第三章 水文地质
第一节 区域水文地质概况
区域水文地质范围西自阿右旗,东到民勤县城西附近;北起北大山,南至龙首山北麓,即为河西走廊北侧潮水盆地的东盆地范围。区内地形北高南低,多年平均降水量81.98mm,丰水年100~110 mm,平水年60~90 mm,枯水年30~50 mm,多年平均蒸发量3358.3 mm。区内气候的特点是降水少、蒸发量大、气候干燥、无常年性地表水流,呈现干旱荒漠的地貌景观。这些条件对地下水形成,运移不利,反映在地下水资源方面则是十分贫乏且水质较差;反映在矿区水文地质方面,则是水文地质条件简单,地表水、地下水对矿井开采影响小。
区内地下水平时接受大气降水和北大山基岩裂隙水的补给。受地形和构造的控制,地下水通过山前冲洪积倾斜平原上的中、新生界含水层向东南径流,最后在盆地中央蒸发排泄和在东部径流排泄,区域范围基本上是一个较完整的水文地质单元。历史以来无发生过洪水的记录,井口标高为:+1467m,历史上最高洪水位出现在民勤县,在2004年07月16日由于强降雨发生洪水造成民勤县昌宁乡阜康、中圣、安宁三村农作物严重受灾,洪水位标高为:+1400m。
一、区域地下水赋存类型
根据该区含水岩组发育情况,地下水的赋存可划分为三类: ㈠基岩裂隙水
主要分布于北部山区的基岩中,赋存于构造裂隙和风化裂隙中,含水层岩性主要为变质岩、花岗岩等,补给来源为大气降水,富水性取决
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于地质地貌条件及裂隙的发育程度,总体上由于降雨量小,补给条件较差,富水性弱。单泉流量一般0.01~1.5L/s。水质较好,水化学类型为HCO3-Ca·Mg型。
㈡松散岩类孔隙水
1、山前倾斜平原沟谷中的松散岩类孔隙潜水
山前倾斜平原堆积着中上更新统及全新统的砂砾及碎石,并覆于侏罗系和第三系之上。在山前一带,含水层薄,厚约1~2米,水量很小。仅在现代冲沟底部有脉状潜水,分布范围极为有限。向盆地中心过渡,含水层逐渐加厚,含水层厚度可达 30~50m,含水层结构简单,富水性增强。
2、湖积盆地中的第四系更新统砂、砾层为主的孔隙潜水~承压水 分布面积广,含水层呈东西向条状展布。含水层结构和埋藏条件,东西向变化不大,南北向变化较大。总厚度50~200m,富水性强。该含水层补给条件好,是矿区今后很有希望的供水地层。
㈢基岩层间承压水
主要为侏罗系中统下部粗粒砂岩及砂、砾岩裂隙含水层组,厚60~130m。具有含水层和隔水层交互沉积的特点,多为复合含水层,含水层埋深一般较大,补给来源贫乏,含水层裂隙发育程度低,富水性差,水量小。
二、地下水的补给、径流、排泄条件 (一)松散岩类潜水~承压水
由于成因类型不同,其补给、径流和排泄条件有较大差异。 1、第四系更新统湖积平原孔隙潜水
以砂砾层孔隙潜水为主,在西部迳流总方向自北西向南东,东部则
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由南而北。最终主要消耗于人工灌溉、蒸发及蒸腾作用。
2、沟谷和山前倾斜平原孔隙潜水
沟谷潜水主要受间歇性洪流下渗补给,其次为山区基岩裂隙水的侧向补给。沟谷潜水流出山口,一般垂直下渗给中新生代碎屑岩类的层间承压水,其余部分补给湖积平原潜水,蒸发和蒸腾作用也是排泄方式之一。赋存于山前倾斜平原现代冲沟底部的孔隙水其主要补给源为洪流入渗,降水补给是次要的。排泄方式为蒸发,蒸腾作用以及向南径流,补给湖积平原潜水。
(二)碎屑岩类层间承压水
主要分布于北部倾斜平原下的中新生代地层中的层间承压水,含水层以砂岩和砂砾岩为主。补给来源主要是露头处的洪流入渗,或通过更新统砂砾石含水层间接补给。它们的排泄途径是多种多样的,往往随断层阻水或导水性质不同而改变。
三、地下水水质概况
区域各种类型的地下水化学成分以SO42- 、Cl- 、Na+离子为主,水化学类型主要为Cl·SO4-Na及SO4·Cl-Na·Mg型,普遍具有高矿化度、高硬度和高氟的特征。区域地下水矿化度多数大于1g/L,氟含量一般在1mg/L以上。矿化度总体趋势是东南低、西北高;氟含量总体趋势是北部、西部高、南部、东部低。
第二节 矿井水文地质条件
红沙岗一矿位于区域水文地质单元的北缘东部。根据区内自然条件和含、隔水层的赋存情况,总体来说,其水文地质条件简单,地表水和地下水对矿井开采影响不大。
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一、含水层、隔水层的划分
井田内的含水层按其含水性、含水类型及水力特征,可划分为五个含水层和四个隔水层。
1、第四系全新统砂砾层孔隙潜水含水层,为井田第一含水层。 2、侏罗系沙枣河群砂岩、砾岩承压含水层,为井田第二含水层。 3、中侏罗统青土井群上部(煤1-1顶板以上)部砂岩承压含水层,为井田第三含水层。
4、中侏罗统青土井群下部(煤6底板以下)~下侏罗统芨芨沟群中部以上砂岩、砾岩承压含水层,为井田第四含水层。
5、加里东期、海西期花岗岩裂隙含水层,为井田第五含水层。 6、侏罗系沙枣河群上、中岩组隔水层,为井田第一隔水层。 7、侏罗系中统青土井群上岩组隔水层,为井田第二隔水层。 8、侏罗系中统青土井群下岩组隔水层,为井田第三隔水层。 9、侏罗系下统芨芨沟群下岩组隔水层,为井田第四隔水层。 对矿井开采有影响的含水层为中侏罗统青土井群上部(煤
1-1顶板以
上)部砂岩承压含水层和中侏罗统青土井群下部(煤6底板以下)~下侏罗统芨芨沟群中部以上砂岩、砾岩承压含水层,其余含水层与煤层的间距大,对矿井开采基本无影响。
二、含(隔)水层水文地质特征 (一)含水层特征
1、第四系全新统砂砾层孔隙潜水含水层
全区分布,主要赋存于沙河底部,第四系厚度0~5m,平均厚2.06m,含水层厚度一般小于2m。北部靠近山区地段,透水不含水;向南由于岩性变细,地下水流受阻,地形变低等原因,出露少量井、泉,水位浅、
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水量小。潜水由北向南径流,最后汇入盆地中心。潜水主要靠山区潜流及雨洪渗入补给,并继续下渗,成为下伏基岩含水层的补给源。
2、侏罗系上统沙枣河群砂岩、砾岩承压含水层
分布广泛,主要为沙枣河群底部砂岩、砾岩,岩性变化大,厚度小而不稳定。上部有厚度很大的泥岩隔水层,地表仅在勘探区东北角有零星露头,补给条件差,该含水层位于煤层以上84~202m,平均间距143m。含水层平均厚度40m。据加203孔第二、第三含水层混合抽水资料:混合涌水量20.5m3/d(根据岩性判断主要为该层出水),单位涌水量0.0027L/s·m,渗透系数0.009m/d,水头标高1457.04m,属弱含水层。水化学类型为Cl·HCO3 -Na型,矿化度4.115g/L。SO42-含量359.3mg/L, Cl-含量1230 mg/L,依据2002年颁发的《岩土工程勘察规范》综合评定,其水质对混凝土具弱腐蚀性,对钢铁具中等腐蚀性。
3、中侏罗统青土井群上部(煤1-1顶板以上)部砂岩承压含水层,为井田第三含水层。
分布广泛,主要中侏罗统青土井群上部(煤1-1顶板以上)的砂岩,岩性变化大,厚度小而不稳定。厚10-50m,厚度变化大。除勘探区东北角有少量露头,其余地段都被深埋于400m以下,补给条件极差。该含水层和上部第三含水层进行了混合抽水试验,水文地质参数可见对第二含水层的叙述。抽水结果表明,该含水层为弱含水层。水化学类型为Cl·HCO3 -Na型,矿化度4.115g/L。依据2002年颁发的《岩土工程勘察规范》综合评定,其水质对混凝土具弱腐蚀性,对钢铁具中等腐蚀性。
4、中侏罗统青土井群下部(煤6底板以下)~下侏罗统芨芨沟群中部以上砂岩、砾岩承压含水层。
主要为中侏罗统青土井群下部(煤6底板以下)~下侏罗统芨芨沟
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