水文地質條件復雜地區包括哪些

① 水文地質條件復雜礦山的標準是什麼

第一型 水文地質條件簡單的礦床
l、主要礦體位於當地侵蝕基準面以上，地形條件版有利於自然排水權，礦床充水主要含水層或構造破碎帶富水性弱。②
2．主要礦體位於當地侵蝕面以下，附近無地表水體，礦床充水主要含水層或構造破碎帶富水性弱，補給條件差。
第二型 水文地質條件中等的礦床
1．主要礦體位於當地侵蝕基準面以上，地下水位以下，礦床充水主要含水居富水性中等，區域補給條件好，但地形條件有利於自然排水。
2．主要礦體位於當地侵蝕基準面以下，附近無地表水體或雖有地表水體但對礦床充水影響不大，礦床亢水主要含水層的富水性中等，構造破碎帶不溝通地表水體及富水性強的含水層。
第三型 水文地質條件復雜的礦床
l、主要礦體位於當地侵蝕基準面以下，附近有地表水體並對礦床充水具有威脅，礦床充水主要含水層和構造破碎帶富水性強。
2、主要礦體位於當地侵蝕基準面以下，礦床充水主要含水層富水性強，補給條件好或構造破碎帶溝通區域富水性強的含水層。

② 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。

③ 水文地質條件

1.含水層及其特徵

在礦區，地下水含水層系統包括侏羅-三疊系阿加德茲群砂岩含水層系統和二疊系伊澤固安達組長石砂岩含水層系統。

圖8-9 研究區花崗岩的分布與鈾的來源示意圖

第一含水層系統侏羅-三疊系阿加德茲群砂岩層在阿澤里克穹窿中部缺失，主要分布在以穹窿斷裂構造帶為界的外部地區。在穹窿西翼、北翼和東翼，阿加德茲群砂岩層均出露地表，呈狹長帶狀，與大氣降水相連，在雨季有一定的降水補給。該含水層受穹窿和斷裂構造作用的影響，地下水在部分地段富存。在穹窿東翼，阿加德茲群砂岩與其頂部阿薩烏阿組砂岩出露地表，區域斷裂形成的次級斷裂和裂隙發育，成為導水和阻水構造，在其附近形成泉群。阿澤里克村附近的泉群就是在次級斷裂裂隙的導通下出露地表形成眾多湧泉。在穹窿北翼，IR礦床區，該含水層埋深達200m以上。在穹窿西翼和西北翼G礦床和T礦床分布區，含水層系統部分出露地表，沿岩層傾向逐漸變深，主礦體含水層系統埋深分別為60m和70m以下。在穹窿南翼，由於地層整體下沉，該含水層系統深埋於地下。受區域性地下水補給作用，在斷裂構造的阻隔作用下，南翼成為很好的含水層儲水地帶，地下水相對富集。

第二含水層系統為二疊系伊澤固安達組長石砂岩含水層。該含水層系統在穹窿核部為潛水含水層，在穹窿核部，因伊澤固安達組砂岩含水層隔水頂板被剝蝕，砂岩大面積出露地表，成為潛水含水層。Gueleli村東部和Teguida-In-Tessoum村附近出現的湧泉，即為該含水層地下水。而在礦區其他部位，該含水層系統均深埋於地下，為深層承壓含水層。在穹窿南部，該層地下水含水層系統埋深在200m以下。

2.礦區水文地質特徵

在礦區，分布有T礦、G礦和IR礦3個礦床。這3個礦床含鈾礦層均為下白堊統阿薩烏阿組砂岩層，該岩層多為緻密粉砂岩和細砂岩，其透水性較弱，含水量較少。而其底部則為礦區的第一含水層阿加德茲群砂岩含水層，為承壓含水層，其承壓水頭高度較高，均接近地表，部分地段高出地表。

（1）T礦床水文地質

在T礦床，含水層岩性為細砂岩、（中）細粒砂岩、（中）粗粒砂岩，厚度在7.5～14.6m之間。在礦床范圍內隨著岩層走向其深度逐漸加深，厚度有所變化，岩性總體變化不大。從T礦床岩心取樣資料來看，該岩層斷裂裂隙不發育，而節理、層理發育，在垂直方向自上而下岩石組成顆粒逐漸變粗，且膠結固化度降低，孔隙度增大，表明含水層越往底部滲透性越好，儲水能力越優良。

T礦床含水層頂板隔水層主要為白堊系泥岩、粉砂質泥岩，沿走向及傾向岩性變化不大。從整體上看（除穹隆頂部被剝蝕外）含水層隔水頂板厚度較大，膠結固化程度較高，隔水性較好。而含水層隔水底板也為泥岩和粉砂質泥岩，膠結較緻密。

T礦床含礦層地下水為承壓水。根據T礦床內水文孔SHW-T2資料，T礦床頂板地下埋深為68.93m，地下水承壓水位為地面以下11.7m。

T礦床地下水為弱鹼性微鹹水，pH值為8.8，水溫23.9℃，無色透明，總礦化度為2.27g/L，總硬度為78.4mg/L，屬軟水。按地下水離子成分含量，其水質類型為Cl-HCO₃-Na型，即氯重碳酸鈉型水；按成因類型分類，其地下水類型為NaHCO₃型，為蘇打化區地下水，表明為陸相成因。

（2）G礦床水文地質

G礦床位於背斜構造西翼，區域性阿澤里克斷裂構造西端的尾部。由於受東西向區塊的擠壓，斷裂構造末端變異、錯斷，斷距達750m，次級構造發育且無序，呈網格狀展布。由於礦床含水層地下水為區域性補給，這些構造無疑加大了地下水的水力聯系，含水層厚度加厚為13.5～23.1m。

G礦床含礦層阿薩烏阿組砂岩含水層因受構造作用，從地表出露處沿岩層傾向逐步埋深於地下深部。其隔水頂板與區域地質條件相同，為白堊系伊臘澤爾組泥岩和粉砂質泥岩，是良好的隔水層頂板；其底部因與礦區第一含水層侏羅-三疊系阿加德茲群砂岩含水層連通，涌水量較大，受次級構造影響，水文地質條件較為復雜。

G礦床第一含水層地下水為承壓水。根據SHW-G2水文孔資料，其頂板埋深為59.50m，承壓水位高度溢出地表，為承壓自流。地下水為弱鹼性鹹水，無色透明，pH值為8.6，水溫28℃，礦化度為6.57g/L，總硬度為40.24mg/L，屬極軟水。按地下水離子成分含量，其水質類型為Cl-Na型，即氯化鈉型水；按成因類型分類，其地下水類型為NaHCO₃型，為蘇打化區地下水，表明為陸相成因。

（3）IR礦床水文地質

在IR礦，含礦層分布於下白堊統下部阿薩烏阿組的砂岩中，其底部為侏羅-三疊系阿加德茲群砂岩第一含水層；頂部為白堊系伊臘澤爾組紅褐色泥岩，沿岩層傾向逐漸加深，至主礦床頂板埋深在190多米，是良好的隔水頂板。在近地表的第四系鬆散堆積層中，孔隙度較大，但是其上部多為隔水較好的黏土層，含水量極少。

IR礦分為兩個含水層：其一為第四系洪積含水層，其補給來源於大氣降水，地下水位隨季節的變化而變化。雨季地下涌水量增加，枯水期地下涌水量減少；其二為阿薩烏阿組砂岩弱含水層，從不同水文孔承壓水頭高度不同情況來看，其地下水補給來源主要來自底部侏羅-三疊系阿加德茲群砂岩組第一含水層越流補給和區域性地下水補給。

含水層岩性主要為細砂岩、（中）細粒砂岩和（中）粗粒砂岩。在礦床范圍內只在深度和厚度上有所變化，岩性變化不大。從岩心地質編錄資料來看，斷裂構造不甚發育，節理、層理發育，充填物多為鈣質，含水層厚8～16m，沿垂直方向自上而下岩石顆粒逐漸變粗，且自上而下膠結固化度降低，空隙度加大。

頂底板隔水層岩性主要為灰色泥岩、灰褐色粉砂質泥岩，硅質膠結，沿走向及傾向上岩性變化不大，從整體上看頂板厚3～5m，大於底板厚度，膠結固化程度高，底板次之。

IR礦床地下水為弱鹼性鹹水，無色透明，pH值為8.4，水溫23.60℃，礦化度為9.06g/L，總硬度為78.4mg/L，屬軟水。按地下水離子成分含量，其水質類型為Cl-Na型，即氯化鈉型水；按成因類型分類，其地下水類型為NaHCO₃型，為蘇打化區地下水。

④ 水文地質條件的分類

水文來學開始主要研究陸地表面的河自流、湖泊、沼澤、冰川等，以後逐漸擴展到地下水、土壤水、大氣水和海洋水。
① 傳統水文學按研究的水體來進行劃分：河流水文學、湖泊水文學、沼澤水文學、冰川水文學、海洋水文學、地下水水文學（水文地質學）、土壤水文學、大氣水文學等。
② 由水文學採用的實驗方法，派生出三個分支學科：水文測驗學、水文調查、水文實驗。
③ 由水文研究內容分為：水文學原理、水文預報、水文分析與計算、水文地理學、河流動力學等。
④ 作為應用科學，水文學分為：工程水文學、農業水文學、土壤水文學、森林水文學、城市水文學等。
⑤ 隨新科學、新技術的發展和引進，出現新分支：隨機水文學、模糊水文學、灰色系統水文學、遙感水文學、同位素水文學等。

⑤ 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。

⑥ 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。

⑦ 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。

⑧ 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^－，SO^2－₄，CO^2－₃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K_k>0，稱為腐蝕性水;②腐蝕系數K_k<0，並且K_k+0.0503Ca²⁺>0，稱為半腐蝕性水;③腐蝕系數K_k<0，並且K_k+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K_k=1.008×(rH⁺+rAl³⁺+rFe²⁺+rMg²⁺－rHCO^－₃－rCO^2－₃)

對鹼性水K_k=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:L_i———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L_i>0.5時，不結垢;當L_i<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。