二叠系灰岩含水层的补给

1、 水基实习报告 学 院： 环境学院 班 级： 041131班 姓 名： 吴超 学 号： 20131001693 日 期： 2015年11月20日 二叠系灰岩含水层的补给、排泄、径流条件简述一、区域自然地理条件 1.1 地形根据附图三中A-A，水文地质剖面图可知：东王村地区从东到西，地势由高缓慢降低，大约在水平1.8km处出现南北走向的正断层，随后地势继续缓慢降低出现北北西方向的正断层，并且地势急剧抬高约120m随后缓慢降低,从B-B，剖面图可以明显看见一个向斜褶皱，轴向近东西，由褶皱两翼到核部地势缓慢降低。综合来看该区域四周高中间低，属于盆地地形。主要汇水区集中在由分水岭和西部断层圈围的区域。

2、汇水原因可能是大气降水补给地表水与地下水，地表水补给地下水。1.2 气候 根据东王村地区多年（1951-1970年）平均降水量及气温资料（见表1-1）绘制多年降雨气温变化图（见图1-1） 表1-1 东王村地区多年（1951-1970年）平均降水量及气温资料由图可知，该地区降水主要集中在夏季（6、7、8月），1月到6月降雨持续增长，到6月达到最大，随后逐月减小，12月达到最小。该地区气温从1月到8月持续增加，到8月达到最大，随后逐月降低，1月气温最低。1.3 水文 根据该地区水文地质图，该地区水系发育一般，主要分为3级，主干河流受断层控制分布在区域西南方，次级河流受褶皱控制分布在区域中部，与褶皱

3、枢纽方向一致，其他支流主要分布在区域中部，但较松散，另外西部和东部也发育少量水系。河流沿盆地边缘由西北向东南流向，发育在第四系水系上分布最广，在灰岩地区形成较多溶洞，且该地下水分布极不均匀，有各向异性，页岩和细砂岩因透水性能差，断层对地表水的发育和中断起决定性作用，由于南北走向的断层对地下水的中断，发育较多溶洞；由该图可知，北北西走向的正断层对河流起中断作用，形成地表水向地下水的补给关系，地下水的流向由东到西。 二、区域地质条件2.1 地层 该地区地层由老到新依次为：前泥盆纪片岩及片麻岩，分布与区域东西地势较高的地方。石炭纪页岩砂岩（与下伏地层断层接触），二叠纪石灰岩（与下伏地层平行整合接触）

4、，侏罗纪页岩砂岩（与下伏地层平行不整合接触），第四纪砂砾岩（与下伏地层角度不整合接触），以上地层分布于区域中部；2.2 构造 区域内分布褶皱和断层构造。该地区中部有一向斜，卷入石炭纪到侏罗纪地层，核部为侏罗纪页岩及砂岩，两翼为石炭纪页岩及砂岩，褶皱迹近东西向。区域的东，西部分别存在一个正断层，东部断层走向为北北西向，西部断层走向近南北向。断层下盘均为AnD片岩及片麻岩，上盘为向斜褶皱。3、 区域水文地质条件 3.1 岩层含水性 （1）岩性：前泥盆纪，为片麻岩及片岩，构造裂隙闭合，发育风化裂隙，泉流量为0.08 L·S¯¹，钻孔单位流水量为0，岩层含水性差，但表面发

5、育风化裂隙，是弱含水层，深部构造裂隙闭合，是隔水层； 石炭纪，为页岩夹薄层砂岩，裂隙闭合，为隔水层； 二叠纪，岩性为纯质石灰岩，透水性好，岩溶发育，泉流量611.3L·S¯¹，钻孔单位涌水量为0.9 L·S¯¹·m¯¹，含水性差异性大，为强含水层；早侏罗世，由页岩和距离底部15m处夹厚为35m的可采煤层组成，裂隙闭合，为隔水层；中侏罗世，岩石为长石石英砂岩。裂隙张开，钻孔单位涌水量为0.1 L·S¯¹·m¯¹

6、;，泉流量为2.3 L·S¯¹，但裂隙率与钻孔单位涌水量与二叠纪相比差很多，是弱透水层；晚侏罗世，由泥质砂岩与砂质页岩互层组成，裂隙闭合，泉流量为0，是隔水层；第四纪，岩层有砂砾岩组成，孔隙发育，钻孔单位流量为3.1L·S¯¹·m¯¹，为强含水层。 （2）裂隙发育情况： 裂隙张开，形成含水层，如在中侏罗世中的长石石英砂岩，石炭纪中的页岩夹薄层灰岩，裂隙较为发育；裂隙闭合，不易形成含水层而成为弱含水层，如晚侏罗世中泥质砂岩与砂质页岩互层和早侏罗世中的页岩夹煤层，裂隙不发育； （3）岩溶发育特征：岩

7、溶发育在二叠系石灰岩中，岩层极易透过给出水并给出相当数量的水，形成含水层；在石炭系和侏罗系的砂岩页岩中岩溶不发育，不易形成含水层。二叠系岩层与断层接触带上岩溶沿断层走向呈线状分布，可能是由断层控制成因。在P地层中的分布大致和向斜轴部平行呈带状分布，可能由褶皱控制其成因。 （4）泉的出露情况及流量：泉出露主要分布在二叠系与早侏罗纪地层分界上，在前泥盆纪也分布少量泉。其中下降泉主要分布在二叠系与早侏罗纪地层分界上，同时在前泥盆纪也存在少量下降泉；其中1到11号泉是由于二叠系的岩溶地下水遇到早侏罗世的隔水层溢流成泉，为溢流泉；上升泉有两个，受断层控制，为断层泉；二叠系泉流量为611.3L/s，中侏罗

8、世泉流量为1.5L/s，前泥盆纪泉流量为0.32L/s。 （5）钻孔单位涌水量：第四系冲积物钻孔单位涌水量为3.1 L·S-¹·m-¹，而晚侏罗世因岩性和透水性能较差、无钻孔，推测为0 L·S-1·m-1；中侏罗世其岩性较好，且发育裂隙，钻孔刚好打到裂隙通道，涌水量为0.11 L·S-1·m-1；早侏罗世因为岩性比较致密，所以钻孔涌水量几乎为零，岩溶地区因发育岩溶且钻孔恰好能打到小的岩溶通道，其涌水量为0.9 L·S-1·m-1；石炭系为页岩夹薄层砂岩，其

9、砂岩岩性好，钻孔涌水量为0.7 L·S-1·m-1；前泥盆系因为是变质岩，所以岩石致密，为隔水层，但又因为未存在分化裂隙，可含水量少，钻孔单位涌水量为零。3.2 各含水层的主要水文地质特征 （1）各含水层的出露分布特征:二叠系（P）为纯质石灰岩，出露范围较大，主要分布区域的北侧，岩溶发育，是本地区主要含水层，中侏罗世（J2）长石石英砂岩裂隙张开形成较薄的含水层；其中，区中第四系（Q）、二叠系（P）中的含水层主要以泉的形式出露，前者主要沿河流分布，后者沿其与上侏罗统（J3）岩层界线分布；其它含水层则没有出露。 （2）泉的出露条件、类型及命名：图中显示共有17处泉，东

10、王村附近的泉主要为下降泉，主要分布在早侏罗世（J1）与二叠纪地层分界先上，由剖面A-A，可知泉为溢流泉，地下是由砂岩和砂砾岩构成，含有丰富的地下水，以潜水为主，编号为12、13的泉为上升泉，分布在断层地带，为断层泉；在断层地区冒出的水量，主要是来源于地下承压水在静水压力下溢流出的泉水。 （3）二叠系含水层的水温及水质变化特征 ：二叠系纯质石灰岩出露范围较大，岩溶发育，为本地区主要含水层，从该地区地下水化学成分分析知水质从东向西二叠系氯化物浓度增高，矿化度明显增大，水温略有升高。 （4）中侏罗统含水层的水温及水质变化特征 ：从该地区地下水化学成分分析知中侏罗统含水层中有硫酸根

11、离子，为中矿化度水，但随其深度增加，矿化度有一定减少。因3号钻孔中出现了较多的低矿化度离子，如钙离子、镁离子、碳酸氢根离子。总的来说该地区含水层中的水为中矿化度水。 （5）含水层的补给、排泄、径流条件 ：该地区含水层主要补给来源于大气降水，早侏罗世和晚侏罗世的渗透性能差，中侏罗世的渗透性能比早侏罗世、晚侏罗世好，侏罗系岩层主要侧向径流排泄的河流，二叠纪灰岩层透水性能好，与AnD岩层相交地区，由于断层作用，岩溶发育强烈，补给来源大气降水和石炭系向其侧向流入，形成补给的岩溶通道。径流条件:地表水径流主要与地形有关，构造也对其具有一定的影响，地下水在第四纪底层中以潜水的形式流动，在二叠纪岩层中以岩溶通道径流，水体总势在该地区的西部排泄，石炭岩区和砾岩区径流强度大 3.3 断裂带的水文地质特征 该区域存在两条断裂带， 南北走向的断裂带，发育在区域东侧，为正断层，上盘为石炭纪页岩夹薄层砂岩和二叠纪石灰岩，下盘为前泥盆纪片岩及片麻岩。沿断裂带岩溶发育，所以该断层为阻水断层。 北北西走向的断裂带，发育在区域西南方，为正断层，上盘为C-J3