水文地質條件評價有哪些
Ⅰ 水文地質描述有哪些
區域地質條件:地層、構造,水文地質條件:可分三部分敘述,一是水源,而是通道,三是突水點。也就是說地下水的補給、徑流及排泄條件等,描述時要有數據對你的觀點進行支持等等,僅供參考。
Ⅱ 水文地質條件
(一)地下水類型及分布
地下水按不同的劃分原則可以分為不同的類型。按地下水賦存介質和賦存介質的空隙性質,可以將研究區內的地下水分為鬆散岩類孔隙水、基岩裂隙水和碳酸鹽岩岩溶裂隙水。各類地下水的賦存條件和分布規律除了受賦存介質的空隙發育特徵控制,還不同程度地受地貌、氣候、植被等自然條件的影響。
1.鬆散岩類孔隙水
鬆散岩類孔隙水主要賦存於研究區內平原及部分崗地的第四系及古近系—新近系鬆散沉積物的孔隙內。鬆散岩類孔隙水的賦存條件和分布規律主要和孔隙發育特徵有關,並受氣候、地貌等因素的影響。而古氣候、古地貌、古水流動態、構造運動等因素通過對岩性、岩相和地質結構的塑造對孔隙的發育特徵具有決定性的作用。
2.碳酸鹽岩岩溶裂隙水
碳酸鹽岩岩溶裂隙水主要賦存於丘陵山區的碳酸鹽岩的溶蝕孔、洞和裂隙內。地層特性決定了岩溶裂隙水的富水性。如趕腳溝組以大理岩為主,地層厚度大,大理岩質純且晶粒粗大,易於溶蝕,富水性強;而火山溝組以片岩為主,所夾大理岩厚度不大,岩性變化大,富水性弱;下更新統灰岩泥質含量高,地層厚度小,富水性較弱。
此外,斷裂構造對岩溶裂隙水的賦存和分布起控製作用。大型壓性斷裂是岩溶裂隙水的隔水邊界,在斷裂帶附近常有泉水出露;較大型的壓扭性斷裂常成為低溫泉水的排泄通道,如鎮平縣寺山鎮南場村茫泉就出露於此類斷裂帶上;此外,近期強烈的山地上升運動非常有利於垂向岩溶裂隙的發育,常構成小型的裂隙-岩溶系統。
3.基岩裂隙水
基岩裂隙水賦存於丘陵山區的侵入岩、變質岩及沉積岩的裂隙內。其賦存條件和分布規律受裂隙發育特徵的控制,並受地貌、植被、降水等因素的影響。
裂隙的發育特徵主要和岩性、構造、風化程度有關。岩性決定著裂隙的發育特徵,對裂隙的發育程度起控製作用,是裂隙水賦存和分布的基礎條件;而構造運動的性質和強度對裂隙水的賦存和分布起控制性的作用。
另外,研究區內局部地區還賦存有黏土裂隙水。中更新世以來,長期處於近地表的中更新統、下更新統黏性土,在2~10m的深度內普遍發育一套裂隙系統,這套裂隙系統所含的地下水就是崗區普遍存在的上層滯水。新活動斷裂或節理帶所造成的構造裂隙系統和淺部裂隙系統相復合時,則形成潛水,單井涌水量變化很大,地下水位變幅大、變動快。
(二)地下水流系統的劃分
對於地下水流系統來說,不同層級地下水流系統之間的界限是不同的,其所處的深度也因此具有較大的差異,但是各層級地下水流系統所處的空間基本上都在中深層地下水的下界(埋深約300m)之上,因地形的起伏而在南陽盆地中部平原區發育的局部地下水流系統所處空間也大致可以歸並到淺層水(埋深小於50m)的深度范圍之內。
1.區域地下水流系統
由於地下水流系統理論是建立在地下水的重力穿層基礎之上的,並且規定其發育、發展具有較長的時間尺度背景,區域地下水流動系統的形成以及規模的大小主要取決於區域性地質格局的規模大小、含水介質的滲透性以及補給與排泄區地下水之間的勢差等因素,而不受含水層的約束。
通過對南陽地區地質資料以及水文地質資料的收集、整理與分析,對比淺層以及中深層地下水等水位線圖,大致可以勾畫出南陽盆地內部地下水運動的趨勢以及淺層與中深層地下水之間的補排關系等信息。綜合地質岩性條件、構造條件以及氣象條件,不難得出淺層以及深層地下水的補給來源、徑流途徑以及排泄方式等運動特徵。
南陽斷陷盆地作為一個相對完整和獨立的構造地質單元,其邊緣上升山區、山前地帶的孤山丘陵以及剝蝕壟崗與中部下降沉積平原天然構成了一個層級完整、規模較大的地下水流系統。盆地中發育的規模較大的區域地下水流系統使得淺層以及中深層地下水產生了天然的聯系。
對淺層以及深層地下水的補給、徑流和排泄等運動特徵的分析可知,山區向盆地內排泄的地下及地表徑流首先在山前地帶聚集,進而在山前斷裂等構造條件的影響下向地下含水層排泄,形成了淺補深的關系,因此山前地帶地下水構成了中深層地下水的天然補給來源,隨著地下水的運移,中深層地下水或者在基底凸起處抬升進而向臨區排泄,或者通過導水通道向上補給淺層水,甚至形成自流區。區域地下水流系統的輪廓在中深層地下水的運動過程中自然也就被勾勒了出來。
區域地下水流系統的補給區在研究區北部、東北部以及西北部的南陽斷陷盆地北部伏牛山山前地帶,水化學類型以HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg為主;礦化度較低,平均為0.35g/L。排泄區一般在中部平原的中部與南部,水化學類型有HCO3-Ca·Na、HCO3Ca·Mg等,局部地區出現HCO3·Cl-Na·Ca、HCO3·Cl-Ca·Mg·Na等,從補給區至排泄區,地下水的礦化度大致呈現逐漸升高的趨勢,但總礦化度為0.26~0.83g/L。
與淺層地下水形成的局域地下水流系統不同的是,區域地下水流系統受到地表起伏的影響不大,主要按深層地質格局天然形成的地下分水嶺來劃分區域地下水流系統的亞區,大致可分為四個區域:①張林—吳集以西,地下水運動方向為西南方向,張林以北,水力坡度約為2.7‰,以南為1.1‰;②張林—吳集以東,羅灣—桐寨鋪的西南地區,溧河以東,地下水由北向南運移,水力坡度為1.0‰~1.9‰;溧河以西,向東南方向運移,上游水力坡度為4.2‰,下游為1.5‰。早更新世以來,南部沉降幅度大於北部,由於深層水的水力坡度小於現代地形坡度,形成了吳集、黑龍集、青華鄉、元庄一帶的自流區;③羅灣—桐寨鋪的東北,唐河以西的地區,地下水向東南方向運移,水力坡度約為0.4‰~2.6‰;④唐河以東的地區,地下水運移方向為西南。
羅灣—桐寨鋪一線的深層地下水分水嶺,大體位置和南陽—唐河活動性隱伏大斷裂的位置相當,該斷裂自晚更新世以來,南盤相對上升,是形成深層地下水分水嶺的重要原因。受該斷裂的控制,加上0.4‰~2.6‰的水力坡度小於地形坡度,厚達百米的砂體,形成了水量豐富的高廟自流區和社旗—青台自流區。
2.局域地下水流系統
系統的層次性是相對而言的,局域地下水流系統的發育主要與盆地內地形的波狀起伏有關,受地表地形的影響很大,南陽盆地內部平原與孤山、丘陵、剝蝕壟崗、河間窪地以及背河槽型、蝶形窪地交錯分布的現象,塑造了盆地內部淺層地下水極為復雜的補、徑、排關系,為盆地內中間地下水流系統以及中部平原區發育的局域地下水流系統的形成提供了天然有利的條件。
按地下水時空演變規律的差異,在研究區內部淺層地下水所處的空間大致可以劃出七個中間地下水流系統(圖2-8),自西向東分別為:①湍河以西,地下水自西北向東南方向流動。②大致在白營—裴營一線以西,地下水大致由北向南流動,水力坡度崗地2.5‰左右,平原1‰左右。③白營—裴營一線以東,卧龍崗以西,地下水大致向東南方向流動。潦河—夏集以北,水力坡度2‰左右,以南1.25‰左右,水位埋深多小於6m,小於2m的埋深主要出現在河間地塊。④卧龍崗以東,桐河以西,地下水大致向西南方向流動,水力坡度0.8‰左右。⑤桐河以東,劉寺—前營以西,地下水大致向南流動,水力坡度1.4‰左右,水位埋深多小於2m。⑥劉寺—前營以東,社旗以南,地下水大致自東北向西南方向運移,水力坡度0.4‰左右。⑦唐河—泌陽—新野一線的東南部,地下水大致自東、東偏北,向西、西南方向流動。
圖2-8 局域地下水流系統分區示意圖(單位:m)
中部平原區平坦的地形之中也會存在局部窪地、低地等局部微起伏的地形,為局部地下水流系統的形成提供了條件,一般情況下,局部水流系統嵌套在區域地下水流系統與中間地下水流系統的內部,規模較小,受氣候條件、岩性條件以及臨區地下水徑流的特徵影響顯著。
發育在南陽盆地中部平原地區的局域地下水流系統,其補給方式多樣,徑流特徵復雜,排泄主要為蒸發以及人工取水。由於各局部水流系統的界限不太明顯、規模較小且數目較多,在此不一一列舉。地下水化學類型主要有HCO3·Cl-Na·Ca、HCO3-Ca·Na、HCO3Ca型等,少數地區出現分布范圍極小的Cl·HCO3·SO4-Ca型地下水,可能與深層水的垂向補給有關。礦化度隨地下水流向、徑流途徑的加長而具有增大的趨勢,變化范圍較大,為0.04~1.01g/L,河間地塊的低窪地帶、蒸發強烈的局部水流系統的匯礦化度相對較大,波狀崗地相對較小。
Ⅲ 水文地質條件是什麼
水文地質條件是指地下水埋藏、分布,補給、徑流和排泄條件,水質和水量及其形成地質條件等的總稱。
Ⅳ 工程地質條件和水文地質條件怎麼分析
工程地質條件分抄析:
工程襲地質條件是指與工程建設有關的地質條件總和,它包括土和岩石的工程性質、地質構造、地貌、水文地質、地質作用、自然地質現象和天然建築材料等幾個方面。
主要通過以下幾點對不同地區進行具體分析:
1、對工程場地穩定性與適宜性分析、評價。
2、對工程場地環境工程地質條件評價。在評價場地自然條件的同時,還應預測工程與場地的相互影響及可能引發的工程地質問題。
3、為設計提供地質參數。
4、根據場地地質條件,為設計提供工程措施意見。
水文地質條件分析:
水文地質指自然界中地下水的各種變化和運動的現象。水文地質學是研究地下水的科學。它主要是研究地下水的分布和形成規律,地下水的物理性質和化學成分,地下水資源及其合理利用,地下水對工程建設和礦山開採的不利影響及其防治等。
因此根據分析地點具體特徵根據以上要素進行分析。
Ⅳ 水文地質條件
(一)淺層水
地下水的運動狀態和水質與含水層的沉積環境有關。一般來說,湖相沉積或者泛流帶的含水層岩性細小,多為淤泥質黏土,水體流動性差,則氟離子容易在此聚集;而河流沖積層或者古河道的含水層,岩性較粗,透水性較好,有利於地下水的循環交替,多形成低礦化度的低氟地下水。
1.黃河沖積平原、古河道主流帶地區
此區屬於水量豐富區,分布范圍廣,面積約5267.86km2,占總面積的77.4%,含水層上游以含礫石中粗砂為主,下游以中細砂為主,為黃河古河道河床相堆積。含水砂層頂板埋深上游10m左右,下游可達20m。覆蓋層岩性為亞砂土夾亞黏土,局部為粉砂,與下層含水層構成上細、下粗的二元結構特徵。
2.泛流帶及邊緣帶
此帶分布於開封縣半坡店,杞縣城南—裴庄店、通許縣城南—太康縣楊廟,扶溝縣呂潭—太康縣、鄢陵板橋、縣城—馬欄,尉氏縣朱曲及臨近條形崗地的黃河沖積平原的邊緣地帶,面積1398.4km2,占總面積20.55%。
含水層以粉細砂為主,多為薄層,總厚度一般小於10m。頂板埋深為5~10m,最深可達20m,含水層之間有弱透水層的亞砂土、亞黏土相隔,砂層頂板為亞砂土、亞黏土層和不穩定的淤泥層。因而組成以亞砂土、粉細砂粗細相間的多元結構特徵。水位埋深一般為2~4m,局部地區4~6m。含水層顆粒細,厚度比較薄,地下水徑流條件較差,因而水質也比主流帶差。
3.崗地及崗間窪地
此區分布在尉氏西部大營、大馬條形崗地與崗間窪地地帶,面積較小,僅139.20km2,占總面積的2.05%。條形崗地為黃河早期沖積形成,含水層為黃土狀亞砂土,崗間窪地為後期水流切割堆積而成,上部為亞砂土,下部為薄層粉砂、粉細砂。水位埋深不一,條形崗地4~6m,崗間窪地2~4m,局部1~2m。這里含水層富水性雖差,但由於地形坡度大,地下水徑流條件好,水交替作用強,故水質較好。
4.淺層地下水的補徑排
補給 淺層水的補給方式主要有垂直補給和側向水平補給兩種。垂直補給主要以大氣降水為主,補給量的多少與降水特徵、包氣帶岩性、地面坡度、地下水位等因素有關。研究區地處平原區,地勢平緩、降水量充沛、地下水埋深較淺、包氣帶岩性較粗(亞砂土),有利於大氣降水的補給,因此大氣降水是主要的垂向補給來源,在西部崗地區,由於蓄水條件差,接受補給的能力弱。除了大氣降水,河流以及渠道的滲漏也會補給地下水,研究區河流眾多,常年來河道不斷抬升,使河流常年補給地下水,同時又是農業主產區,在農業灌溉時,一部分灌溉水下滲補給地下水。側向水平補給主要指在水力坡度大且含水層岩性較粗的地區,可以接受上游地區地下水的側向徑流補給,據統計,側向徑流補給量為684.07×104m3/a。
徑流 地下水的徑流主要受地形坡度的影響,一般來說,地形坡度越大則水力坡度就越大,地下水的徑流速度就越快,相反則越慢。在尉氏縣西部以及召陵鎮附近的崗地處,由於水力坡度較大(5‰~1‰),且含水層岩性較粗,因此地下水的徑流速度快,而在廣大的平原地區,水力坡度為0.5‰~0.17‰,並且含水層岩性較細,地下水的徑流條件較差,即使在含水層岩性較粗的古河道也是,由於水力坡度較小,徑流很緩慢。
排泄 淺層地下水的排泄方式主要有蒸發、人工開采、河流排泄以及越流排泄。在地下水埋深較淺的地區,蒸發是淺層地下水排泄的主要方式,由於地下水埋深較淺,加之包氣帶岩性較細,地下水的毛細上升高度較高,當蒸發能力強時可大大消耗淺層地下水,據估算淺層地下水的蒸發消耗量占總排泄量的70%,是主要的排泄方式。在地下水埋深較深的地區,人工開采則成了主要的排泄方式,另外,當淺層地下水位高於河水水位時,地下水可以向河流排泄。研究區斷裂構造發育,這些斷裂成為地下水運動的通道,淺層含水層的地下水可以向下補給深層地下水,或側向流出研究區,也構成了淺層地下水排泄的一種方式。
(二)中深層地下水
一般指埋藏於50m以下350m以內含水層的水。研究區西部崗地,上更新統屬於淺層水,中更新統和下更新統上部地層缺失或零星分布,中深層水主要是指下更新統下部含水層中的水。平原地區第四紀各時代的含水層組齊全,中深層水包括上、中更新統含水層組,下更新統上部含水層組及下更新統下部含水層組。中深層水主要反映上、中更新統含水層組。
1.黃河主流帶
西北部朱仙鎮,南部到通許縣城北關一帶,呈西北東南向條帶狀分布,面積105.60km2,占總面積1.55%。由於本區地處開封凹陷,各時代地層厚度和砂層厚度都較厚,所以地下水的賦存條件較好。含水層頂板埋深50m左右,底板埋深140m左右,總厚度26.87~57.78m,有4~5層,中有亞砂土和薄層亞黏土相隔,呈多層結構。時代屬於上、中更新統(西部包括一部分下更新統上部含水層)。岩性為含礫粗砂,粗中砂、細砂組成,水位埋深2~3m。
2.河流沖積層
主要分布在尉氏縣大營以北蘆家、崗陸一帶條形崗地區,含水層為下更新統下部沖積層,面積不大,僅76km2,占總面積的1.11%。含水層3~4層,總厚度25~40m。岩性為粉細砂、細砂、中細砂、粗砂和礫石層,各含水層之間有比較厚和緻密的黏性土相隔。地下水埋深7.7~13.4m。
3.沖湖積層
分布於尉氏縣蔡庄、長葛南席,鄢陵縣的彭店、城關、馬欄,扶溝縣的呂潭—大新集一帶。面積712.8km2,占總面積的10.47%,含水層屬於下更新統下部沖湖積層,頂板埋深213~240m,底板埋深250~309.5m,岩性為細砂、中細砂、中砂及少量含礫粗砂層,有3~4層,總厚度為30.57~41.17m。水位埋深5.99~11.55m。
4.中深層地下水的補徑排
補給 中深層地下水的補給也主要由垂直、水平補給提供,但和淺層地下水補給的不同之處是,補給源更多的是接受上層含水的向下滲漏,最終來源於大氣降水。淺層水向下滲漏補給中深層地下水的條件是中深層地下水的水頭低於淺層地下水,其次是要有導水通道或者水頭差足夠大,可以穿過弱透水層,進行層間補給。另外,中深層地下水可以接受上游含水層的側向補給,補給量的大小,取決於含水層岩性和水力坡度。
徑流 中深層地下水的徑流主要受基底條件的控制,基底的起伏狀況決定了中深層地下水的徑流緩急。在坳陷底部以及坳陷向隆起過渡的區域,由於水力坡度較小或者為負,地下水流動緩慢,而在隆起向坳陷過渡區域,水力坡度較大,有利於地下水的徑流。不同層位的中深層含水層的水力坡度不同,上、中更新統含水層組的水力坡度為0.5‰~0.17‰,下更新統上部含水層組及下更新統下部含水層組水力坡度為0.5‰~0.25‰,流向和淺層地下水一致,自西北向東南,呈輻射狀。
排泄 中深層地下水由於埋深較深,地下水蒸發能力較弱,因此人工開采成為主要的排泄方式,除此之外,大部分的深層地下水水頭都高於淺層地下水,中深層水可以通過越流補給淺層地下水。同時,也可以側向徑流出研究區。
Ⅵ 水文地質類型及其復雜程度評價
礦區中深抄部水文地質條件與淺部各井田基本相似,煤系及其上覆地層各含水岩組的含水空間,以裂隙為其主要特徵。由於裂隙水的補給條件較差,因此富水性一般都很弱。從淺部生產礦井實踐證明,對煤層開采無較大影響。
煤系基底的奧灰岩,含水空間以溶蝕裂隙為主,由於其發育程度不同,致使其富水性具有明顯的不均一性,而形成非均質的統一含水體,由於其具有區域性的水位標高,因此不但說明岩溶水的連通性良好且有著較豐富的補給來源。從鄰區和區內基建和生產礦井實踐證明,當巷道開拓和煤層開采水平低於區域奧灰水水位+380m高程時,均有不同程度的影響和危害。此外當奧灰岩頂面至煤層底板之間的岩層厚度,不能承受岩溶水的靜水位壓力時,將對煤層,特別是下組煤層的開采造成很大威脅,甚至有引起底板突水而掩沒巷道的可能。根據上述情況,本區奧灰岩應屬以底板岩溶充水為主,水文地質條件復雜的類型。
Ⅶ 水文地質條件一般是指什麼
通常把與地下水來有關的問源題稱為水文地質問題,把與地下水有關的地質條件稱為水文地質條件。
水文地質指自然界中地下水的各種變化和運動的現象。水文地質學是研究地下水的科學。它主要是研究地下水的分布和形成規律,地下水的物理性質和化學成分,地下水資源及其合理利用,地下水對工程建設和礦山開採的不利影響及其防治等。隨著科學的發展和生產建設的需要,水文地質學又分為區域水文地質學、地下水動力學、水文地球化學、供水水文地質學、礦床水文地質學、土壤改良水文地質學等分支學科。近年來,水文地質學與地熱、地震、環境地質等方面的研究相互滲透,又形成了若干新領域。
Ⅷ 水文地質評價
4.2.1地下水系統劃分及其特徵
在東營市轄區地表下數百米以內到處分布有多層系統結構的粉砂、淤泥和粘土,除土壤水帶以外,地下水充填在多層系統沉積物的孔隙中,地下水在砂層中的運移要相對比在淤泥和粘土中運移通暢得多,高滲透性層稱為含水層,反之稱為隔水層。轄區內地下淺部數百米的地質特徵變化不大,相反地下水的鹽化程度和地下水的起源卻變化很大,因而這種特徵被用來作為概化地下水系統的標准(圖4-2,圖4-3,圖4-4)。
總體上,地下水可以劃分為以下系統:①小清河南淺層地下淡水;②三角洲沿黃河地帶淺層地下淡水;③中深層地下淡水;④深層地下淡水;⑤淺層地下鹵水;⑥深層地下鹵水;⑦地下微鹹水和鹹水(圖4-5)。
小清河南地下淡水系統位干東營市轄區南部山前平原,其餘地下水系統均位於三角洲地區,且在淺部分布多為微鹹水和鹹水,各系統特徵論述如下:
1.小清河南淺層地下淡水
沖洪積扇平原水文地質區,分布於石村—顏徐—稻庄—西劉橋一線以南以西地區(基本以小清河為界),面積460km2,主要為淡水,僅北部有少量微鹹水和鹹水分布。淺層地下水含水介質主要為全新統和中更新統沖積洪積物,屬沖洪積扇型賦存模式,具有較典型的沖洪積扇型水文地質特徵。在一般情況下,40~50m左右深度內,無穩定的隔水層存在,形成潛水和微承壓水。60m以下,往往具有幾十米厚的粘性土隔水層,與中深層孔隙承壓水水力聯系較微弱。
2.三角洲沿黃河地帶淺層地下淡水
三角洲沖海積物主要呈近於水平層狀分布,全新世之前的沉積環境為淺海環境,然而淺部卻是以強烈的沖積作用為主。由泛濫平原和決口扇形地組成的現今黃河河床帶和古河床帶導致了岩相的突變。形成了相對高滲透性的淺部砂體,河水的不斷滲入形成了一些淺層地下淡水透鏡體,它們漂浮在微鹹水或鹹水體之上,隨著時間的推移,這些淡水透鏡體的體積可能會增大或縮小,甚至消失。
3.中深層地下淡水
中深層地下淡水系統系指,含水層頂板埋深大於60m,底板埋深180~370m。孔隙承壓淡水分布於官莊—陳橋—王屋—廣北農場一線以南,含水介質為中更新統和下更新統沖洪積物。在古村—廣饒—稻庄以南為全淡結構。該線以北為上咸下淡結構。小清河一帶上部鹹水底界埋深120m左右,向北逐漸加深。
圖4-2水文地質條件示意圖
圖4-3淺層水文地質剖面示意圖
圖4-4深層水文地質剖面示意圖
中深層承壓淡水含水層岩性,南部以粉細砂、細砂為主,局部有中粗砂,含水層厚40~50m,單井出水量一般大於1000m3/d。向北含水層顆粒由粗變細,含水層厚度由大變小。北部含水層岩性以粉細砂為主,含水層厚10~30m,單井出水量500~1000m3/d(局部地區單井出水量小於500m3/d)。
4.深層地下淡水
深層孔隙裂隙承壓水含水岩組含水層頂板埋深大於180~370m。含水介質為上新統明化鎮組上段碎屑岩類。孔隙裂隙承壓淡水分布於前劉—郝家—史口鎮—勝利電廠—廣利聯合站一線以南,該線以北在目前勘探深度(600m)內無承壓淡水。承壓淡水含水層岩性以中砂、中細砂及粉細砂為主,呈固結及半固結狀態,由南向北顆粒逐漸變細。南部砂層累計厚40~50m,單井出水量一般大於1000m3/d。北部支脈河以北砂層累計厚度小於30m,單井出水量一般小於500m3/d。深層孔隙裂隙承壓水與中深層孔隙承壓水之間有厚達30餘米的連續性較好的粉質粘土、粘土隔水層,二者之間水力聯系微弱。
5.淺層地下鹵水
沿渤海1855年以前的海岸線展布,賦存於第四系更新統海積沖積和海積地層中的地下水,其礦化度(TDS)高於50g/dm3,形成了淺層地下鹵水帶。鹵水是由埋藏海水蒸發濃縮而成,呈帶狀分布,寬度10~20km不等。東營市內面積為432km2,包括廣饒縣東北部、東營區東南部的一部分。一般埋藏於10~40m深的粉砂層中,厚3~10m,最厚30m,形成於8萬~10萬年前。在鹵水層之間,一般有弱隔水層,局部略具承壓性。淺層鹵水儲量豐實,易采,單井產量大,最大可達250m3/d,礦化度40~80g/dm3,最高116g/dm3,水化學類型為Cl-Na水,是東營市鹵水的主要開采區。據測算,東營市淺層鹵水儲量9.6×108m3。
6.深層地下鹵水
深層鹵水是古鹵水與鹽岩或石油地質構造有關的封閉型高礦化鹵水,屬原生鹵水。主要賦存在東營市東營凹陷深部2500~3000m處,以東營西城為中心,面積為700km2的第三系中。而且在鹵水下部3000~4000m處,面積為600km2,還埋藏有豐富質純的膏鹽、岩鹽礦層,為鹽鹵開發利用提供了豐富的資源條件。分布范圍東起辛鎮,北至勝利村,南至六戶—現河—郝家一線,西到利津窪子。該區18口井鑽遇岩鹽層,其中8口井己穿岩鹽層,埋深3000~4000m,平均厚度440m以上,最厚達1000m余。而在岩鹽層上部,普遍存在高濃度鹵水。據60口井統計,鹵水單層厚度一般在4m以上,有的厚達30m。坨深1井、東風10井等自噴出的鹵水總礦化度200g/dm3左右,深層鹵水的形成與地質構造條件、古地理環境、古水文地質條件有關。估算深層鹵水儲量達35×108m3。東營深層鹵水除含豐富的氯化鈉外,更重要的是含有較高的碘、溴、鋰、鉀、銫、硼、銣等微量元素。尤其是碘、溴、鋰、鈣工業品位已達到國家單獨開采和綜合利用的標准。
圖4-5地下水系統劃分剖面示意圖
7.地下微鹹水和鹹水
除全淡水區外,其他地區均有厚薄不等的微鹹水和鹹水分布,是黃河三角洲地區含水量最大的水體,含水層厚度自南向北增厚,到廣饒縣卧佛庄—丁屋—廣北農場一線以北在200m以淺已無地下淡水分布,微鹹水與鹹水連為一體,整個鹹水體呈一楔形插入南部淡水體中,而最終尖滅於全淡水區。礦化度20~40g/dm3,為氯化物硫酸鹽型水。在淡水與鹹水之間,由於上游淡水體的補給和混合作用,存在著微鹹水。總之,微鹹水和鹹水分布面積及體積巨大,漂浮在其上的地下淡水透鏡體不可比擬。
4.2.2地下淡水(微鹹水)補給、徑流、排泄條件及動態特徵
1.淺層淡水(微鹹水)補給、徑流、排泄條件及動態特徵
小清河南淺層地下淡水系統,主要接受大氣降水入滲補給、河渠側滲補給和田間灌溉回歸水的補給為主,還有區外從南向北的地下水側向徑流補給。補給量的大小,受控於降水量、降水強度、地下水埋深以及包氣帶岩性、地形、地貌等因素。淺層地下水主要從南向北徑流,人工開采是主要排泄方式。在廣饒南部井灌區由於目前淺層地下水大量開采形成了大面積區域下降漏斗。根據地下水0m等水位線,1997年漏斗面積為321km2。由於地下水力坡度加大,水位埋深增加,不但改變了淺層地下水天然流場,而且使淺層地下水垂向補給,大部分消耗在包氣帶地層中,減少了淺層地下水垂向補給量。同時,又是造成鹹水向南入侵的一個重要因素。沖洪積扇水文地質區,在石村—稻庄一線以北的淺層微鹹水區,水位埋深一般在2~5m,地下水以垂直運動為主。排泄方式主要為蒸發。地下水動態與當地氣象、水文密切相關,屬氣象—蒸發型。石村—稻庄一線以南的淺層淡水區,因大量超采,目前已形成區域下降漏斗,漏斗中心水位埋深30.25m,地下水由四周向漏斗中心水平徑流運動。主要接受大氣降水和周邊徑流補給。地下水動態為氣象—開采型。動態特徵主要受降水和人工開采量控制。年內,地下水動態變化的一般特徵是4~6月為地下水位下降期。由於春灌和降水少以及枯水期的農業大量開采,地下水位大幅下降。7~9月降水多,農業開采減少,地下水位回升,8月或9月出現一個小峰值。10~12月,降水少,小麥冬灌,水位波狀下降。1~3月較長時間無農業開采,地下水位上升。2月或3月地下水位達到年內最高值。
小清河以北,古黃河三角洲和近代黃河三角洲區,淺層孔隙潛水僅部分地區分布有淺層淡水和微鹹水。淺層淡水和微鹹水主要以大氣降水、黃河側滲補給、渠系入滲補給為主。根據同位素地下水年齡鑒定,大氣降水的補給主要是近40年的大氣降水補給為主。地下水的徑流,總的來說,以現代黃河河床為地下分水嶺,向黃河兩側方向及黃河下遊方向呈扇狀徑流。在近代黃河三角洲亞區,主要沿古河道帶和故道帶向北徑流。蒸發是地下水的主要排泄方式,有部分人工開采。淺層淡水和微鹹水以垂向運動為主。地下水動態主要受大氣降水、地表水、渠系入滲的影響。其動態特徵與氣象、水文等因素有關。地下水動態特徵主要為氣象—蒸發型。一般年內變化分幾個階段,每年3~4月春灌開始,地下水位開始升高,出現一個小峰值。5~6月,為枯水期,水位下降,6月底達到最低值。7~9月為豐水期,水位上升,8月水位達到最高值。10月至次年2月為調整期。
2.中深層地下淡水補給、徑流、排泄條件
在支脈河以南地區,中深層孔隙承壓淡水主要接受山前沖洪積扇由南向北的側向徑流補給。由於中深層承壓水含水層間均具有較穩定較連續且厚度較大的粘性土隔水層,因此含水層間水力聯系微弱,越流補給量較小。人工開采是主要的排泄方式。目前中深層孔隙承壓水已形成廣饒—石村為中心的一個南北向下降漏斗,根據-14m等水位線,1996年中深層水漏斗面積255km2。形成漏斗東西兩側中深層孔隙承壓水向漏斗中心方向徑流、補給。
中深層孔隙承壓淡水主要受區外側向徑流補給,以水平運動為主,徑流滯緩,其動態特徵與當地氣象水文條件等季節性變化無關,主要與開采區的開采強度有關。地下水動態特徵屬徑流—開采型。
支脈河以南地區中深層承壓水因人工大量開采,區內形成以廣饒縣城—石村為中心的南北向區域下降漏斗,改變了地下水天然流場,形成了漏斗周邊向漏斗中心補給。地下水以水平徑流運動為主。地下水動態特徵,年內高水位出現在3月,5~6月水位最低,7~9月水位又逐漸抬升。地下水位總體是下降趨勢。
3.深層地下淡水補給、徑流、排泄條件
深層地下淡水主要接受山前沖洪積扇平原側向徑流補給。由南向北徑流。人工開采是主要排泄方式。深層孔隙裂隙承壓淡水補給條件差,水平徑流滯緩,水交替作用微弱。牛庄地區,按-25m等水位線,1996年深層水降落漏斗面積為233km2。草橋地區,按-20m等水位線,1996年深層水降落漏斗面積為121km2。形成漏斗周邊向中心的徑流補給。深層孔隙裂隙承壓淡水的運動主要以水平運動為主。受人工開采強度控制。其地下水動態特徵為徑流—開采型。
目前已形成以草橋、牛庄為中心的區域下降漏斗,形成漏斗周邊向漏斗中心的補給,人工開采是主要的排泄方式。地下水動態主要受人工開采強度控制,年內2月份水位最高,5~6月水位最低,多年呈下降趨勢。
4.2.3水資源開發利用現狀、未來需水量及可供水量分析
1.水資源開發利用現狀
全市年均供水量(1991~1996年)141243×104m3,其中地表水131036×104m3,佔92.8%;地下水10207×104m3,佔7.2%。地表水供水量主要是黃河引、提水工程供水量,但引水時間與引水量大小與黃河季節來水量及當地降雨量密切相關,一般相機而供,多水多供,少水少供。1991~1996年東營市年均引黃河水量129822×104m3,佔全市年均供水量的92%,佔地表水年均供水量的99%。如表4-3。
表4-3東營市1991~1996年實際供水量統計表單位:104m3/a
註:各縣、區的供水量均含油田。
地下水供水受降雨量影響較大,降雨量大則農業開采量小,反之則開采量大。1991~1996年淺層地下水年均供水量8048×104m3,約佔地下水供水量的78.8%。中深層地下水年均供水量2159×104m3,佔地下水供水量的21.2%。東營市地下水年均超采2500×104m3。
按用途分,工業用水17918.6×104m3/a,佔12.7%,城鎮生活用水2962.9×104m3/a,佔2.1%,農業用水99632.2×104m3/a,佔70.5%,畜、牧、漁業用水3104×104m3/a,佔2.2%,農村生活用水4645.0×104m3/a,佔3.3%,其他用水12980.3×104m3/a,佔9.2%。
2.未來需水量
預測的需水量涉及對工農業發展的估計和用水定額等未定因素。東營市水利局按工業、農業灌溉、林牧副魚、城鎮和農村居民生活用水,對黃河三角洲地區需水量進行了預測分析,劃分高低兩個方案。如表4-4。
表4-4黃河三角洲地區需水量預測表單位:104m3
3.可供水量分析
東營市可供水源包括當地地表水、黃河客水和地下淡水、微鹹水。由於區內地表水受污染嚴重,水質較差,可利用量很小,近期不作為可利用量考慮。黃河客水可供水量分析考慮引黃時有4個限制條件:①汛期黃河來水量大於5000m3/s不能引。②含砂量大於30kg/m3不能引。③冰凌期引水天數按70%計。④由於渠道的限制,實際引水量較設計引水量小,僅為270m3/s,即為設計值的60%。以此推求黃河水資源可供水量(見表4-5)。
表4-5現狀工程條件下水資源可供水量表單位:104m3
根據東營市需水量預測和可供水量的計算及分析結果,分別按不同保證率時的高、低方案進行水資源供需平衡分析,2000年在保證率為95%時,高方案缺水88597萬m3/a,低方案及75%、50%保證率時均不缺水;2010年在保證率為95%時,高方案缺水293782萬m3/a,低方案缺水102025萬m3/a;在保證率為75%時,高方案缺水134134萬m3/a,低方案及50%保證率時均不缺水。
Ⅸ 區域水文地質條件評價
如前所述,淺層地溫能資源開發水文地質條件評價工作分為區域性水文地質條件評價和場地性水文地質條件評價兩類。區域性水文地質條件評價工作主要是為區域淺層地溫能開發利用適宜性評價、開發利用區劃及開發利用方式決策等服務。
區域地下水埋藏條件、含水層富水性、水質和地層溫度等水文地質條件是影響區域淺層地溫能資源開發利用潛力及開發利用方式的重要因素。為科學地開發利用淺層地溫能資源,確保熱泵采能工程的效率和效益(主要指經濟效益和環境效益),有效保護地下水資源,減小工程采能活動對周圍生態環境的負面影響,必須開展區域水文地質條件調查和評價工作,對區域淺層地溫能的儲量、開發利用條件、開發方式、地層的儲能和水熱調蓄能力等一系列制約區域淺層地溫能開發利用的關鍵性因素進行充分研究和客觀評價。
一般而言,區域性水文地質條件評價工作主要包括如下內容:
①進行含水層(組)劃分,查明不同含水層與隔水層的空間分布狀況及厚度變化規律;②查明地下水的埋藏條件,評價不同含水層的水文地質參數(滲透性、富水性、涌水量及回灌率等)及其空間變化規律;③評價各含水層中地下水水質狀況,分析區域地下水的化學特徵及變化規律;④評價地下水污染狀況、鹹水體空間分布特徵及鹹水體與淡水體的接觸關系等;⑤基本掌握地下水(水位、水質及水溫)動態變化規律;⑥分析地下水的補給、徑流、排泄條件。
鑒於淺層地溫能資源的成因機制、賦存特點及其開發利用方式,淺層地溫能區域水文地質條件評價的范圍和深度與供水水文地質條件評價工作有所不同。一般而言,淺層地溫能區域水文地質條件評價的重點范圍是具有地溫能開發利用可能性的區域,評價深度通常在300m以內。對於無人居住區、農田、地表水域等地源熱泵工程建設可能性極小的地區,以及300m深度以下的地層,其水文地質條件評價可以不作為重點。
選擇部分與淺層地溫能密切相關的水文地質條件,闡述其評價工作的重點內容和要求。
(一)含水層分布及其水文地質特徵
含水層空間分布狀況及其水文地質特徵在很大程度上反映了區域淺層地溫能開發利用的經濟性和適宜程度,是地溫能資源開發利用潛力評價、適宜性評價和開發利用區劃的重要指標,應作為區域水文地質條件評價的重點內容之一。
1.含水層空間分布狀況
一般而言,開采目標層埋深越淺、厚度越大且水平方向上變化小,越有利於淺層地溫能的開發利用。相對而言,開采目標層的岩性為鬆散岩類孔隙介質,其鑽井施工費用比基岩層要低。
含水層空間分布規律評價需從地下水形成條件和賦存層位著眼,查明地表至評價深度內不同地層層序的組合關系和水平展布情況,劃分地下水含水層(組),分析不同地層厚度、埋藏深度等地層條件,並對區域地下水的埋藏條件進行評價。需要強調的是,淺層地溫能的開采目標層及其上覆、下伏層位一定要作為評價的重點對象。
2.地下水賦存條件
地下水賦存條件(地層岩性、地下水埋藏條件及地下水水位等)是制約地源熱泵采能工程設計的重要因素。一般而言,鬆散孔隙介質的鑽井費用較基岩要小。對於地下水源熱泵采能系統而言,如果回灌目標層為承壓含水層,地下水回灌通常需要加壓,回灌難度較潛水含水層要大。地下水水位埋深也是影響地下水回灌的一個重要因素。含水層水位埋深越大,可利用的自然壓力水頭越大,單井的回灌能力就越大。
可見,在水文地質條件評價工作中,需要對不同評價層位的岩性特徵、地下水埋藏條件、地下水水位埋深等情況進行細致的分析和評價。
3.水文地質參數
地下水是地下水源熱泵采能系統的傳熱載體。對於某一區域或某一具體場地而言,淺層地溫能是否適宜選用地下水源熱泵系統進行開發,必須論證該區域或工程靶區是否具備充足的供水條件和優良的回灌性能。相對而言,區域的富水性越好、回灌能力越高,工程建設所需的生產井的數量越少,建設費用也就越低。
含水層的滲透性、有效孔隙度和含水層厚度等參數是表徵含水層導、儲水性能的最主要參數,也是制約含水層富水性和回灌性能的重要參數。一般而言,含水層的滲透性越好、有效孔隙度越大,其富水性通常越強、回灌性能也越高。
在水文地質條件評價工作中,需要重點對含水層的滲透性、有效孔隙度、孔隙發育狀況進行定量分析,並對規劃開采層的富水性(單位涌水量)和回灌目標含水層的回灌率進行重點評價,為區域淺層地溫能的開發潛力及開發利用方式選取提供重要的評判依據。上述參數一般需要通過水文地質勘探、野外試驗及數值模擬反演參數等多種途徑獲取。需要指出的是,某一水文地質單元或行政區內的地下含水層通常是非均質的。為提高評價精度,常需要將評價區劃分為若干個亞區。對於各個亞區,各項水文地質參數取相同值。
(二)地下水補徑排及動態特徵
1.地下水補徑排條件
地下水的補給、徑流和排泄是地下水循環的三個基本環節,也是地下水水量和水質形成的最重要控制因素。已有研究結果表明,淺層地溫能開發的並不是存儲於地下的靜態能量,而是參與循環或調節的能量,其中不僅包括來自地球內部的能量、太陽輻射的能量,還包括人為注入或汲取的能量。在地下水的補給與排泄過程中,地下水與外界環境不僅有物質交換,還伴隨著能量與信息的交換。因此,地下水補給、徑流和排泄條件也是制約區域地層熱量循環和調節能力的重要因素。在區域地下水的補給、徑流和排泄條件評價工作中,通常需要對如下內容進行分析和評價:
(1)地下水的補給來源和排泄方式。補給來源一般包括大氣降水入滲補給、地表水體入滲補給、各種人工補給方式等。地下水的排泄方式因含水層的類型和埋藏條件而異,主要包括潛水蒸發、地下水向地表水體排泄(包括泉排泄)以及數量占絕對優勢的人工開采等。需要補充強調的是,對於存在多層含水層的地區,還需要分析和評價不同含水層之間的越流補給或排泄關系及強度。
(2)地下水的補給和排泄條件。為了解區域地下水系統與外界之間及系統內部不同子系統之間地下水量、化學成分及熱量的交換作用的強弱情況,需要對區域地下水補給和排泄條件進行評價,並為淺層地溫能開發利用的影響評價研究提供基礎信息和評判依據。
(3)地下水的徑流條件。地下水徑流是連接地下水補給和排泄的中間環節,或者說是地下水補給量轉化為排泄量的中間過程。地下水徑流條件不僅表徵地下水資源的更新能力,也在很大程度上決定了地下水與所流經岩土介質及外圍環境之間的物質和能量交換作用的強弱。因此,研究地下水的徑流特徵是研究地下水資源數量、水質及水溫形成的一項必不可少的內容。
地下水徑流條件的好與差,取決於一系列的地質及自然地理因素,其中最重要的影響因素是含水層的滲透性和地下水水力坡度。一般說,岩層的滲透性愈好,水力坡度越大,徑流條件越好,二者必須同時具備,缺一不可。
地下水徑流條件評價通常需要查明區域地下水的徑流方向、水力坡度、徑流速度等。
2.地下水動態變化特徵
地下水動態是指地下水各要素隨時間的變化規律,包括水位、流量、流速、流向、水質和水溫等。
從地源熱泵采能系統的運行角度考慮,地下水的動態變化越小,系統的運行通常越穩定。但在某些特殊的情況下,地下水的動態變化往往也會對地源熱泵采能產生有利的影響。如地下水流速的增加將有助於采能區溫度場的恢復,減小因采能活動(儲存熱量或汲取熱量)引發的溫度場變化幅度及影響范圍。
地下水動態變化特徵評價需要對區域地下水的水位、流速、流向、水質及水溫等參數的季節性波動情況及趨勢性變化規律進行評價,以便為地源熱泵采能工程設計提供參考依據。
需要特別指出的是,目前我國許多地區的地下水處於嚴重超采狀態,地下水水位一直持續下降。有些地區因地下水的過量開采,甚至出現了較為嚴重的地面沉降、海水入侵等環境地質問題。對於這些地區,在地下水動態變化評價工作中,需要對地下水位、水質及水溫變化趨勢進行分析和預測。
(三)地溫條件評價
盡管地源熱泵采能技術對地層的溫度要求不是非常苛刻,我國絕大部分地區均具備淺層地溫能開發利用所需的地層溫度條件,但是,從系統長期、穩定、高效運行和采能活動負面影響較低的角度考慮,區域開采目標層應具備較適宜的溫度環境。為此,在水文地質調查和評價工作中應對地層溫度分布、水溫分布及其動態變化進行調查和評價,確定恆溫帶的溫度和深度。
一般而言,熱交換目標層及地下水的溫度應高於6℃,溫度太低,將導致供暖區的回水溫度過低。但溫度也不宜超過30℃,否則製冷期的回水溫度將偏高。對於有冷暖需求的采能系統,熱交換目標層的環境溫度在10℃~25℃為宜。
(四)地下水水質評價
地下水水質評價是水文地質條件評價中一項非常重要的內容。對於淺層地溫能開發利用而言,地下水水質能否符合要求,是否需要經過特殊的處理,是淺層地溫能開發利用決策及采能工藝設計必須慎重考慮的一項重要因素。淺層地溫能開發利用的地下水水質評價工作主要包括水質現狀評價和水質預測評價兩部分內容。具體而言,就是根據現階段國家頒布的規范、標准,按照淺層地溫能開發對水質的要求進行水質現狀定量評價,查明區域地下水的物理性質、化學成分及其變化規律,分析和研究地下水水質對地源熱泵采能系統設備的潛在影響,並評價和預測淺層地溫能開發活動(工程建設施工及系統運行)對區域水質的潛在負面影響。
從地源熱泵采能系統長期、穩定運行的角度考慮,需要結合地源熱泵采能系統的實際特點開展區域水質評價工作,分析和研究區域地下水對地源熱泵采能工程(地下取水工程、熱交換系統等)的影響。
對地源熱泵用地下水水質的基本要求是澄清、水質穩定、無腐蝕性、不滋生微生物或生物、不結垢、不阻塞等。地下水對水源熱泵機組的有害成分有鐵、錳、鈣、鎂、二氧化碳、溶解氧、氯離子等,酸鹼度也是對水源熱泵機組有影響的因素之一。水源熱泵用地下水水質參考標准如表2-13所示。
區域地下水水質可參照《地下水質量標准》(GB/T14848-93)進行評價。鑒於地源熱泵采能系統的建設與運行特點,除常規的區域地下水水質評價項目外,還需要重點對地下水的腐蝕性和結垢性進行評價。
1.腐蝕性評價
應對地下水中由於Cl-,SO2-4,CO2-3等的存在而導致對金屬(如銅和碳鋼)的腐蝕性作出評價。另外,地下水對管線設施的腐蝕影響,一般應在工程中通過試驗(最基本的試驗是掛片試驗)作出評價,確定不同材料的腐蝕率。可參照工業用腐蝕系數來衡量地下水的腐蝕性,具體評價方法如下:①若腐蝕系數Kk>0,稱為腐蝕性水;②腐蝕系數Kk<0,並且Kk+0.0503Ca2+>0,稱為半腐蝕性水;③腐蝕系數Kk<0,並且Kk+0.0503Ca2+<0,稱為非腐蝕性水。
表2-13 地下水地源熱泵水質要求表
①引自《採暖通風與空氣調節設計規范》(GB50019-2003)。
②引自趙峰等,2005。在此文中礦化度≤500mg/L。
腐蝕性系數的計算:
對酸性水Kk=1.008×(rH++rAl3++rFe2++rMg2+-rHCO-3-rCO2-3)
對鹼性水Kk=1.008×(rMg2+-rHCO-3)
式中:r———離子含量的每升毫克當量(毫摩爾)數。
2.結垢性評價
地下水中的鈣鹽是造成空調系統結垢的主要成分。要對地熱流體中所含鈣、鎂和鐵等組分產生結垢的可能性作出評價,評述結垢程度。對結垢較嚴重的地下水,在工程中還應做防垢試驗,提出較為經濟合理的解決辦法。可參照工業用鍋垢總量來衡量地下水的結垢性,具體評價方法如下:①若鍋垢總量H0<125,稱為鍋垢很少的地下水;②鍋垢總量H0=125~250,稱為鍋垢少的地下水;③鍋垢總量H0=250~500,稱為鍋垢多的地下水;④鍋垢總量H0≥500,稱為鍋垢很多的地下水。
鍋垢總量的計算:
H0=S+C+36rFe2++17rAl3++20rMg2++59rCa2+
式中:S———地熱流體中的懸浮物含量(mg/L);
C———膠體含量,C=SiO2+Fe2O3+Al2O3(mg/L);
r———離子含量的每升毫克當量數。
對氯離子含量高(超過25%摩爾當量)的地下水,可採用拉申指數(LARSON)判斷碳酸鈣的結垢趨勢。拉申指數按下式計算:
淺層地溫能資源評價
式中:Li———拉申指數;
Cl———氯化物或鹵化物濃度;
SO4———硫酸鹽濃度;
ALK———總鹼度。
三項均以等當量的CaCO3(mg/L)表示。
當Li>0.5時,不結垢;當Li<0.5時,可能結垢。
3.地下水污染評價
在地下水污染區、枯鹹水賦存區及地下水中存在熱敏感組分的區域開發淺層地溫能,如果開發利用不合理或未採取妥善的措施,容易引發含水層地下水污染問題。為避免污染的發生,需要對區域地下水環境、污染狀況及潛在的熱污染問題進行分析和評價,以便提前制定妥善的對策和措施。
(1)地下水污染狀況評價。地下水污染問題是當前我國地下水面臨的一個非常重要的問題。由於人類活動的影響,加上缺乏有效的管理與保護措施,許多地區的淺層地下水遭受不同程度的化學污染。在淺層地溫能開發利用過程中,由於工程設計和施工不合理,淺層地溫能開發活動溝通了上下含水層之間的聯系,從而誘發未污染含水層中的地下水污染問題。為解決地下水誘發污染問題,在進行區域水質評價時,需要對區域地下水污染狀況、污染源的類型及空間分布特徵等進行調查和評價,分析淺層地溫能開發活動對相鄰地下水含水層的潛在污染風險和影響,以便提前制訂處理方案和應對措施。
(2)區域劣質水調查與評價。由於地質成因作用,有些水文地質單元中不同含水層的水質相差較大。有些含水層的水質較好,是當地地下水開發利用的重要目標層位;而有些含水層的水質較差,不適宜生活或其他用途。淺層地溫能開發利用過程中,鑽井施工及地下水混層開采和異層回灌,容易導致不同含水層的混層污染。如華北一些地區淺層地下水為鹹水,一些沿海地區也分布有局部入侵鹹水體。如果處理不當,極易引發相鄰含水層的污染。為防止此類事件的發生,需要對不同層位地下水水質進行分層評價,分析和預測混層污染的可能性及其影響,提前做好防範設計和制定應對措施。
(3)熱敏感物質評價。有些工程采能負荷較大,且冬夏兩季的供暖和製冷負荷懸殊或系統只設計單冷或單暖模式。此類熱泵采能系統的長期運行,將導致局部地溫場的陡增、陡降或趨勢性變化,在淺部地層中形成所謂的「熱堆積」和「冷窟」。如果含水層中存在對溫度變化比較敏感的化學物質,可能因熱污染造成水質的顯著變化。因此,需要對區域水質中是否存在熱敏感物質進行認真分析和調查研究,評價和預測熱化學污染作用對地下水水質的潛在影響及其影響范圍和程度,為區域淺層地溫能資源開發利用決策及水質熱污染應對措施的制定提供重要依據。
(五)區域地質環境評價
由於近年來人類活動的影響,加上特殊的地質條件,我國許多地區存在地面沉降、地裂縫、地面塌陷等地質環境問題。為防止淺層地溫能開發誘發地質災害,同時避免地質災害對地源熱泵采能系統的破壞和影響,指導淺層地溫能的開發利用規劃和地源熱泵采能系統的選型和工程布局,需要對區域地質環境問題進行調查和評價。
區域環境問題調查和評價工作需要對區內地質災害問題、發生的頻率及嚴重程度進行調查和統計,如地面沉降、地裂縫的位置、分布范圍、跡象、危害程度、形變速率等,分析誘發地質災害的主要原因,預測地質災害的發展趨勢。
Ⅹ 水文地質條件分析
依據水文地質的調查分析,主要分析是否有井泉露頭,水位、補給的源頭是內什麼?含水層的厚容度和岩性?區域水文地質的特徵如何?地質資料的分析注意地層岩性的特點和導水性、滲透性、保溫性、熱導率等指標,基本判斷該區斷裂的分布和走向,可能賦存地下水的地質條件和特徵。