烟台市王家庄地下水应急水源地评价

毕建新,张 杰

(山东省第三地质矿产勘查院,山东烟台 264000)

烟台市区近年来供水一直处于紧张状态,地表水源减少,供水严重不足,拟建设地下水应急水源地.本文论证了王家庄地区建设应急地下供水水源地的可行性.

1 王家庄地区水文地质条件

1.1 地下水源地水文地质边界条件

王家庄地区水文地质边界主要受构造断裂带控制.吴阳泉断裂带位于研究区北部,近东西向延伸,为地下富水区北部边界;丁家夼断裂为研究区西部边界;南部边界主要为巨屯组下段云母片岩、变粒岩夹硅化石墨大理岩,裂隙不发育,为弱透水边界;东部为桃园断裂.

1.2 含水层分布及水文地质特征

研究区地下水主要赋存于巨屯组上段石墨大理岩中,富水部位标高在-100～-200m.

(1)岗嵛组下段云母片岩夹透闪大理岩裂隙水

云母片岩中夹透闪大理岩的总厚度240～350m,地表风化裂隙较发育.含水带厚度11～156m.地下水位埋深4～47m,水位标高32～69m,钻孔单位涌水量0.001～0.27L/s.地下水为重碳酸盐氯化物钙钠水或镁钙水,矿化度0.27～1.52g/L.

(2)巨屯组上段岩溶裂隙水

本组岩性以硅化石墨大理岩为主,总厚度70～180m.其地表风化带岩溶裂隙发育,有溶沟、溶槽及溶洞;在风化带以下,分布串珠状溶洞及蜂窝状溶孔,一般裂隙宽度0.5～3cm,无充填物.

区内有多层岩石破碎层及构造破碎带地下水,在-100～-200m标高最发育.地下水富水带厚度3～83m,单位涌水量0.02～5.618 L/s.m,渗透系数0.109～54.25m/d.

(3)巨屯组下段云母片岩、变粒岩夹石墨大理岩裂隙水

该段地层厚度350m,分布于该区西部及南部.地表风化裂隙较发育,单位涌水量0.042～2.232L/s.m,渗透系数0.288～13.137m/d,为弱～中等富水含水岩层.水质为重碳酸氯化镁钙水或钙镁水,矿化度小于1g/L.

2 应急地下水资源评价

2.1 水文地质参数

在研究区进行了多孔抽水试验.第一落程抽水量为1555m3/d,水位降深主孔3.30m,观测孔1.27m.第二落程抽水量3973m3/d,水位降深主孔20.0m,观测孔5.0m.

利用直线图解法计算出水文地质参数:导水系数T=845.35m/d,贮水系数S*=6.60X10-5,压力传导系数a=1.28X107.

2.2 地下水源地补给量

研究区在长期抽水过程中,水位一直持续下降;停抽水位有所恢复,但达不到原始静水位,说明其抽水量已经超过补给量.利用开采抽水试验法评价补给量.

在地下水位持续下降过程中,只要大部分漏斗开始等幅下降,降速同抽水量成比例.其任一时段的水量均衡关系应满足下列等式:

式中:μF-- 水位下降1m时储存量的减少量,简称单位储存量(m2);

ΔS-- 在Δt时段的水位降深(m);

Δt-- 水位持续下降的时段(d);

Q抽-- 平均抽水量(m3/d);

Q补-- 开采条件下的补给量(m3/d).

由上式解出Q抽:

上式说明了从含水层中抽出的水量是由两部分组成:开采条件下的补给量和储存量消耗.将抽水比较稳定、水位下降比较均匀的若干时段资料分别代入(2)式,用消元法解出Q补和μF值.

根据研究区内放水试验水位水量历时曲线,选择降水影响小、水量相对稳定和水位等幅下降的时段计算分析,其计算成果见表1.

表1 放水试验各代表时段数据

据Q抽=Q补+μF可得如下结果:

Q补、μF值计算见表2.

表2 Q补、μF计算结果表

2.3 应急水资源评价

地下水应急开发是为解决城镇供水燃眉之急而采取的一种临时性供水措施.

本次应急地下水开采量设计为2X104m3/d,应急开采期3至6个月.

当抽水3个月和6个月时,预测地下水位下降40.5m和81m,地下水水位分别为-10m和-50m.建议根据该区水文地质情况,应布置适当的地下水位观测孔,及时掌握开采条件的地下水变化,为开采单位供水提供服务.

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