第四章 水文地质
第一节 区域水文地质
本区地表水系分别属于黄河流域和海河流域，东侧为海河流域子牙河水系滹沱河的上游支流，西南侧为黄河流域汾河水系潇河的上游支流。区域内河流均为季节性河流。潇河及其上游支流建有蔡庄、石门、郑家庄、田家湾等小型水库。
属于系舟山与寿阳盆地气候区和阳泉盆地气候区，系舟山与寿阳盆地气候区年平均气温6.0－8.0℃，平均年降水量450－580mm；阳泉盆地气候区年平均气温8.5－10.8℃，平均年降水量为550－600mm。
区域位于山西东部太行山以西沁水煤田北端，地形北高南低、东高西低。煤田范围内的地貌区划属寿阳一阳泉堆积盆地区，其北侧和东侧为侵蚀中低山区。区域西、北、东煤田外围，广泛出露寒武系、奥陶系碳酸盐岩地层，煤田内部分为黄土覆盖。煤田内奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系构成单斜或盆地蓄水构造。石炭系及其以上基岩含水层富水性弱。奥陶系岩溶含水层富水性强，其地下水在岩层露头接受补给后，分别由北向南、由西向东径流，呈扇形辐聚式汇向娘子关泉。区域水文地质单元属娘子关泉域。
娘子关泉是我国北方最大的岩溶泉之一，位于山西省平定县娘子关，以泉群的形式出露于太行山区桃河、温河和绵河河谷中，出露标高360—390m，泉水多年平均流量12.7m3/s。
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泉域补给区主要位于北部和东部的石灰岩裸露区，面积约2600㎞3。接受大气降水、河流的补给。据《北方岩溶泉评价》概算，补给总量为12.63m3/s。
泉域岩溶含水层以奥灰为主，含水介质多属溶隙、溶孔和溶洞。泉域奥灰岩溶水，赋存面积广，水量丰富；径流条件好，水质好，水质类型一般为HCO3-Ｃａ2Ｍｇ型，矿化度一般小于１ｇ／Ｌ，ＰＨ值为７.０－８.１，为微硬的淡水。
寿阳矿区位于娘子关泉岩溶水文地质单元的北部径流区，其地下水在该单元内由北流向东南，单元内具有独立的补给、径流与排泄系统。下面就含水层、地下水的补给、径流与排泄条件分别叙述如下：
一、含水层
（一） 中奥陶系石灰岩裂隙岩溶含水层
奥陶系石灰岩是含煤地层的基底，中奥陶系分上下马家沟组及峰峰组，据区域资料矿区内峰峰组厚141～177m，灰岩中除普遍含少量泥质外，又常夹泥质含量较高的泥灰岩。不同岩性多成互层结构，因而不容易形成连通较好的裂隙，属弱含水层；上马家沟组据区域资料厚度180～275m，岩溶较发育，多为溶孔，连通性好，富水性强，为奥灰主要含水层段。水位西北高，东南低，流向东南。
水质类型属HCO32SO4—Ca2Na型，矿化度＜1g/L。 （二） 太原组石灰岩溶裂隙含水层
太原组发育K2、K2上、K3、K4等灰岩，为本组主要含水层。其中K2是15
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号煤直接顶板，厚度平均1.90m，沉积稳定。由于这几层灰岩厚度小，埋藏较深，裂隙岩溶均不发育。区域内富水性弱，以Ｋ2相对较强，单位涌水量一般０.００４～０.０２Ｌ／ｓ2ｍ。地下水流向由北向南，径流缓慢。
水质类型为HCO3—Ｎａ、HCO32C1—Na型。矿化度＜1g/L。 （三）二叠系砂岩裂隙含水层
二叠系中发育山西组K7、下石盒子组Ｋ８及上石盒子组K12等砂岩，厚度较大且稳定，局部裂隙发育，一般富水性弱，单位涌水量一般为0.004～0.02L/s2m，地表沟谷中有泉水出露。 （三） 第四系砂砾孔隙含水层组
寿阳矿区位于地表分水岭以西，大面积为第四系覆盖。分布于河谷、沟谷中的第四系砂砾石层孔隙含水层，区内厚度0～94m，含2～4层稳定细—粗砂，总厚6～25m，孔隙度大，接受补给条件好，富水性较强。单位涌水量０.１８７－１.４９Ｌ/ｓ2ｍ。
水质类型属HCO3—Ca和HCO3—Na型，矿化度＜1g/L。总硬度１０－１９德国度，水质较好。
二、隔水层
奥陶系顶面至１５下号煤间厚7０ｍ以泥质岩为主的岩层及石炭系、二叠系各含水层间的泥质岩层，均为良好的隔水层。
三、地下水的补给、径流排泄条件
寿阳矿区为一走向近东西，向南倾斜的单斜构造，基岩含水层地表
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均有出露，成为地下水的补给区。大气降水为其主要补给来源。因处于地表分水岭附近，地形高差大，沟谷发育，植被覆盖稀少，地表排泄条件好，不利于大气降水下渗补给，所以补给条件较差。径流排泄条件第四系地下水及奥灰水较好，石炭系、二叠系含水层较差。除第四系潜水与基岩裂隙水联系较密切外，各含水层间均有厚度稳定的隔水层，一般水力联系不密切。
第二节 矿井水文地质
一、地表水
井田内无常年性河流及地表水体。井田中部发育向西北倾斜的主冲沟-荣家沟，其两侧发育树枝状的分叉小冲沟。各沟谷平时干涸无水，雨季汇聚洪水，由南东向北西方向排出井田，而后向西在解愁转向南至寿阳县城后转向西南，与潇河汇合后经榆次流入汾河。井田属黄河流域汾河水系的潇河支流。
二、含水层
(一)奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层
根据邻区资料，中奥陶统上部峰峰组灰岩岩溶裂隙不发育，抽水试验时，导水管内不出水，富水性弱；下部上马家沟组灰岩岩溶裂隙较发育，富水性强。据寿阳详查地质报告水文资料，单位涌水量在０.７８－３.１１Ｌ/ｓ．ｍ之间，地下水位标高水质类型为HCO－32ＳＯ２－４－Ｃａ２＋型。本井田奥灰水推测水位标高为410-418m，奥灰水流向由西北向
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南东。
(二)石灰系上统太原组石灰岩岩溶裂隙含水层
该含水层主要由Ｋ２、Ｋ２上、Ｋ３、Ｋ４四层石灰岩组成，单层厚度１－５ｍ。其富水性主要取决于裂隙岩溶的发育程度。据寿阳东详查勘探时各水文孔简易水文观测，水位及消耗量变化不明显，仅少量发生漏失现象。据钻孔抽水试验，单位涌水量为０.０４Ｌ/ｓ．ｍ，渗透系数为０.１６１ｍ／ｄ，富水性弱，水质类型为ＨＣＯ－３－Ｋ＋＋Ｎａ＋型，矿化度为０.５１０－０.７４１ｇ／Ｌ。
太原组层间及底部的Ｋ１砂岩裂隙含水层因裂隙不太发育，故富水性一般较弱。
(三)二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层
由Ｋ７砂岩及其层间砂岩组成。其中Ｋ７砂岩岩性为中—细粒砂岩，砂岩裂隙一般不发育，仅局部见有开口型裂隙。单位涌水量为０.０２８７Ｌ/ｓ．ｍ，渗透系数为０.０６７ｍ／ｄ，富水性弱，水质类型为HCO-32C1—K++Na+型。
(四)二叠系上、下石盒子组砂岩裂隙含水层
主要由K8、K9、K10及其层间砂岩组成，岩性以粗、中、细粒砂岩为主，富水性视裂隙发育程度不同，单位涌水量为0.005-0.025L/s.m，渗透系数为0.067-0.56m/d。富水性弱，水质类型为HCO-3—K++Na+型。
(五)第四系松散岩类孔隙含水层
主要为全新统砂砾石层和砂层，单层厚度0.3－5ｍ，一般3－5层，
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