城市供水水源地水文地质勘察简析——以襄汾县夏梁水源地为例
作者简介：王琭(1990—)，男，山西太原人，助理工程师，本科，毕业于太原理工大学，主要从事水文地质
及相关工作。（邮箱）451886195@qq
随着社会经济的发展及人口的不断增加，各县市供水不足的问题将显现并日益突出，因此进行水源地水文地质勘察工作并选定水源地对地区发展有着重要的意义。本文将以襄汾县夏梁水源地的勘察选定工作为例探讨水源地勘察选定问题。
1  勘察区水文地质条件
勘察区位于襄汾县城东北部地区，具体范围为北起城南、大邓一线；南到南堡、狄家庄一带；东起大邓、安李2一线；西止汾河沿线，面积约60km 。
勘察区松散岩类孔隙水的第四系中、下更新统厚度大于140m，含水层厚度为5-25m，静水位埋深20-120m，单井涌水33量15-50m /h，单位涌水量0.3-2.0m /h.m，渗透系数6-10m/d。结合本次勘察工作，勘察区松散岩类孔隙含水层水量稳定，富水性中等，可以作为襄汾县城供水的供水含水层。
勘察区处于塔儿山区西北部、F7断层以西地区。寒武—奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙含水岩组主要分布于襄汾县马头2山以西吕梁山区和塔儿山区，分布面积192km 。塔儿山出露的奥陶系灰岩是襄汾盆地深部岩
溶水的补给区，该区西部NNE 向的F7断裂以东为岩溶裂隙潜水区，以西奥陶系灰岩相对下降，埋深在180-500m。
调查勘察区内的上庄村岩溶井，该井井深826.6m，静水位埋深120m，动水位埋深132m，水位降深12.0m，单井涌水3量160m /h。结合本次勘察工作，岩溶含水层水量稳定，富
水性较好，可以作为襄汾县城供水的供水含水层。1.1  勘察区地下水补给径流排泄条件
勘察区松散岩类孔隙水主要接受地下水侧向径流补给，径流方向和地表形态基本一致，由东南向西北方向径流，排泄方式以人工开采为主，最终排向汾河。
勘察区岩溶地下水主要接受东部塔儿山区灰岩裸露区的大气降水入渗补给，岩溶地下水由东向西径流，排泄方式是以侧向径流为主，其次为人工开采，最终排向襄汾西南方向的古堆泉。
1.2  勘察区松散岩类孔隙水和岩溶水水质
据本次调查取样化验结果，勘察区岩溶水矿化度2-1228mg/L，总硬度548.1mg/L，SO 含量476mg/L，pH 值47.89。松散岩类孔隙水矿化度607-1428mg/L，总硬度129.6-2-576.3mg/L，SO 含量66.2-557.1mg/L，pH 值7.87-8.28。有多4项指标不符合标准，经处理后方可饮用。
2  水源地选定
依据城市供水水源地应避开城区及污染源；选择水量丰富、水质良好的区域；选择在井孔分布较少、开采量小的区域；选择易于施工和管理的区域的选定原则。综合考虑以上原则和勘察区水文地质条件，选定襄汾县城市供水水源地为夏梁一带，拟开采第四系松散岩类孔隙水和中奥陶统上、下马家沟组裂隙岩溶水。
拟选水源地处于东部塔儿山山前黄土台地孔隙水区，上
王琭
（山西省勘察设计研究院，山西 太原 030013）
摘要：山西省属于地表水资源相对匮乏的地区，因此多选择地下水作为城市供水水源。进行水源地水文地质勘察工作时应根据不同含水岩组中地下水补给、径流、排泄条件，选定水源地位置和取水含水层，并对各含水层资源量以及可开采量进行计算，确定水源地可行性。文章以襄汾县夏梁水源地水文地质勘察为例就水源地水文地质勘察中含水层的选择及资源量的计算进行了讨论分析，以期为水源地水文地质勘察工作提供参考。
关键词：水文地质勘察；水源地选定；水资源中图分类号：P641          文献标识码：A 文章编号：1672-7487（2018）02-13-4
城市供水水源地水文地质勘察简析
——以襄汾县夏梁水源地为例
部主要含水层为中、下更新统中细砂、细砂层，含水层总厚5-25m。其松散岩类孔隙水主要接受上游地下水侧向径流补给，由东南向西北径流，与地表形态基本一致，排泄以人工开采为主。水位埋深20-120m，水位标高39-435m，单33井涌水量15-50m /h，单位涌水量0.3-2.0m /h.m，渗透系数26-10m/d，
影响半径500-1000m，导水系数约150m /d，拟选水源地内孔隙地下含水量为中等。
拟选水源地岩溶水含水层为奥陶系深灰厚层状灰岩、白云质灰岩、豹皮状灰岩等。其岩溶地下水补给来源主要接受东部塔儿山区的岩溶地下水的侧向径流补给，由东向西方向径流，排泄以排向古堆泉的径流，其次为人工开采。含水层顶板埋深140-450m，含水层发育段为总厚约20-40m，水位埋深80-130m，水位标高400-440m。开采层位为3奥陶系上、下马家沟组，单井涌水量70-160m /h，单位涌水32量5-15m /h·m，导水系数为600-1800m /d。拟选水源地奥陶系含水层厚度中等、岩溶裂隙比较发育，在断裂带附近裂隙很发育、水量较为丰富，水化学类型为H·S-C·M 型。
3  水源地地下水水资源评价
3.1  水资源评价
3.1.1  岩溶水天然资源量分析
拟选水源地属塔儿山岩溶水系统，塔儿山区裸露灰岩面2积为26.42km ，补给来源主要是大气降水，降雨入渗系数α采用0.412。
根据大气降水入渗补给量来计算本区岩溶水天然资源量。采用公式：Q =αFX ×1000/365降式中：
3Q —大气降水入渗补给量（m /d）；降α—入渗系数（取0.412）；
22F —本区灰岩裸露面积（km ）（取26.42km ）；X —多年均降水量（mm）（取522.9mm）。计算结果如下：
33
=15593.94m /d，即大气入渗补给量为15593.94m /d。
降3据现状调查，区域内岩溶水取水量706.57m /d，因此，3本区岩溶水剩余资源量为14887.37m /d。
3.1.2  拟选水源地补给资源量计算1）岩溶井参数计算与选取
选取与拟选水源地属同一水文地质单元且井深相近的襄汾县城关镇南堡村岩溶井进行抽水试验，选用承压完整井公式计算参数。该井井深900m，井径250mm，静水位埋深366.4m，水位降深1.8m，单井涌水量70m /h，含水层厚度30m。
承压完整井计算公式：
l gR-lgr
S w
R =10Sw√K                    公式（1）      T =K·M 式中：
3Q —流量（m /d）；2T —导水系数（m /d）；R —影响半径（m）；K —渗透系数（m/d）；M —含水层厚度（m）；Sw —水位降深（m）。
计算得：该水源井岩溶含水层渗透系数K为36m/d，影响半径为108m。结合周边前人工作资料综合确定拟选水源地岩溶裂隙含水层渗透系数取26.6m/d。
2）岩溶水补给资源量计算
拟选的岩溶水水源地，在天然状态下主要接受东侧塔儿山山区岩溶地下水的侧向径流补给。将地下水运动以达西定律概化即含水层均质、等厚、各向同性，并采用断面法计算补给资源量。
据达西定律：Q =TIB
补T=K·M                          公式（2）式中：
2T —导水系数，取800m /d；I —水力坡度，取8.0‰；B —径流断面长1800m。
3经计算水源地岩溶水的补给资源量为：Q =11520m /d。补3）松散层水井参数计算与选取
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选择紧临拟选水源地、井深相近、结构相同的沟儿里村第四系松散岩类孔隙水井进行抽水试验。该井井深101m，井径400mm，静水位埋深20.2m，动水位埋深61m，单3井涌水量35m /h，含水层厚度5m。
利用承压完整井公式计算得：该水源井第四系含水层渗透系数K为6.0m/d，影响半径为979.8m。结合周边前人工作资料综合确定拟选水源地第四系松散岩类孔隙水渗透系数取9.0m/d。
4）孔隙水补给资源量计算
拟选的孔隙水水源地水位埋深较大，普遍大于50米，在天然状态下拟选水源地内的孔隙水主要接受西侧地下水的侧向径流补给。将地下水运动以达西定律概化即含水层均质、等厚、各向同性，并采用断面法计算补给资源量。
据达西定律（即公式⑵）计算，其中渗透系数K 取9.0m/d、含水层厚度M 取20m、水力坡度I 取1.8%、断面长度B 取1800m，计算得水源地孔隙水的补给资源量为：Q 补
Q {
T =0.366Q
SJ1SJ3SJ4SJ5SJ6
S i33333
ΔS i0.380.510.610.390.27
S i总  3.38  3.51  3.61  3.39  3.27
表3 岩溶井总降深计算结果表 （单位：m）3
=5832.0m/d。
3.1.3  井开采计算
水源地拟布设5眼岩溶井，设计井深1000m，单井涌水量
3
为70m/h，降深15.0m；4眼孔隙水井，设计井深250m，单井
3
涌水量40m/h，降深15.0m。
1）岩溶水允许开采量计算
①不干扰降深
选用承压水完整井公式（即公式⑴）计算各新增井孔单
3
井涌水量为70m/h时的不干扰降深，参数选取
2
T=800m/d，r=0.125m。根据以上计算结果计算SJ-SJ不干
W16
扰降深S均为2.34m。不干扰时总的开采量为Q=
不干扰不干扰
3
70×5×24=8400m/d。
②井干扰开采时的水位削减值
水源地允许开采量计算采用稳定流干扰井势叠加原理，
计算各井在干扰开采条件下的水位降深值。
计算公式：
公式（3）
式中：
Q—第i号井的出水量；
i
ΔS—i号井的干扰水位降深（m）；
i
22
T—导水系数（m/d）（取800.0m/d）；
R—区域影响半径（m）；
R—单井影响半径（m）(取150.0m)；
r—引用半径（m）；
r—第i号井至第j号井的距离（m）；
ij
η—形状系数（取1.18）；
L—水源地概化长度(m)  （取1680m）；
b—水源地概化宽度(m)  （取1300m）；
计算得：r=879.1m，R=1029.1m。
00
③总降深
S=△S+S
怠速i总i i
式中：
S—第i井水位的总降深（m）；庆祝教师节贺卡制作
i总
△S—各井对i井的水位降深（m）；
i
S—第i井的不干扰降深（m）。
i
设计单井无干扰降深为3m。计算结果详见表1、表2、表3。
2）孔隙水允许开采量计算
①不干扰降深
选用承压水完整井公式（即公式⑴）计算各新增井孔单
3
井涌水量为40m/h时的不干扰降深，参数选取
K=9.0m/d，M＝20m，r=0.189m，根据以上计算结果计算
W
3
QJ-QJ当涌水量为45m/h时的不干扰降深S均为6.2m。不
16不干扰
3
干扰时总的开采量为Q=40×4×24=3840m/d。
不干扰
②井干扰开采时的水位削减值
水源地允许开采量计算采用稳定流干扰井势叠加原理，
计算各井在干扰开采条件下的水位降深值。
计算公式同公式⑶。
2
其中：T取135.0m/d，R取300.0m，L取1475m，b取1500
m，计算得：r=877.6m，R=1177.6m。
00
③总降深
设计单井无干扰降深为11m。计算结果详见表4、表5、表6。
表1 岩溶井间距统计表 （单位：m）
表2 岩溶井干扰水位降深计算结果表 （单位：m）
SJ SJ SJ SJ SJ
---0.250.13------
0.25---0.190.07---
SJ0.130.19---0.170.12
SJ---0.070.17---0.15
SJ------0.120.15---
合计0.380.510.610.390.27
S J
S J
1
3
4
5
6
13456
SJ SJ SJ SJ SJ
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干扰
井数
SJ---481701120014242
SJ481---58482412453
SJ701584---6267254
SJ1200824626---6583
SJ14241245725658---2
1
3
4
5
6
13456
QJ1QJ2QJ3QJ4干扰井数
QJ1---10125408703
QJ21012---10296453
QJ35401029---5693
QJ4870645569---3
QJ1QJ2QJ3QJ4
QJ1---0.170.880.34
QJ20.17---0.150.68
QJ30.880.15---0.82
QJ40.340.680.82---
合计  1.391  1.85  1.84
表4 水源地井间距统计表 （单位：m）怎么开网店啊
表5水源井干扰水位降深计算结果表 （单位：m）
3.1.4允许开采量保证程度分析
电脑版游戏推荐1）岩溶水允许开采量保证程度分析
拟选水源地除去现有取水量，剩余资源量为3
14887.37m/d。拟选水源地岩溶水取水量占剩余资源量的
3
56.4%。因此拟选水源地开采8400m/d是有保证的。由表1至表3，在拟选水源地布的5眼岩溶井在干扰开采的情况下，各井孔总降深为3.27-3.67m，均符合设计降深15.0m的要求。
2）孔隙水允许开采量保证程度分析
拟选的水源地除去现有取水量，剩余资源量为3
5657m/d，拟选水源地取水量占剩余资源量的67%。故在拟选
3
的水源地内开采孔隙水3840m/d是有保证的。由表4至表6，在拟选的水源地布的4眼井孔隙水井干扰开采的情况下，各井孔总降深为12-12.85m，均符合设计降深15.0m的要求。
3
因此拟选的夏梁水源地开采12240m/d的水资源量是有保证的。
3.2水质评价
评价标准采用《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006），评价方法采用单一指标法。岩溶井水样中有浑浊度、铁、铜、硫酸盐、菌落总数不符合标准；松散层水样中菌落总数超标。自来水公司制定了一系列的水质处理方案，处理后符合《生活饮用水卫生标准》（G B5749-2006）即可用于城市供水。
4结束语
本次水源地勘察工作选择襄汾县夏梁一带作为县城供水水源地，确定了拟采含水层为岩溶含水层与松散岩类孔隙含水层，并分析了岩溶水与松散岩类孔隙水的水资源量及水质条件，确定了水量及水质的可行性，为夏梁水源地对襄汾县城供水提供了地质可行性依据。
参考文献:
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和国行业标准，2001.
[5] 生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)[S].中华人民共和
国行业标准，2006.
井号QJ1QJ2QJ3QJ4 S
i
11111111
ΔS
i
1.391  1.85  1.84
S i总
12.3912.012.8512.84表6  岩溶水水源地总降深计算结果表
该段位于桐柏县大河乡黄竹园-草帽岭一带，主要矿床点为位于雁岭沟组的黄竹园和草帽岭石墨矿。矿区出露地层有下元古界秦岭岩雁岭沟组和郭庄组、下古生界二郎坪刘山岩组和新生界第四系。矿区变质岩分布广泛，主要有以秦岭岩为代表的麻粒岩相深变质岩系。雁岭沟组地层为本区石墨矿直接矿层位，含石墨片麻岩与大理岩交互出现，局部有挤压破碎及矽卡岩化地段，为成矿有利部位。
3 矿床成因及矿方向
3.1矿床成因
北秦岭晶质石墨矿主要赋存于古元古界秦岭雁岭沟组中，其原岩为含碳变泥质碎屑岩-碳酸盐岩，成矿物质来源于岩石中的有机碳，主要经中压高角闪岩相区域变质作用形成晶质石墨矿。石墨矿后期受岩浆作用影响，会使石墨再结晶
[1-3]
形成较大片度的石墨鳞片，成因应属于沉积变质矿床。3.2矿方向
1）区内的雁岭沟组地层是赋矿地层，是寻石墨矿基础，尤其是华力西期岩体周边的雁岭沟组地段矿潜力更大。
2）石墨矿的分布在走向上的分布较稳定，因此，在已知矿体走向方向也是寻石墨矿的有利地段。
3）石墨矿具有明显的低阻高极化的物性特征，在物探激电低阻高极化异常处是寻石墨矿的重点部位。
4）已知矿体的深部由于前期控制深度较小，其深部延伸位置也是很好的矿地段。
4结论
北秦岭石墨矿是河南省主要的晶质石墨矿成矿带，矿体受地层控制，主要赋存在古元古界秦岭雁岭沟组中，为沉积变质型矿床，后期经岩浆作用后，矿床品位和价值会进一步提升。今后在本区开展石墨矿矿工作，首先寻雁岭沟组地层，尤其在已知矿体外围更为有利，雁岭沟组与华力西期岩浆岩接触部位也是矿有利地段；雁岭沟组物探低阻高极化部位也是较好的矿标志。
参考文献：
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铺石墨矿带1/5万路线地质调查报告[R].1983.
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