建厂区浅层地下 水等水位线图 黄河冲积潜水含水层补 径 排条件 大气降水为其主要补给来源 另外还接受黄河的常年侧渗补给及灌溉 回渗补给 径流 蒸发和渗透补给下伏含水层是其排泄的主要途径 该含 水层具有渗透 径流缓慢 蒸发强烈 其流向受地表水影响的特征 由于 黄河冲积潜水含水层的含水介质颗粒细 透水性弱 富水性差 使这种补 给具有连续性 缓慢性的特点 反映在地下水水位变化与黄河水位变化上 的滞后性 冲洪积浅层微承压含水层补 径 排条件 在天然状态下 黄河冲积含水层地下水补给来源以上部含水层下渗为 主 其次是黄河的侧渗补给 径流 下渗是冲洪积浅层微承压含水层主要 排泄方式 区内地下水尚未大量开采 拟建工厂将以鹊山水库水作供水水 源 拟建厂区潜水与微承压水含水层中间多为粉质粘土 粉土夹粉质粘土 具弱透水性 导致上 下含水层存在水力联系 第四章第四章 水文地质试验及渗漏性能评价水文地质试验及渗漏性能评价 第一节第一节 抽水试验抽水试验 一 水文地质试验孔布置原则一 水文地质试验孔布置原则 为查明厂区地下水的埋藏条件及富水性 查明不同深度含水层之间的 水力联系 在主装置 罐区 污水处理站共布设 3 组水文地质试验孔 编 号为 J1 J2 J3 每组试验孔按不同深度布设 3 个抽水试验孔 编号为 J1 1 J1 2 J1 3 J2 1 J2 2 J 2 3 J3 1 J3 2 J3 3 孔距 20m 为计算单孔抽水影响半径及不同含水层的影响情况 在每组抽水试 验孔附近 布设 3 个小口径观测孔 水文地质试验孔的布设满足有关规范 规程的技术要求 二 观测孔布置二 观测孔布置 观测孔的布置是根据不同深度的抽水试验观测要求来布设的 抽水试 验深井 J1 1 J2 1 J3 1 的观测孔 利用工程勘察钻探孔 下入 50mmPE 管成井 深度 30m 50m 距抽水主孔 20m 抽水试验中井 J1 2 J2 2 J3 2 的观测孔 钻至设计深度后下入 50mmPE 管成井 深 度 23m 距抽水主井 20m 抽水试验浅井 J1 3 J2 3 J3 3 的观测孔 利用抽水试验深孔 中部填完粘土球距地面 6m 在水泥管外侧下入 50mmPE 管后 填入砾料成井 成井深度 6m 距抽水试验浅孔 20m 各 组抽水试验井的观测孔均按上述进行布设施工 各水井的相对位置见插图 4 1 插图 4 1 水井位置图 三 成井工艺三 成井工艺 1 水文地质试验孔 钻探设备采用 SPJ 150 型水井钻机 采用刺猬钻头 采取泥浆护壁 不取芯全面钻进工艺 开孔口径为 600mm 终孔口径 600mm 钻至设计孔 深后 采用钢丝钻头刮壁 换浆 井管采用 350mm 水泥管及水泥滤水管 滤水管用 90 目纱网包 3 层 钢丝捆绑 井壁管之间利用沥青粘接 对应 含水层下入滤水管 对应隔水层下入水泥实管 钢丝绳提吊法下管至孔底 准确测量下管深度 砾料采用 1 2mm 水洗河砂 小件法填砾至含水层 以上 1 2m 后 投入粘土球进行封井止水 粘土球采用优质红粘土 人工 团球 30 50mm 止水结束后 利用潜水电泵进行间歇式抽水洗井 洗 至水清后以备进行抽水试验 2 观测孔 观测孔施工采用 DPP 100 型车装工程钻机 合金钻头或麻花钻具全面 取芯钻进 开孔及终孔口径为 110mm 钻至设计孔深后 换浆洗井后下 入 50mmPE 管 PE 管对应含水层部位用电钻打孔 加工成滤水管 外包 90 目纱网 2 层 对应含水层填入 1 2mm 水洗河砂 上部填入粘土止水 四 抽水试验方法四 抽水试验方法 抽水试验的目的是了解不同深度含水层的富水性 计算有关水文地质 参数 抽水设备采用 5m3 h 和 25m3 h 潜水电泵 2 台 利用柴油发电机组发 电 水量计量方法采用水表计量 水位测量方法采用测线及电表观测 抽 水试验采用非稳定流试验方法 抽水主孔及观测孔的水位水量进行同步观 测 观测时间分别为 1 2 3 4 6 8 10 15 20 25 30 40 50 60 80 100 120mi n 各观测一次 以后每隔 30min 观测一次 水位稳定时间不少于 8 小时 停止抽水后进行水位恢复观测 五 抽水试验曲线及观测孔变化情况五 抽水试验曲线及观测孔变化情况 1 各孔抽水试验曲线见插图 4 2 插图 4 2 抽水试验曲线图 2 各含水层水力联系分析 深井 J1 1 J2 1 J3 1 抽水试验时 其对应观测孔 J1 1 观 J2 1 观 J3 1 观水位均发生变化 而对应的中井 J1 2 J2 2 J3 2 和浅井 J1 3 J2 3 J3 3 水位没有变化 说明下部微承压水和上部潜水 微承 压水没有水力联系 中井 J1 2 J2 2 J3 2 抽水试验时 其对应观测孔 J1 2 观 J2 2 观 J3 2 观和浅井 J1 3 J2 3 J3 3 水位均发生变化 对应的深井 J1 1 J2 1 J3 1 水位则不发生变化 而当浅井 J1 3 J2 3 J3 3 抽水试 验时 其对应的观测孔 J1 3 观 J2 3 观 J3 3 观和中井 J1 2 J2 2 J3 2 水位均发生变化 对应的深井 J1 1 J2 1 J3 1 水位不发生变 化 说明上部潜水和中部微承压水存在水力联系 而潜水含水层 微承压 水与下部微承压水之间没有水力联系 六 边界条件的确定及公式选择六 边界条件的确定及公式选择 1 边界条件的确定 区内地形平坦 无大的地表水体 仅分布有少量的养鱼池及引黄沟渠 引黄沟渠近干涸 养鱼池与试验孔距离远大于影响半径 因而含水层可视 为半无限含水层 2 计算公式的选择 1 非稳定流承压水渗透系数计算公式 1 2 12 ln 4t t StStm Q K Q KmSt w e t r a 1 4 1 2 455 0 式中 K 渗透系数 m d Q 涌水量 m3 d m 承压含水层厚度 rw 抽水井半径 St2 St1 在 t2 t1时刻的水位下降值 2 潜水完整井非稳定流渗透系数计算公式 采用直线解析法 当时 1 0 4 2 at r 转化为 2 22 25 2 lg 2 3 2 r at K Q Hh tBAhlg 2 式中 2 2 25 2 lg 2 3 2 r a K Q HA K Q B 2 3 2 K 渗透系数 m d Q 涌水量 m3 d H 潜水含水层厚度 m h 抽水时潜水含水层水柱高度 m a 导水系数 r 抽水井至观测孔的距离 m 根据上述公式计算得渗透系数值见表 4 1 抽水试验渗透系数计算结果表 表 4 1 试验孔号 J1 1J1 2J1 3J2 1J2 2J2 3J3 1J3 2J3 3 渗透系数 K m d 7 91 430 8014 730 430 769 822 440 66 3 利用水位恢复速度计算渗透系数 承压水完整井 57 1 21 12 SSt hhr K w 潜水完整井 2 1 2 ln 2 5 3 S S trH r K w w 式中 K 渗透系数 m d H 含水层厚度 m rw 抽水井半径 m S1 S2 t1 t2时刻的水位降深 m h 抽水时含水层水柱高度 m 求得一系列与水位恢复时间有关系的数值 K 后 则可作 K f t 曲 线 见插图 4 3 根据此曲线 可确定近于常数的渗透系数值 所求渗透 系数结果见表 4 3 J1 1恢复水位K f t 关系曲线图 0 5 10 15 20 25 30 0510152025 t min K m3 d J1 2恢复水位K f t 关系曲线图 0 1 2 3 4 5 05101520253035 t min K m3 d J2 1恢复水位K f t 关系曲线图 0 50 100 150 200 250 010203040 t min K m3 d J2 2恢复水位K f t 关系曲线图 0 0 5 1 1 5 2 2 5 3 3 5 010203040 t min K m 3 d J1 3恢复水位K f t 关系曲线图 0 2 4 6 8 10 12 14 010203040506070 t min K m 3 d J2 3恢复水位K f t 关系曲线图 0 2 4 6 8 10 020406080 t min K m3 d J3 1恢复水位K f t 关系曲线图 0 50 100 150 200 250 0510152025 t min K m3 d J3 2恢复水位K f t 关系曲线图 0 2 4 6 8 10 12 14 01020304050 t min K m3 d J3 3恢复水位K f t 关系曲线图 0 2 4 6 8 010203040506070 t min K m 3 d 插图 4 3 K f t 关系曲线图 利用恢复水位资料计算渗透系数结果表 表 4 2 试验孔号 J1 1J1 2J1 3J2 1J2 2J2 3J3 1J3 2J3 3 渗透系数 K m d 6 050 350 783 650 390 98 210 363 01 对比表 4 1 和表 4 2 可以看出利用抽水试验结果计算出的渗透系数 值均偏大 结合含水层岩性及区域资料 综合两种计算方法计算结果 取 渗透系数平均值见表 4 3 抽水试验成果表 表 4 3 K 水井编号 Q m3 h S m m d cm s q l s m 备注 J1 125 224 896 988 07 10 31 43 J1 22 651 950 891 03 10 30 377 J1 32 8622 720 799 14 10 40 292 J2 127 513 619 191 06 10 22 12 J2 22 525 150 414 75 10 40 134 J2 32 204 350 839 61 10 40 14 J3 123 475 759 021 04 10 21 13 J3 219 297 501 401 62 10 30 714 J3 32 3854 401 842 12 10 30 151 第二节第二节 渗水试验渗水试验 渗水试验采用双环渗水试验法 渗水试验点的布置原则是在主装置区 如装置 罐区 污水处理站各布设 1 2 个试验点 另外在厂区范围内均 匀布设试验点 共进行原位渗水试验点 10 个 主要了解厂区表层土壤天 然状态下垂向渗透性能 渗水试验设备主要有 外环 50cm 高度 20cm 内环 25cm 高度 20cm 量杯 秒表 直尺 水桶等 在地表面挖一深度 50 60cm 长约 100cm 的试坑 试坑深度要揭穿 耕植土层至原状土层 坑底平整 坑底无生物洞穴及植物根系 先将内环 水平放置坑底 均匀压入土层 3 5cm 环内外缝隙用粘土填实 然后按 同样操作程序将外环置入坑内 要保持内 外环同心放置 而后在试坑底 部铺 2 3cm 厚的粗砂作缓冲过滤层 并在内环内插一细薄标尺 以控制 试坑内水柱高度 采用清洁水向内 外环中注水 至内 外环内水柱高度达到统一高度 10cm 后 停止供水 开始记录起始时间 当内外环水柱缓慢下降 开 始向土层中渗透 然后不间断用量杯向内环中注水 并开始记录渗入水量 观测时间分别为 5 5 5 5 5 5 10 10 10 直至单位时间内 渗入量稳定 在向内环中注水的同时 也要不间断向外环注水 内外环中 水柱始终保持统一高度 向外环中注入的水量不记录 各渗水试验曲线见 插图 4 4 SH1渗入量与时间关系曲线图 0 100 200 300 400 500 600 050100150200250 时间 min 渗入量 mL SH2渗入量与时间关系曲线图 0 100 200 300 400 500 600 700 050100150200250300 时间 min 渗入量 mL SH3渗入量与时间关系曲线图 0 50 100 150 200 250 050100150 时间 min 渗入量 mL SH4渗入量与时间关系曲线图 0 100 200 300 400 500 050100150200 时间 min 渗入量 mL SH5渗入量与时间关系曲线图 255 260 265 270 275 280 285 290 295 300 305 050100150200 时间 min 渗入量 mL SH6渗入量与时间关系曲线图 0 20 40 60 80 100 120 140 160 050100150200 时间 min 渗入量 mL SH7渗入量与时间关系曲线图 0 50 100 150 200 250 300 350 050100150200 时间 min 渗入量 mL SH8渗入量与时间关系曲线图 0 50 100 150 200 250 050100150200 时间 min 渗入量 mL SH9渗入量与时间关系曲线图 0 50 100 150 200 050100150200 时间 min 渗入量 mL SH10渗入量与时间关系曲线图 0 50 100 150 200 250 300 050100150200250 时间 min 渗入量 mL 插图 4 4 渗水试验曲线 渗透系数的计算 求出单位时间内从内环底渗入的水量 Q 除以内环 面积 F 内环面积为 490 625cm2 即 求得平均渗透速度 V Q F 当内环 中水柱高度不大 等于 10cm 时 可以认为水头梯度近于 1 此时的渗透 速度 V 即为该层土的渗透系数 K 即 K V 双环法渗水试验渗透系数 K 值计算结果统计表 表 4 4 编 号 SH1SH2SH3SH4SH5 岩 性粉土 K cm s 7 81 10 41 04 10 33 40 10 58 83 10 48 83 10 4 编 号 SH6SH7SH8SH9SH10 岩 性粉土 K cm s 2 04 10 43 74 10 43 40 10 43 06 10 45 78 10 4 平均值 K 5 42 10 4 第三节第三节 室内渗透试验室内渗透试验 室内渗透试验共 32 组 其中探坑内取土试样 10 组 钻孔内取土试样 22 组 试验工作由黄河勘测设计院实验室完成 根据土试样岩性结构特征 室内渗透试验采用水头渗透试验方法 试 验所需的主要仪器设备有 渗透容器 由环刀 透水石 套环 上盖和下 盖组成 环刀内径为 61 8mm 高 40mm 透水石的渗透系数大于 10 3cm s 变水头装置 由渗透容器 变水头管 供水瓶 进水管组成 试 验采用脱气纯净水 将土样筒按标明的上下方向放置 开启后取出土样 检查土样结构未 受扰动 将环刀垂直下压 并用切土刀沿外侧切削土样并切平环刀两端 将装有试样的环刀装入渗透容器 用螺母旋紧密封 用变水头装置的水头 进行试样饱和 将渗透容器的进水口与变水头管连接 利用供水瓶中的纯 净水向进水管注满水 排气后关紧水管夹 向变水头管注纯净水 使水位 升至预定高度 待水位稳定后切断水源 打开水管夹 使水通过试样 当 出水口有水溢出时开始测记变水头管中起始水头高度和起始时间 间隔测 记水头和时间变化 并测记出水口的水温 将变水头管中的水位变换高度 待水位稳定再测记水头和时间变化 重复试验 5 6 次 当不同水头下测 定的渗透系数在允许差值范围内时 试验结束 经试验 探坑内取土试样 钻孔内取土试样渗透系数见表 4 5 表 4 6 探坑内取样室内渗透试验成果统计表 表 4 5 编 号 TC1 1TC1 2TC2 1TC2 2TC3 1 深度 m 0 5 0 71 0 1 20 5 0 71 0 1 20 5 0 7 岩 性 粉土 K cm s 1 41 10 48 05 10 52 14 10 43 82 10 51 95 10 5 编 号 TC3 2TC4 1TC4 2TC5 1TC5 2 深度 m 1 0 1 20 5 0 71 0 1 20 5 0 71 0 1 2 岩 性粉土 K cm s 2 69 10 43 91 10 51 43 10 58 94 10 58 72 10 5 平均值5 26 10 5 钻孔内取样室内渗透试验成果统计表 表 4 6 编 号16 116 216 316 416 516 6 深度 m 2 0 2 25 0 5 27 0 7 210 0 10 220 0 20 222 5 22 7 岩 性粉 土粉 土粉 土粉质粘土粉质粘土粉质粘土 K cm s 9 17 10 62 88 10 52 16 10 81 50 10 71 31 10 61 56 10 5 编 号16 716 816 939 139 239 3 深度 m 31 0 31 234 0 34 245 0 45 21 5 1 74 7 4 97 5 7 9 岩 性粉质粘土粉质粘土粉质粘土粉 土粉 土粉 土 K cm s 7 69 10 56 64 10 52 58 10 71 36 10 51 21 10 45 14 10 6 编 号39 439 539 739 849 149 2 深度 m 9 5 9 719 0 19 235 0 35 245 0 45 21 0 1 25 5 5 7 岩 性粉质粘土粉 土粉质粘土粉质粘土粉 土粉质粘土 K cm s 1 12 10 61 84 10 43 70 10 87 29 10 62 84 10 46 84 10 6 编 号49 349 449 549 7 深度 m 7 0 7 210 0 10 221 0 21 232 0 32 2 岩 性粉质粘土粉质粘土粉质粘土粉质粘土 K cm s 7 79 10 61 33 10 47 85 10 53 60 10 7 综合抽水试验 渗水试验和室内渗透试验结果 将 J1 1 J2 1 J3 1 的不同深度范围地层的渗透系数列表对比如下 见表 4 7 4 8 4 9 J1 1 不同深度范围地层的渗透系数对照表 表 4 7 渗透系数 cm s 地层深度 m 岩性 渗水试验室内渗透试验抽水试验 备注 0 2粉土 1 04 10 4 1 41 10 4 8 05 10 5 SH2 资料 2 0 5 0粉土 9 17 10 6 5 0 7 0粉土夹粉质粘土 2 88 10 5 7 0 10 0 粉土 粉质粘土 2 16 10 8 9 14 10 4 10 0 14 5 粉质粘土 1 50 10 7 14 5 20 0 粉质粘土夹粉土 20 0 22 5 粉土夹粉质粘土 1 31 10 6 1 03 10 3 22 5 23 0 粉质粘土 1 56 10 5 23 0 27 5 细砂 27 5 34 0 粉质粘土夹粉土 7 69 10 5 34 0 45 0 粉质粘土 6 64 10 5 45 0 50 0 粉质粘土 2 58 10 7 8 07 10 3 J2 1 不同深度范围地层的渗透系数对照表 表 4 8 渗透系数 cm s 地层深度 m 岩性 渗水试验室内渗透试验抽水试验 备注 0 1 5粉 土 2 04 10 4 3 82 10 5 2 14 10 4 sh6 1 5 4 7 粉 土 1 36 10 5 4 7 7 5 粉土夹粉质粘土 1 21 10 4 9 61 10 4 7 5 9 5 粉土夹粉砂 粉质 粘土 5 14 10 6 9 5 13 2 粉质粘土 1 12 10 6 13 2 16 5 细砂夹粉土 16 5 24 2 粉土夹粉质粘土 1 84 10 4 4 75 10 4 24 2 31 3 中砂 31 3 45 0 粉质粘土 3 70 10 8 45 0 50 0 粉质粘土 7 29 10 6 1 06 10 2 J3 1 不同深度范围地层的渗透系数对照表 表 4 9 渗透系数 cm s 地层深度 m 岩性 渗水试验室内渗透试验抽水试验 备注 0 1 0粉 土 3 74 10 4 1 95 10 5 2 69 10 4 sh7 1 0 5 5 粉 土 2 84 10 4 5 5 7 0 粉土夹粉质粘土 6 84 10 6 7 0 10 0 粉质粘土 7 79 10 6 2 12 10 3 10 0 11 0 粉质粘土 1 33 10 4 11 0 12 0 粉砂 12 0 17 0 细砂夹粉土 17 0 21