煙臺市王家莊地下水應急水源地評價

畢建新,張 杰

(山東省第三地質礦產勘查院,山東煙臺 264000)

煙臺市區近年來供水一直處于緊張狀態,地表水源減少,供水嚴重不足,擬建設地下水應急水源地.本文論證了王家莊地區建設應急地下供水水源地的可行性.

1 王家莊地區水文地質條件

1.1 地下水源地水文地質邊界條件

王家莊地區水文地質邊界主要受構造斷裂帶控制.吳陽泉斷裂帶位于研究區北部,近東西向延伸,為地下富水區北部邊界;丁家夼斷裂為研究區西部邊界;南部邊界主要為巨屯組下段云母片巖、變粒巖夾硅化石墨大理巖,裂隙不發育,為弱透水邊界;東部為桃園斷裂.

1.2 含水層分布及水文地質特征

研究區地下水主要賦存于巨屯組上段石墨大理巖中,富水部位標高在-100～-200m.

(1)崗崳組下段云母片巖夾透閃大理巖裂隙水

云母片巖中夾透閃大理巖的總厚度240～350m,地表風化裂隙較發育.含水帶厚度11～156m.地下水位埋深4～47m,水位標高32～69m,鉆孔單位涌水量0.001～0.27L/s.地下水為重碳酸鹽氯化物鈣鈉水或鎂鈣水,礦化度0.27～1.52g/L.

(2)巨屯組上段巖溶裂隙水

本組巖性以硅化石墨大理巖為主,總厚度70～180m.其地表風化帶巖溶裂隙發育,有溶溝、溶槽及溶洞;在風化帶以下,分布串珠狀溶洞及蜂窩狀溶孔,一般裂隙寬度0.5～3cm,無充填物.

區內有多層巖石破碎層及構造破碎帶地下水,在-100～-200m標高最發育.地下水富水帶厚度3～83m,單位涌水量0.02～5.618 L/s.m,滲透系數0.109～54.25m/d.

(3)巨屯組下段云母片巖、變粒巖夾石墨大理巖裂隙水

該段地層厚度350m,分布于該區西部及南部.地表風化裂隙較發育,單位涌水量0.042～2.232L/s.m,滲透系數0.288～13.137m/d,為弱～中等富水含水巖層.水質為重碳酸氯化鎂鈣水或鈣鎂水,礦化度小于1g/L.

2 應急地下水資源評價

2.1 水文地質參數

在研究區進行了多孔抽水試驗.第一落程抽水量為1555m3/d,水位降深主孔3.30m,觀測孔1.27m.第二落程抽水量3973m3/d,水位降深主孔20.0m,觀測孔5.0m.

利用直線圖解法計算出水文地質參數:導水系數T=845.35m/d,貯水系數S*=6.60X10-5,壓力傳導系數a=1.28X107.

2.2 地下水源地補給量

研究區在長期抽水過程中,水位一直持續下降;停抽水位有所恢復,但達不到原始靜水位,說明其抽水量已經超過補給量.利用開采抽水試驗法評價補給量.

在地下水位持續下降過程中,只要大部分漏斗開始等幅下降,降速同抽水量成比例.其任一時段的水量均衡關系應滿足下列等式:

式中:μF-- 水位下降1m時儲存量的減少量,簡稱單位儲存量(m2);

ΔS-- 在Δt時段的水位降深(m);

Δt-- 水位持續下降的時段(d);

Q抽-- 平均抽水量(m3/d);

Q補-- 開采條件下的補給量(m3/d).

由上式解出Q抽:

上式說明了從含水層中抽出的水量是由兩部分組成:開采條件下的補給量和儲存量消耗.將抽水比較穩定、水位下降比較均勻的若干時段資料分別代入(2)式,用消元法解出Q補和μF值.

根據研究區內放水試驗水位水量歷時曲線,選擇降水影響小、水量相對穩定和水位等幅下降的時段計算分析,其計算成果見表1.

表1 放水試驗各代表時段數據

據Q抽=Q補+μF可得如下結果:

Q補、μF值計算見表2.

表2 Q補、μF計算結果表

2.3 應急水資源評價

地下水應急開發是為解決城鎮供水燃眉之急而采取的一種臨時性供水措施.

本次應急地下水開采量設計為2X104m3/d,應急開采期3至6個月.

當抽水3個月和6個月時,預測地下水位下降40.5m和81m,地下水水位分別為-10m和-50m.建議根據該區水文地質情況,應布置適當的地下水位觀測孔,及時掌握開采條件的地下水變化,為開采單位供水提供服務.

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