一、水文地质概况
水源地位于淮北平原近前缘地带,地形波状起伏,地势总体南高北低,淮河支流从勘查区东北部流过,属季节性河流。
水源地处于半湿润季风型气候区。年平均降水量1175.9mm,蒸发量1470-1820mm。12月中下旬开始封冻,冻结期达2个月。
全新统冲积细砂、砾质中粗砂层孔隙潜水主要分布于河漫滩区,含水层厚30-36m,水位埋深小于3m,导水系数400-1500㎡/d,单井出水量1000-3000m3/d。主要补给来源为降水入渗、洪流入渗、阶地和岗区更新统含水组的侧向补给。消耗于蒸发和排泄于河流。阶地区第四系上更新统组冲积砾质中粗砂层孔隙承压水含水层厚26-40m,导水系数300-1500㎡/d,单井涌水量1000-5000 m3/d,市区过量开采导致局部地段转为无压层间水。平原第四系孔隙承压水是市区生活、工农业供水主要目的层(见图)。
本水源地东西长约8km,南北宽5.4km,面积43.35 km2。供水目的层为中更新统砾质中粗砂层和下更新统砾质中粗砂层。上覆10-30m的冲积亚粘土及5-22m的上更新统黄土状亚粘土。含水层厚13.5-29.0m,含水层厚3-21m,两层累加厚26-42m。水位埋深随地形起伏而异,岗顶为28-41m,阜部为12-20m。含水层水头自南向市区由114m降至1m,水力坡度2‰-l‰,流向北东。含水层导水系数600-1600㎡/d,单井涌水量2000-5000m3/d。该含水层主要补给来源于同一层地下水侧向径流补给,补给方向为水源地的东南部,其次还受黄土状亚粘土孔隙潜水补给和温泉河少量入渗补给(通过河谷中个别“天窗”)。排泄于阶地区含水层和消耗于开采。动态变化受人工开采和降水影响。灌溉动态也较明显。年变幅2-3m。
二、勘探工作方法及工作部署
主要工作为:1/5万水文地质测绘面积360 km2。水文地质钻探工程基本垂直地下水流向布置,共布置2条东西向勘探线,孔间距500-2000m。探采结合井井径500mm;控制性钻孔孔径170-200mm;观测孔孔径130mm。抽水试验分单孔、干扰孔组和群孔。采用活塞、CO2和压风机洗孔。单孔抽水降程2-3个,稳定时间8h以上。群孔和干扰抽水为2个降程,稳定时间大于48h。小型开采试验(3孔干扰)作1次最大水位降,干扰时间100h。
物探工作采用对称四极活动装置,电剖面8条。各勘探孔均进行电测井工作。地下水动态长期观测,选择不同地貌单元上的70多眼农灌井进行观测。丰、枯期统测一次水位,观测时间长达一个水文年。
三、地下水资源评价
1.水质评价
供水目的层水质较好,水化学类型为HC03-Ca?Na,矿化度0.29-0.54g/1,总硬度12.84-18.96度,pH值6.8-7.5。除局部地段铁离子、亚硝酸根、氨、酚等超标外,其他指标均符合生活饮用水标准。
2.水文地质模型概化及参数的确定
水源地供水目的层分布广泛,距补给区远,计算时,周边均处理为定水头边界。评价方法选用干扰井群法、比拟法、开采强度法和水位叠加法。
参数依据抽水试验成果计算和图解法求得,Tcp=1775㎡/d,acp= 5.04×106㎡/d,μ=(2.8691-4.9849)×l0-4
3.允许开采量计算
干扰井群法:采用双排布井,在流量削减系数不超过25%条件下,计算允许开采量4.91×104m3/d。
比拟法:利用相同水文地质条件的水源地的多年开采资料进行比拟。水源地面积40km2,生产井110多眼,每天连续开采64眼,2010年开采量9.92×104m3/d,漏斗中心水位降14.02m,出现了超采,动水位降至含水层顶板以下。2010年该水源地开采量为6.3×104m3/d,漏斗中心水位降5.13m,与1995年的动水位相近,因此,选用2010年资料作为比拟的基础,公式为
式中:Q勘开为勘探区允许开采量(m3/d);Q开为开采量(m3/d);s勘降为勘探区设计水位降值(m);s降为已知水位降低值(m);β=Q勘单/Q勘开为两区单井出水量比值(月降深情况下)。
计算求得允许开采量(Q勘开)为4.7×104m3/d,与干扰井群法接近。
开采区利用开采强度法来预报水位降低值,与上述两种方法进行对比,并预报20年末开采漏斗中心水位降约20m,其结果与水位叠加法计算结果基本一致。
四、水源地开采利用情况及勘查成果评述
1.水源地开采利用情况
水源地自1979年开始建设,1982年竣工,1983年投产,共布置32口生产井,正常开动25口井,开采量6.8-7.0×104m3/d,动水位下降5-7m。自1983年至1989年3月,水位下降1-2m,年下降速率0.22-0.5m/a,中心水位降10m,比预测小5-6m,而流量却增加2×104m3/d 。
据开采量统计,总开采量1986年达55×104m3/d,降落漏斗已超过200km2,并且向南扩展,预计5年后与本水源地发生干扰,20年内水位下降在20-25m,不会产生承压转无压现象。目前,处于水源地下游的水源地已受到本水源地开采的影响,使其水位下降速率达2m/a,增加一倍。
2.勘探成果评述
勘探工程布置基本合理,查明了水源地水文地质结构,充分收集了已有水源地开采动态资料,地下水资源评价方法选择依据充分,经回访调查,允许开采量精度得到验证,说明预测与实际开采量较接近。
尚显不足的是含水层缺少水文地质参数。勘探时没有考虑地下水资源评价方法,或较早建立数学模型,否则工作量可适当地减少。
论文作者:惠宏伟
论文发表刊物:《防护工程》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/24
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