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摘要:文章針對山西省大同市新榮區新榮鎮安樂莊村、堡子灣鄉得勝堡村土地開發項目,詳細敘述了開發項目區進行的水文地質勘察成果,其結果是基本查清了項目區地形地貌特征,含水層巖性、深度特征,地下水位埋深及富水性特征,為土地開發項目灌溉井設計提供水文地質依據。
關鍵詞:安樂莊;得勝堡;水文地質;物探;地下水
1前言
為了節約集約利用土地,增加耕地數量,提高耕地質量,保護和改善生態環境,山西省大同市新榮區政府擬在新榮鎮安樂莊村和堡子灣鄉得勝堡村實施土地開發項目。受大同市國土資源局新榮分局的委托,山西省第十地質工程勘察院在新榮鎮安樂莊村和堡子灣鄉得勝堡村兩個項目區進行水文地質勘察,為土地開發項目提供灌溉井設計方案。本次勘察工作的目的是為土地開發項目灌溉井設計提供水文地質依據。其主要任務是在收集以往區域水文地質資料的基礎上,通過開展水文地質調查、水文地質物探、抽水試驗等方法,查明項目區地下水賦存條件、單井出水量、水質等。新榮鎮安樂莊村項目勘察區位于淤泥河北岸一級階地區,堡子灣鄉得勝堡村項目勘察區位于飲馬河西岸一級階地區。兩勘察區周邊無礦產開發及重要工程建設,以往均未進行過較詳細的地質、水文地質勘察工作。
2勘察方法
2.1依據1)《農田供水水文地質勘察基本要求》(1973年國家計委)。2)《農田灌溉水質標準》(GB5084-2005)。
2.2工作方法1)資料收集:充分搜集、分析勘察區及周邊水文、氣象、水文地質、工程地質資料。2)對兩個勘察區內地形地貌,地表巖性,地表水特征,現有水井位置、數量、井深,地下水水位、埋深,單井出水量,實際開采量進行調查。3)水文地質物探:使用激發極化電測深聯合剖面法,在兩個勘察區(項目區內)垂直河道布設電測深剖面,了解含水層巖性、埋深、厚度。4)抽水試驗:在地面調查和水文地質物探的基礎上,在兩個勘察區(項目區附近)選擇現有水井進行抽水試驗,以評價單井出水量。5)水質分析:在兩個抽水試驗井中采取水樣,進行水質分析。6)報告編制:各項野外工作結束后,進行室內資料整理和綜合分析研究,編制《大同市新榮區新榮鎮安樂莊村、堡子灣鄉得勝堡村土地開發項目區水文地質勘察報告》。
3自然地理及地質概況
3.1地理位置安樂莊村緊鄰新榮至左云縣級公路,南距孫右高速公路新榮南出口約5km,交通十分便利。項目區位于安樂莊村南700m,淤泥河北岸。東距新榮鎮(區政府所在地)約6km。項2目區范圍由15個拐點組成,占地面積14.95hm。得勝堡村西距208國道1km,西南距二廣高速公路新榮北出口約15km,交通十分便利。項目區位于得勝堡村東300m,飲馬河西岸。西南距新榮鎮(區政府所在地)約220km。項目區范圍由16個拐點組成,占地面積16.40hm。
3.2水文兩個項目區均屬海河流域永定水系,桑干河一級支流御河流域。新榮鎮安樂莊村土地開發項目區為淤泥河流域,屬御河支流。項目區段河底標高為1190m,最高洪水位1191m,在淤泥河河道兩側修筑約3m高的漿砌石護堤,項目區地面標高1192-1193m。據調查,該段河道多年干涸,只在雨季有少量水流。堡子灣鄉得勝堡村土地開發項目區為御河流域。項目區段河底標高為1163m,最高洪水位1165m,項目區地面標高3約1170m。本次調查實測河水流量為0.45m/s。
3.3地形、地貌3.3.1地形新榮區屬低山丘陵區,溝壑縱橫,山川河流交錯,地勢總體為西北高東南低,境內約60%為丘陵區,40%為小型山間盆地。1)新榮鎮安樂莊村項目區安樂莊村項目勘察區地處淤泥河中上游北岸,地面標高1190-1230m,地勢北高南低,北部地形較陡,南部地形較緩。土地開發區地面標高1192-1193m,西高東低,地形平坦。2)堡子灣鄉得勝堡村項目區得勝堡村項目勘察區地處御河中上游西岸,地面標高1160-1170m,地勢西北高東南低,西北部地形較陡,東南部地形較緩。土地開發區地面標高1167-1170m,北高南低,地形平坦。3.3.2地貌兩個項目區均屬河谷階地區。安樂莊村項目區位于淤泥河中上游北岸一級階地區,地面標高1192-1193m,西高東低,地形平坦開闊。得勝堡村項目勘察區地處御河中上游西岸一級階地區,地面標高1167-1170m,北高南低,地形開闊平坦。
3.4地層構造據收集的區域地質及本次調查及物探勘察資料,兩個勘察區均位于河谷區,地表為第四系松散堆積物覆蓋,下伏為中生界白堊系基巖及第三系玄武巖。1)新榮鎮安樂莊村項目區①上部為第四系上更新統(Q)松散堆積物,厚度約315m。巖性0-3m為粉土及粉砂,3-13m為粗砂、礫石,夾薄層粉土,13-15m為砂泥質殘積物;②下部為白堊系上統(K)半膠結泥巖、砂巖,厚度大于150m。頂部0-10m為強2風化帶,裂隙較發育。2)堡子灣鄉得勝堡村項目區①上部為第四系上更新統(Q)松散堆積物,厚度約360m。巖性0-3m為粉土及粉砂,3-17m為細砂;17-20m為卵礫石,20-50m粘土含礫石;50-60m為淤泥質粘土,中間夾0.5-0.8m粗砂礫石。②下部為第三系下統(E)玄武巖,灰黑色,致密結構,塊狀及氣孔狀構造,含不規則粒狀橄欖石,厚度大于100m。頂部0-5m為強風化帶,裂隙較發育。據已有資料,兩個勘察區未發現較大斷裂構造,地質構造條件簡單。
4水文物探
4.1工作方法和極距選擇本次水文物探工作,采用直流電法物探中的視電阻率測深和激發極化測探法(簡稱激電測探法)兩種方法,用視電阻率法進行掃描,以測定其松散含水層的埋藏深度、厚度等;用激發極化法了解地下巖層的濕度、顆粒度、孔隙溶液的礦化度(濃度)等多種水文地質參數。使用的儀器為JJ-3A型積分式激發電位儀。極距裝置形式采用AB和MN按一定比例同時增加的等比裝置形式,為了得到盡可能大的二次場電位差,提高倍燥比,MN/AB取為1/3,最小供電極應能明顯反映出表層激發極化特征的背景值,因而(AB/2)min取為3,根據工作區水文地質情況,(AB/2)max取為90。
4.2物探成果4.2.1儲水層分析1)新榮鎮安樂莊村項目區安樂莊項目區南側為淤泥河,從ρs、J、η、D等值線斷面圖分析,電3、電4點地下水相對富水性較好,淺層巖性顆粒較粗,且易接收降雨的垂直補給,是本區主要富水地段,巖性以砂卵礫為主,中間夾薄層黏土,深度5-15m,厚度約10m。2)堡子灣鄉得勝堡村項目區從ρs、J、η、D等值線斷面圖分析,得勝堡村項目區距離御河現代河床較近,為地下水相對富水地段,在此地帶堆積有比較粗的砂礫石層,其中往往有比較豐富的地下水。儲水層深度5-30m,厚度約15m。經過對本區物探資料的定性、定量解釋,本區古河道經Ⅱ-Ⅱ斷面電5-電6點向東匯入現代河床,并沿東南方向向下游擴展。從物探資料分析,工作區古河道(或古沙溝)寬度約100m左右,埋深6-10m,巖性以砂卵礫石為主。4.2.2單井出水量的推斷通過本次物探并結合當地水文地質資料綜合分析,推斷安樂莊村項目區地下水位約在5m左右,單井出水量為15-320m/h。得勝堡村項目區地下水靜水位約在5-6m,單井出水3量在20-30m/h。
5抽水試驗及水質評價
5.1抽水試驗方法試驗抽水設備利用現有的潛水泵,抽水動力使用30Kw柴油發動機。抽水泵出水口用塑料軟管引排至距井口200m外。水位觀測使用電測水位計,涌水量觀測方法采用200升水桶容積法,水溫測量使用酒精溫度計。按照《農田供水水文地質勘察基本要求》,結合現有抽水設備條件,每個抽水井做一次降深抽水試驗。
5.2抽水試驗計算成果匯總(見表1)
6結論與建議
6.1結論1)通過水文物探、抽水試驗,基本查明了安樂莊村、得勝堡村土地開發項目區水井含水層厚度、埋深,單井出水量及單位涌水量,取得了含水層滲透系數、影響半徑參數。項目區地下水富水性中等-大,宜于施工灌溉用水井。2)根據勘察資料,安樂莊村項目區松散層厚度15-20m,得勝堡村項目區松散層厚度50-60m。安樂莊村項目區下伏基巖白堊系砂巖、泥巖,得勝堡村項目區下伏基巖為玄武巖,其頂部存在一定深度的風化裂隙帶,其中亦含有少量地下水。
6.2建議1)安樂莊村項目區灌溉井施工深度宜為25-30m,單井3出水量15-20m/h。2)得勝堡村項目區灌溉井施工深度宜為60-65m,單井3出水量20-30m/h。3)根據抽水試驗含水層影響半徑值,施工水井間距取250-300m為宜。
參考文獻:
[1]大同市新榮區新榮鎮等兩個鄉鎮安樂莊村等兩村土地開發項目可行性研究報告[R].山西中勤信息技術有限公司,2017.8.
[2]農田灌溉水質標準GB5084-2005[S].
[3]水利水電工程地質勘察規范GB50287-99[S].
作者:萬濤英 單位:山西省地質勘查局217地質隊