区域水文地质工程地质

⑴ 区域工程地质及水文地质调查范围怎么算

一般都会有该地区的地形图，通过地形图上的面积以及比例尺可以计算出调查的范围。

水文地质，地质学分支学科，指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质学是研究地下水的科学。它主要是研究地下水的分布和形成规律，地下水的物理性质和化学成分，地下水资源及其合理利用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。随着科学的发展和生产建设的需要，水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。近年来，水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透，又形成了若干新领域。

区域水文地质调查工作区域可以是自然地理单元或水文地质单元，也可以是行政区域，面积一般较大，在数百平方千米以上。小比例尺（小于1︰10万）区域水文地质调查为综合性区域水文地质调查，目的是为国民经济发展和国防建设远景规划提供水文地质依据，并为今后进一步更大比例尺各种水文地质工作提供区域性水文地质基础资料。中比例尺（1︰5万～1︰10万）区域水文地质调查可以是为国民经济建设和国防建设提供较详细区域水文地质资料的综合性水文地质调查，也可以是为某一专门性水文地质工作任务提供较详细区域水文地质背景资料的，在综合性调查基础上加有必要专门性调查工作的水文地质调查。小比例尺区域水文地质调查的主要任务是通过收集资料、地面调查、勘探、试验和观测工作等手段，查明调查区区域水文地质条件，包括主要含水层的岩性、埋藏分布条件，各含水层地下水的成因、类型、补迳排条件及其水质水量的分布和变化情况等。中比例尺区域水文地质调查的主要任务是在小比例尺区域水文地质调查的基础上，通过增加必要的调查工作和提高调查工作的精度要求，进一步查明区域水文地质条件，并根据其专门性水文地质调查任务的需要，进行必要的专门调查、勘探、试验和观测工作,查明有关问题。中国区域水文地质调查工作始于1949年中华人民共和国成立以后。50年代和70年代初，占全国陆地总面积约1/3的地区完成了1︰20万区域水文地质普查。20世纪70年代后至今，全国除西藏地区、海拔4000米以上的高寒山区、原始森林地区和部分沙漠地区外,都已完成了1︰20万区域水文地质普查。此外，根据需要，部分研究程度较高的地区完成了诸如农田供水、土壤改良、城市供水、生态环境等不同目的的1︰5万或1︰10万比例尺的区域水文地质调查。

第一讲 区域地质调查方法与要求

工作方法

区域地质调查最基本最主要的工作方法是 野外实地勘查和观测研究，并将所获得的地质信息填绘在地理底图上（见地质填图），并按一定格式记录下来（见地质编录）。此外，为了更有效更准确地获得和识别地质信息，还常采用以下方法：

①地球物理勘探，包括重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、核法勘探、地温法勘探以及钻孔地球物理勘探。 对重要成矿区带取得的1:5万高精度磁测、重力资料及激发极化法测量资料应进行系统的数据处理和分析解释。对高精度重力和高精度磁测数据一般要进行滤波、位场转换、解析延拓、局部异常的求取等数据处理。通过大比例尺物探数据的各类常规处理和对场源空间特征的分析，结合区域地质矿产特征，系统地推断控矿构造、岩体、地层或标志层。综合研究成矿环境和地球物理找矿标志。

②地球化学勘查。 应全面收集区内的区域地球化学、矿区（床）地球化学及异常查证等资料，应用范围大体为： (1) 基础地质：(a) 主要地质体的地球化学组份特征； (b) 区域构造地球化学特征。 (2) 矿产地质：(a) 区域地球化学背景与异常分布特征；(b)成矿区带、矿田及矿床地球化学特征；(c) 局部地球化学异常组合特征，异常解释、推断、追踪评价及找矿地球化学标志；(d) 系统整理化探异常的面积、强度、规模、浓度分带、组分分带、各种比值等数据，研究分析化探异常分布规律、元素组合规律及与物探异常关联对比等，结合异常地质背景和成矿条件，以及地表矿（化）点、蚀变带分布，对化探异常进行定性解释和分类排序，提出矿产检查工作安排建议。 (3) 环境地质：(a) 城市及重要经济区元素地球化学分布特征；(b) 重要农业区元素地球化学分布特征；(c) 地方病发生区元素地球化学分布特征; (d) 重要自然景观区元素地球化学分布特征等。

③在基岩出露好、地质标志较清禁的地区，还可采用遥感图象解释的方法（见遥感地质）。遥感地质解译工作重点是：区域构造格架解译；各类地质填图单元解译；矿产地质解译（如已知成矿、控矿地质体、地质构造追索圈定，与成矿、控矿相关的遥感线、环、纹、斑、色调等特征影像提取，与成矿、控矿相关的隐伏岩体圈定等）；灾害、环境地质解译（如滑坡、泥石泥、地裂缝、地面塌陷圈定等）。

④重砂测量（重砂指由比重较大、物理和化学性质比较稳定的矿物的颗粒所组成的松散集合体），通过重砂分析和综合整理，发现并圈出矿产机械分散晕，即与矿产密切相关的指示矿物的重砂异常，据此进一步追索原生矿床和砂矿床。重砂测量包括人工重砂测量和自然重砂测量，是区域地质调查中广泛使用的一种找矿方法。尤适用于水系发育的地区。

．区域地质调查

简言之就是对一定区域范围的基础地质情况进行调查和研究。（简称“区调”、“区测”或“填图”）。

（1）一定区域

就是国家统一规定按经纬度把全国分成若干个方块，每一个方块就是一个区域范围。（以区域中重要城镇命名，如巢湖幅）

（2）地质情况

包括：这个区域中的地层古生物、岩石、矿床、地球化学、水文、工程地质以及环境地质、农业地质、灾害地质、地质构造等基础地质。

区域地质调查的最终成果是地质图、地质报告。

2.地质图

将一定区域范围内的各种地质体，按一定的比例尺，投影到地形平面图上，并用规定的符号表示出来的图件，称为地质图。

（1）按比例尺划分地质图

按比例尺不同可以划分为不同比例尺的地质图。

小比例尺地质图：1/100万——1/50万,全国、全省范围大区域地质调查

中比例尺地质图：1/20万——1/5万,在一个省范围内区域地质调查

大比例尺地质图：1/2.5万——1/1万,还有1/1000-1/100(主要针对具体矿床、矿体或者小范围特殊需要进行地质调查)

（2）地质体

沉积岩——可划分到群、组、段

火成岩——包括各种岩体：花岗岩、辉长岩……等。

变质岩——不同变质程度的变质岩，若片麻岩、麻粒岩……等

其他地质体——如矿体、生物礁体、特殊地质标志层……等

二、填图单位的确定原则与方法

1．侵入岩地区
是以不同的侵入体来划分填图单位。例如酸性花岗岩，中性的闪长岩，正长岩、基性、超基性的辉长岩、橄榄岩等，为不同的填图单位。

2．变质岩地区
以不同的变质岩类型，例如片岩、片麻岩、麻粒岩、……等。

3.沉积岩地区
（1）以地层为基础来划分

①岩石地层 ②生物地层 ③年代地层 ④磁性地层 ⑤化学地层 ⑥矿物地层。目前主要以岩石地层为主。

（2）岩石地层单位划分的原则
①依据岩性特征和相对地层位置

②可以是一种或几种岩石类型的组合

③整体岩性一致，野外易于识别
④岩石地层单位是客观描述的实体，它不能根据成因和形成年代来划分。（但反过来研究地层单位成因和形成年代，却有助于客观地选择岩性标志，以便更好地划分地层）。

（3）岩石地层单位的种类（可分为正式的和非正式的）
①正式的岩石地层单位：有定义并正式命名的“群”、“组”、“段”、“层”

A：群——是高级别的正式岩石地层单位（一般由纵向上相邻的两个或两个以上的具有某种共同岩性特征的组而成，或由一个规模较大的老组再分组升级为群，保留原地理名称）。

B：组——是等级居中的岩石地层单位（划分适度的地区性或区域性岩石地层单位）。

组的重要含义还在于其总体岩性一致，并具有可填图性，即野外易识别、追索，并可在1：5万地质图上表示出来。

C：段——是级别低于组的岩石地层单位。段是组的组成部分。正式命名段必须具有与组内相邻岩层明显不同的岩性特征，并且分布范围广，对研究区域地层有用。

D：层——是等级最低的岩石地层单位。层一般由岩性、成分、生物组合（视为物理特征）等特征显著区别于相邻岩层的单层或复层构成。它厚度不大（数厘米或数米至十余米），在侧向上横穿不同的组或段，而名称保持不变。通常只有区域性地层划分对比的标志层才正式命名层。

②非正式填图单位

非正式岩石地层单位是未被正式命名或不需要正式命名的局部性岩石单位。

常使用带（段、层）、透镜体、礁、（岩舌、岩楔）等术语（如灰岩礁、斑脱岩带，生物化石富集带（层）等。

划分非正式岩石地层单位主要是为了突出其特殊性。

（4）比例尺不同，岩石地层单位划分的级别不同
A：1/100万——划分到“群”（即几个组合并）。
B：1/20万，可以是“群”，主要以“组”为单位。
C：1/5万——必须划分到“组”，根据地质情况有时还可以划分“段”。
D：岩石地层单位的厚度，在图上表示时不能小于1mm。
不管比例尺大小，岩石地层单位的厚度，在图上一般不能小于1mm。否则在地质图上就表示不出来。

⑵ 水文地质工程地质条件勘探与分析

由于注浆截流防治矿井水害技术有其特定的应用条件，所以在确定是否采用注浆技术之前必须进行矿井水文地质条件和施工工程地质条件的勘探与分析。勘探与分析研究的主要内容包括水害形成的地质构造因素和人为工程活动因素、水害形成的层位、含水层岩性、突水水源、矿井充水补给通道的性质及其分布范围、最大突水量、稳定突水量、过水通道内或突水口处的地下水流速、静水压力等。只有弄清这些问题，才能制定切实可行的注浆堵水技术与工程方案。

（1）查明矿井所在地区造成矿床充水的充水水源及其赋存条件、控制矿井水害的主要因素及其变化规律，用以进行综合防治水技术路线的分析比较，以决策总体治水方案。

（2）查明矿井局部地区水文地质结构与矿井充水条件，用以决策防治水工程的具体布设和工程的经济可行性分析，避免工程宏观规划布设不当，影响防治水效果或造成工程浪费。该阶段应重点查明矿区和采区主要构造单元的特征，陷落柱和断层显现规律及其断距、产状要素，小构造特征等；查明施工地段岩层的岩石成分，岩石可钻性等级，岩石的裂隙性特征、孔隙度或者裂隙张开性与切穿性；查明含水层特征、厚度和赋存深度，地下水的静水压力水头，含水层的渗透系数等。查明地下水的矿化类型和程度，硬度、酸度指标，对水泥和金属侵蚀的类型和程度，地下水化学成分随深度的变化规律等化学特性。

（3）查明工程施工条件，包括查明施工地段的工程地质条件、运输施工条件、材料供应条件、采掘工程条件等，确定防治水工程要求达到的精度，以便进行施工程序与施工工艺方法的设计。查明矿区和采区的地理位置和行政位置、地表地形、区域水文网、当地的气候条件；查明区域的经济状况，运输、电站、供水和供热源，以及当地现有的适于制备止水浆液的建筑材料。

⑶ 地质工程中水文地质现象有哪些

水文地质，地质学分支学科，指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质学是研究地下水的科学。它主要是研究地下水的分布和形成规律，地下水的物理性质和化学成分，地下水资源及其合理利用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。随着科学的发展和生产建设的需要，水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。近年来，水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透，又形成了若干新领域。《水文地质学》是地质工程专业一门必修的专业基础课。课程的主要任务是培养大家从水文循环的基本原理出发，获得水文地质学的基础知识和基本研究方法，能初步运用所学知识解决工程地质工作中与地下水有关的问题，要求大家掌握地下水形成、分布和运移规律，地下水的动态与均衡以及水化学相关问题；了解该领域研究状况及与其他学科的关系。为今后从事与地下水有关的实际工作或科学研究打下基础。
《水文地质学》是地质学的一个分支，是研究地下水(Groundwater)的一门学科，它是对地质环境中地下水的发生、运动及其水化学特性上的研究。水文地质学研究的是：地下水在与岩石圈、地幔、水圈、大气圈、生物圈和人类活动相互作用下，其水量与水质在时间和空间上的变化，以及对各圈层产生的影响，从而服务于人与自然相互协调的可持续发展。

⑷ 水文与工程地质的专业概述

地下水动力学是研究地下水的运动规律，探讨地下水量、水质和温度传输的计算方法，进行水文地质定量模拟。这是水文地质学的重要基础。
水文地球化学是水文地质学的另一个重要基础。研究各种元素在地下水中的迁移和富集规律，利用这些规律探讨地下水的形成和起源、地下水污染形成的机制和污染物在地下水中的迁移和变化、地下水与矿产形成和分布的关系，寻找金属矿床、放射性矿床、石油和天然气，研究矿水的形成和分布等。
供水水文地质学是为了确定供水水源而寻找地下水，通过勘察，查明含水层的分布规律、埋藏条件，进行水质与水量评价。合理开发利用并保护地下水资源，按含水系统进行科学管理。
矿床水文地质学是研究采矿时地下水涌入矿坑的条件，预测矿坑涌水量以及其他与采矿有关的水文地质问题。
农业水文地质学的内容主要包括两方面，一方面为农田提供灌溉水源进行水文地质研究；另一方面为沼泽地和盐碱地的土壤改良，防治次生土壤盐碱化等问题进行水文地质论证。
地热是一种新的能源，如何利用由地下热水或热蒸汽携至地表的地热能，用来取暖、温室栽培或地热发电等，以及地下热水的形成、分布规律，以及勘察与开发方法等，是水文地热学的研究内容。
区域水文地质学是研究地下水区域性分布和形成规律，以指导进一步水文地质勘察研究，为各种目的的经济区划提供水文地质依据。
古水文地质学是研究地质历史时期地下水的形成、埋藏分布、循环和化学成分的变化等。据此，可以分析古代地下水的起源与形成机制，阐明与地下水有关的各种矿产的形成、保存与破坏条件。
地下水的形成和分布与地质环境有密切联系。水文地质学以地质学为基础，同时又与岩石学、构造地质学、地史学、地貌学、第四纪地质学、地球化学等学科关系密切。工程地质学是与水文地质学是同时相应发展起来的，因此两者有不少内容相互交叉。
地下水积极参与水文循环，一个地区水循环的强度与频率，往往决定着地下水的补给状况。因此，水文地质学与水文学、气象学、气候学有密切关系，水文学的许多方法也可应用于水文地质学。地下水运动的研究，是以水力学、流体力学理论为基础的，并应用各种数学方法和计算技术。
水文地质学的发展趋势是：由主要研究天然状态下的地下水，转向更重视研究人类活动影响下的地下水；由局限于饱水带的含水层，扩展到包气带及“隔水层”；由只研究地壳表层地下水，扩展到地球深层的水。
预计今后的水文地质研究，在下列方面将有突破：裂隙水与岩溶水运动机制和计算方法；地下水中污染物和温度运移机制和计算方法；粘性土的渗透机制；包气带水盐运移机制；水文地球化学和同位素水文地质学，地下水数学模型；地球深层水文地质。 专业名称：水文与工程地质
专业代码：540203 专业核心课程与主要实践环节：普通地质学、矿物岩石学、地层学、构造地质学、水文地质、环境科学概论、工程地质、遥感地质、水质分析、水文地球化学、水资源管理与评价、认识实习、专业实验、地质填图实习、生产实习、毕业设计等，以及各校主要特色课程和实践环节。
开设院校
河北地质职工大学 四川水利职业技术学院

⑸ 区域地质和水文地质背景

一、气象水文

1.气象

九里山泉域岩溶水系统地处中纬度地带，属大陆季风型温暖带半干旱性气候，四季分明。据焦作气象站1952～2008年降水观测资料（图10-2），57年平均降水量为598.31mm，最大年降水量为1101.7mm（1955年），最小年降水量为243.3mm（1981年）。降水年内分配不均（表10-1，图10-3），多集中在6月、7月、8月，占年降水量的75%左右，而12月、1月、2月降水总量仅占全年降水量的5%。多年平均蒸发量为1774.2mm，是年降水量的三倍，其中以5月、6月、7月蒸发量最大，三个月蒸发量占全年蒸发量的40%。多年平均气温为13.4℃，相对湿度为70%。最低气温出现在元月份，平均气温为-2.1℃，最高气温出现在6月份，月平均气温为27.0℃。

图10-2 焦作市1952～2008年年降水量柱状图

表10-1 焦作市1952～2008年月均降水量统计表

图10-3 焦作市多年月均降水量柱状图

2.水文

系统内河流有丹河、西石河、山门河、纸坊沟、峪河、新河、大沙河等（图10-1），丹河属黄河水系，其余河流属海河水系。丹河和峪河为常年性河流，其他河流均为季节性河流。

丹河发源于山西省高平县境内，干流长为162km，流域面积为3150km²。在系统内流经寒武-奥陶系灰岩岩溶发育区（图10-1），漏失严重，河水成为九里山泉域岩溶水系统的重要补给源之一。其中后寨至后陈庄段是河水强烈渗漏河段，渗漏量1.284～1.734m³/s。丹河山路平水文站46年（1955～2000年）年均径流量为7.34m³/s，最大径流量为22.00m³/s（1956年），多年趋势变化总体上呈阶段性下降（图10-4）。西石河、山门河、纸坊沟流经灰岩分布区，河流漏失严重，除丰水年有洪水流出山口外，其余时间均无水流，常表现为干谷，河水在距出山口5～10km地段全部漏失补给地下水。

二、地形地貌

焦作市区北部为太行山区，南部为黄河、沁河冲洪积平原。全区地形整体上为西北高、东南低。北部山区地面高程200～1790m，地形陡峭，地面起伏大，河谷深切，岩石裸露，发育地表岩溶景观。市区及市区南部为山前倾斜平原区，地面标高80～200m，地形略向南、南东倾斜，总体由北向南逐渐降低（图10-5）。

在长期内外地质营力的作用下，形成了山地和冲洪积平原两个一级地貌单元。根据地貌成因和形态特征，山地和冲洪积平原可划分为七个二级地貌单元。分述如下：

图10-4 丹河山路平水文站年均流量动态变化曲线图

图10-5 焦作附近地形地貌卫星影像图

1.山地

（1）构造侵蚀中山

分布于市区北部山西境内的晋庙铺、柳树口、夺火一带，山体呈北东向展布，标高为1000～1790m，地形陡峭，沟谷深切，似峰林地貌。山体出露地层主要是元古宇变质岩。

（2）构造溶蚀低山

分布于寨豁、赵庄、西村、黑龙王庙一线以北，地面标高为500～1000m。地形起伏较大，沟谷深切。山体岩层多为寒武-奥陶系灰岩和白云岩，地表岩溶发育，有溶隙、溶沟、溶槽和大型溶洞。

（3）构造剥蚀丘陵

分布于近山前地带，标高为200～500m，山顶呈浑圆状，山坡平缓。地表多出露中奥陶统灰岩和石炭-二叠系砂岩、泥岩。

2.山前倾斜平原

分布于山前一带，由河流冲洪物堆积而成。分坡洪积斜地、冲洪积扇、扇前和扇间洼地、交接洼地等二级地貌单元。

（1）坡洪积斜地

不连续地分布于市区东北部的方庄、薄壁等近山前地带，由重力和坡面水流作用堆积而成，黏土、碎石、卵石等组成的坡积物呈倒石锥状或围绕坡麓堆积构成坡积裙，坡积裙相连组成坡积斜地。

（2）冲洪积扇

在丹河、西石河、山门河、子房沟、翁涧河等河流的出山口处，间歇性暂时洪流堆积作用形成了一系列冲洪积扇。不同时期、不同河流的洪积扇相互重叠或相连，呈带状沿太行山前连成一片。组成物质为粉质黏土、黏土、卵砾石等。

（3）扇前洼地

分布于焦枝铁路线以南至新河间的朱村—于村—墙南—待王一带，为西石河、翁涧河、山门河洪积扇的前缘地带，地形低洼，地面标高95～85m，微向东南倾斜。组成物质以粉质黏土、粉土为主，局部夹有砂层。

（4）交接洼地

分布于新河—大沙河一带，为黄河、沁河的冲积平原与太行山山前冲洪积平原之间的交接洼地，由粉质黏土、粉细砂土组成。地势低洼，地面标高100～90m，微向东南倾斜。

在山前冲洪积平原中上部，分布有十几座煤矿。采煤引起地表下沉变形，地表形成塌陷坑。据调查，焦作矿区有较大的塌陷坑17个，塌陷面积近70km²。

三、地层与构造

1.地层

区域出露的地层有太古宇变质岩、震旦系石英砂岩、寒武系和奥陶系碳酸盐岩，石炭系和二叠系煤系地层、三叠系砂页岩、新近系砂泥岩、第四系松散冲洪积物。由老至新分述如下：

太古宇（Ar）：出露于山区峪河口、薄壁一带，主要岩性为变质程度中等的片麻岩和混合岩，厚度大于1000m。

震旦系（Z）：分布于山区马鞍石水库一带，与下伏太古宁呈角度不整合接触。主要岩性为浅红、紫红色石英砂岩，厚度为100～500m。

寒武系（）：出露于丹河、峪河等深切河谷中，与下伏震旦系地层平行不整合接触。总厚度为300～500m，分下统、中统、上统。下统主要为泥灰岩、泥质灰岩、砖红色页岩和砂岩，中统下部为紫红色页岩、砂岩，中上部为深灰色亮晶灰岩、白云岩，上统是中厚层状白云岩。

奥陶系（O）：山区广泛出露于地表；山前倾斜平原区则隐伏于石炭-二叠系之下，与下伏寒武系呈整合接触。总厚度约500m，分中统、下统。下统出露于深切河谷两岸，岩性为青灰色细晶白云岩和硅质条带或硅质团块白云岩。中统广泛分布于山区，山前倾斜平原区除局部埋藏于新生代地层之下外，大部分埋藏在石炭纪地层之下。是一套碳酸盐岩地层，厚度约400m。岩性主要是黑色、灰色厚层状灰岩、白云质灰岩和泥灰岩。

石炭系（C）：山区零星出露，山前平原区则隐伏于新生代地层之下，是一套由灰岩、泥岩、页岩组成的海陆交互相沉积，含煤数层。厚70～90m。

二叠系（P）：隐伏于山前平原之下。岩性为砂岩、页岩互层，夹可采煤层。厚度为70～120m。

新近系及第四系（R+Q）：据钻孔资料，新近系下部为砾岩、泥岩、砂岩、灰岩互层，上部是黏土、砂砾石互层。第四系（Q）分布于山前冲洪积平原区，由砾石、砂、粉土和粉质黏土组成，沉积物厚度从北向南由薄到厚，颗粒由粗变细。前冲洪积平原上部（近山前）沉积物一般为粉质黏土、砾石层或粗砂层，中部一般为粉质黏土夹粉土或中细砂层，冲洪积平原前缘多为粉质黏土夹粉土或砂透镜体。第四系地层厚度在近山前地带小于50m；老城区为75～150m，局部大于200m；焦枝铁路线南至新河一带，厚为175～200m；新河至大砂河一带，厚度大于500m。

区内分布的地层由于岩性不同，构成不同的含水介质。广泛分布的寒武系和奥陶系灰岩和白云岩岩溶裂隙普遍发育，富水性和导水性强，并具有很好的补给条件，富含岩溶水。石炭系薄层灰岩，岩溶裂隙较为发育，也富含有岩溶水。分布于山前冲洪积平原第四系冲洪积物，厚度大，砂卵石及砂层孔隙中，富含孔隙水。

2.构造

本区基岩断裂构造发育（图10-6），多为高角度正断层。受断裂构造控制，区内地层形成自北向南呈阶梯状下降的单斜式构造形式，地层倾角为10°20°。现将对岩溶水赋存和运动有控制意义的断层简要描述如下：

图10-6 焦作矿区基岩断裂构造纲要图

（1）凤凰岭断层

西起石河附近，与盘古寺断裂相交，向东经丹河、瓦窑沟，在焦作北部沿太行山山前展布，地貌上构成山区与平原的分界线。过焦作后隐伏于新生界地层之下，向东经过王母泉、葛庄，至狮子营一带尖灭，全长约70km。断层呈东西向走向，倾向南，倾角70°～80°，为一正断层，落差200～300m。该断层带岩石破碎，溶蚀裂隙、溶孔、溶洞发育，多个钻孔揭露过直径大于1m的溶洞，导水性和富水性强，是岩溶地下水的强径流带和富集带，大型集中水源地（岗庄、阎河等）和大型岩溶水充水矿井（演马矿）均处在该断层带上，各水源地取水量很大，但水位降深和影响范围有限。

（2）朱村断层

朱村断层是盘古寺-新乡断裂的一部分，盘古寺-新乡断裂西起济源克井盆地以西山区，向东经盘古寺、河口、柏山、焦作，直至新乡市南部的郎公庙，全长约160km。呈东西走向，倾向南，倾角为60°～70°，北盘上升，南盘下降，落差700～1000m。断层北盘的奥陶系灰岩岩溶含水层与南盘的石炭-二叠煤系地层及新生界相对阻水的地层对接，使岩溶水不能越过断层向南运动，从而构成岩溶水的南部边界。断层带岩石破碎，岩溶发育，断层北侧构造发育，断层北侧的岩溶水沿王封断层、39号井断层等北东向导水断层渗流。

（3）九里山断层

断层走向北东，倾向北西，倾角70°。南东盘上升，北西盘下降，落差300～1000m。南东盘局部地段中奥陶统灰岩出露地表，形成北东向展布的残丘，残丘附近中奥陶统灰岩与第四系接触，形成“天窗”。天然状态下，残丘附近曾是区域岩溶地下水的排泄中心，岩溶水以泉群形式集中排泄，20世纪50年代泉流量达12m³/s。该断层也是岩溶水强径流带，演马庄矿特大型突水后，岩溶水降落漏斗也沿断层扩展。九里山断层西南端与朱村断层交会，中间被凤凰岭断层截断，东北端与方庄断层交会，起到沟通各大断层的作用。

（4）赵庄断层

西南端与凤凰岭断层斜接，向北东方向延伸，全长35km，倾向南东，倾角65°～85°。赵庄断层和朱岭断层组成地垒构造，对焦作地区岩溶水渗流和分布有一定控制作用。断层两侧岩溶水水位及动态明显不同，北侧为高水位区，断层南侧为低水位区，断层两侧水位相差70～240m。

（5）方庄断层

呈北西走向，落差200m，倾向南西，西盘上升，东盘下降。导水性强，该断层西侧的冯营矿多次突水，最大突水量85m³/min。该断层与NE向展布的九里山断层相交，来自北部山区的岩溶水沿方庄断层带和九里山断层带运动、富集。

此外，规模比较大的断层还有39号井断层、3号井断层、天官区断层、王封断层、冯封断层、黑龙王庙断层、马坊泉断层等。

四、岩溶水系统边界

九里山泉域岩溶水系统周边均为隔水边界，岩溶水有独立的补给、径流和排泄条件。

1.西北边界

系统西北为丹河小山字形东南弧压性断层组成的隔水边界，总体上北盘上升、南盘下降。在晋城孔庄白水河河谷地面可见主断层带内发育约80cm厚断层糜棱岩，区域水文地质条件分析认为，水掌泉、三姑泉的出流与该断层带的相对阻水有关。

2.北部边界

大致在丹河一带，山字形构造前弧断层压性特征减弱，在青天河水库坝址北约2km可见断层面，断层带内发育角砾岩（未见糜棱岩），南北两侧地层断距约70m。经岩溶所水均衡计算，认为该段为潜流边界，三姑泉域岩溶水系统内约有0.944m³/s潜流量补给九里山泉域岩溶水系统（崔光中，1993）。

3.东北边界

东北边界分别与三姑泉域岩溶水系统和太行山散流区岩溶水系统为地下分水岭边界。

4.东部、南部边界

南部为朱村断层，该断层使中奥陶统含水层与南盘的石炭-二叠煤系地层及新生界相对阻水的地层对接，构成隔水边界；东南部为碳酸盐岩含水层埋深大致在1000m的滞流性隔水边界。

5.西部边界

西部边界从山西晋城冶底—追山并沿逍遥河西侧分水岭构成与延河泉域岩溶水系统的地下水分水岭或隔水边界。

五、区域水文地质概况

1.含水岩组及富水性

依据含水介质特征、储水条件、地层时代和含水层富水性，区内含水层可以划分为寒武-奥陶系灰岩岩溶含水层组、石炭系薄层灰岩岩溶含水层和第四系松散沉积物孔隙含水层组。

（1）寒武系—奥陶系灰岩岩溶含水层组

由寒武系中上统和奥陶系中统灰岩组成，总厚约900m，岩溶裂隙发育，富含裂隙岩溶水，是本区最富水的含水层。在北部山区呈裸露型，山前倾斜平原区掩埋于石炭-二叠系和新生界地层之下，呈埋藏型。岩溶发育程度和含水层富水性与岩性、构造、地形、地貌等条件有关。主干断层带包括凤凰岭断层带、朱村断层带、九里山断层带和方庄断层带，是岩溶水地下强径流带和富集带，岩石破碎，岩溶发育，裂隙密集，岩溶水沿这些主干断层富集、运动。凤凰岭断层带上分布着数个大型水源地，其中岗庄水源地，在0.05km²的面积上布有50个水源井，取水量超过2.5m³/s。凤凰岭断层与朱村断层之间的焦西矿区、凤凰岭断层与九里山断层相交构成的三角形区域即演马、韩王、九里山、古汉山一带，在东西向主干构造控制下，北东向断裂构造发育，造成岩石破碎，岩溶发育，并发育有溶洞，富水性强，是岩溶水极强富水区，单井出水量大于3000m³/d，最大可达16000m³/d。处于该区的演马矿、九里山矿、王封矿等均是大型岩溶水充水煤矿，常发生大型岩溶水突水事故。方庄断层和九里山断层相会处附近即冯营、方庄一带，奥陶系灰岩埋深小于500m，岩溶也比较发育，单井出水量1000～3000m³/d，是岩溶水强富水区。朱村断层以南和焦东矿区的凤凰岭断层以南，奥陶系灰岩岩溶含水层深埋于新生界和石炭-二叠系之下，岩溶发育微弱，富水性较差，是弱富水区。北部山区奥陶系灰岩出露于地表，岩溶水水位埋深大，岩溶发育程度和富水性具有不均匀性。

（2）石炭系薄层灰岩岩溶含水层

石炭系有5～11层薄层灰岩，其中第八层灰岩和第二层灰岩分布比较稳定，八灰厚为6～10m，二灰厚为4～21m，含裂隙岩溶水。八灰和二灰位于二煤（大煤）之下，距煤层分别是20m和70m，是煤层底板充水含水层。石炭系薄层灰岩地表露头面积有限，直接接受大气降水入渗补给量非常有限，仅在近山前及九里山、演马矿一带覆盖在第四系松散沉积物地层之下，接受上部第四系孔隙水的越流补给。石炭系薄层灰岩虽然是煤层底板直接充水层，岩溶承压水影响采掘生产，但没有供水意义。

（3）第四系松散沉积物孔隙水含水层组

孔隙水主要分布于山前冲洪积平原区，含水层主要为砂砾石层或中细砂层，顶板埋深为20～40m。受地质、地貌和水文地质条件的影响，含水层富水性空间分布不均。丹河、西石河、山门河等河流的冲洪积扇上，含水层为砂砾石层，厚度20～50m，导水性和渗透性强，补给、径流条件好，富水性最强。单井出水量扇体上部大于5000m³/d，扇体中下部为3000～5000m³/d。冲洪积平原的扇间区，含水层为砂、砂砾石，连续性差，常呈透镜体状，厚度为10～15m，导水性和渗透性较差，单井出水量为1000～3000m³/d。山前倾斜平原的前缘区，含水层为上更新统中细砂，单层厚度为5～10m，富水性差，单井出水量为500～1000m³/d。坡洪积裙区，含水层是坡洪积的碎石和砾石，连续性差，多呈透镜状，局部半胶结，富水性最差，单井出水量小于500m³/d。

2.岩溶水的补给、径流和排泄

太行山区是岩溶水系统补给区，地表分布有大面积的寒武-奥陶系碳酸盐岩，地表及地下岩溶发育，且山区大气降水丰富，大气降水入渗是焦作岩溶水重要补给来源之一。丹河常年有水，流经碳酸盐岩分布区，河床渗漏严重，多年平均渗漏量为1.60m³/s。西石河、山门河和子房沟河流属季节性河流，流经碳酸盐岩分布区，河水在距出山口5～10km地段全部漏失补给地下水。地表水沿河渗漏也是焦作岩溶水的重要补给来源之一。

岩溶水在焦作北部、西部接受补给后，由北向南、东南以水平径流方式向山前排泄区径流汇集。赵庄断层是一条弱导水断层（图10-6），岩溶水以赵庄断层为界形成水位差达70～200m的地下水力陡坎。断层北为高水位区，岩溶水水位与大气降水同步变化，丰水期（9～10月）水位200～240m，枯水期（3～5月）水位130～160m，水位升降幅度与降水量大小成正比。断层南是低水位区，岩溶水水位低，水位受大气降水和人工开采的双重影响，年水位变幅小，丰水期水位为80～85m，枯水期水位为70～80m，年水位变幅为10～12m。近山前地带断裂构造和岩溶发育，岩溶水循环径流交替条件好，是岩溶水排泄-径流区，也是岩溶水富集区。来自北部山区的岩溶水，沿凤凰岭断层、九里山断层、朱村断层等强导水断裂运动、富集，并形成岩溶水强径流带。区内分支断裂及小构造也十分发育，相互连通，从而使山前地区的岩溶水具有统一流场和相似的水位动态。

天然条件下，岩溶水在九里山残丘南侧的奥灰“天窗”处以泉群形式集中排泄，在目前开采条件下，人工开采和矿井排水是岩溶水的主要排泄方式。

3.孔隙水的补给、径流与排泄

孔隙水补给来源有大气降水入渗、农田灌溉水回渗和地下水侧向径流补给等。山前冲洪积平原区地势比较平坦，地表植被发育，包气带岩性多为砾石、砂及粉质黏土等，渗透性好，大气降水容易下渗补给孔隙地下水。因此，大气降水入渗是孔隙水的重要补给来源之一。市区西部和市区东部农业区多用矿井排水灌溉农田，焦作南部农业区多采用城市污水灌溉农田，矿井水和污水沿渠道渗漏、农田灌溉水回渗也是孔隙水的重要补给方式。人工开采、矿井排水和地下蒸发是孔隙水的主要排泄方式。此外，在灵泉碑和小张庄，孔隙水还以泉和自流井形式向外排泄。

天然条件下，孔隙水自冲洪积扇上部向扇前缘径流，径流方向与地形坡降方向基本一致。在目前开采条件下，受煤矿排水和人工开采影响，孔隙水径流状态发生了变化，孔隙水分布区出现了水位深埋、含水层疏干区，水位降落漏斗区和水位稳定区。近山前地带，因煤矿长期排水和人工开采，水位大幅度下降，水位埋深为30～60m，含水层处于疏干—半疏干状态。老城区南部因集中开采已形成孔隙水水位下降漏斗，漏斗附近孔隙水由漏斗边缘向中心运动。丰收路以南孔隙水，补给与排泄处于平衡状态，水位稳定，地下水自西北向东南运动。

4.孔隙水与岩溶水水力联系

孔隙水与岩溶水属于两个不相同的含水层系统，各自有相对独立的补给、径流和排泄条件。孔隙水主要分布于山前冲洪积平原的第四系冲洪积物中，含水空间是孔隙；岩溶水主要分布于奥陶系灰岩中，含水空间是裂隙岩溶。岩溶水补给区在北部山区，属于远源补给，大气降水入渗和山区河流渗漏是岩溶水的补给来源。山前倾斜平原区是岩溶水集中排泄区，人工开采和矿井排水是岩溶水的主要排泄方式。孔隙水的补给来源包括大气降水入渗、农田灌溉水回渗、河流和沟渠地表水沿河渗漏等，补给区范围与其分布范围一致，属于近源补给。排泄方式为人工开采、蒸发、泉排泄及地下径流等。在山前冲洪积平原上，第四系冲洪积物孔隙水含水层分布在浅部，奥灰岩溶水含水层埋藏于石炭-二叠煤系地层之下，奥灰含水层之上有350～400m厚的石炭-二叠系砂岩、泥岩隔水层，奥灰岩溶水与浅层孔隙水一般无直接水力联系。

在九里山—演马矿一带，由于九里山断层北西盘下降，南东盘上升，使石炭系、奥陶系灰岩覆盖在第四系松散地层之下，局部区域中奥陶灰岩出露地表，形成“天窗”（图10-7），使奥灰水、孔隙水和薄层灰岩岩溶水相互间发生水力联系。20世纪60年代之前岩溶水水位高于孔隙水水位，岩溶水在此直接出露成泉。目前，孔隙水水位高于奥灰岩溶水水位，孔隙水补给岩溶水。石炭系薄层灰岩在松散沉积物分布区有条带状露头，孔隙水水位高于薄层灰岩岩溶水水位，孔隙水越流太灰岩溶水，顺地层倾向流入九里山矿和演马矿井田，以矿井排水形式排出地表。矿井水主要来源于太灰和奥灰岩溶水，矿井长期排水不仅造成岩溶水水位下降，也使九里山、演马矿附近的孔隙水水位下降，并形成水位降落漏斗。因此，在九里山—演马矿一带，岩溶水和孔隙水有一定水力联系。

图10-7 焦作九里山奥灰与第四系冲洪积层“天窗”式接触剖面示意图

六、岩溶水水位及动态

岩溶水水位动态主要受山区大气降水和人工开采（包括矿井排水）双重因素的影响，随开采量增加和降水减少呈阶梯状下降，自1952年至1993年上半年，水位呈台阶状下降，大致可划分5个阶梯；1994～2008年的水位动态主要表现为动态性的波动（图10-8）。

图10-8 焦作矿区历年岩溶水水位动态曲线

第一阶梯：1952～1964年，年均降水量734.3mm，岩溶水开采量小于1.50m³/s，水位标高在100～110m间波动，最高达到119m，高出九里山泉群排泄极限标高（95m），岩溶水在九里山奥灰露头周围以泉群形式排泄。泉水最大流量达到12m³/s。

第二阶梯：1965～1970年，年均降水量512.4mm，降水量减少，矿井排水和自备井开采量增大到4.42m³/s，岩溶水水位在100～102m之间波动，略高于九里山泉口标高，泉水流量减小。

第三阶梯：1971～1976年，年均降水量602.4mm，岩溶水开采量和矿井排水量增加到6.58m³/s，水位标高在90～100m之间波动。此间，九里山泉群开始出现断流，并开始形成水位下降漏斗。

第四阶梯：1977～1985年，年均降水量546.9mm，岩溶水开采量增至10.1m³/s，其中矿井排水量为8.7m³/s，水位降至80～90m，低于九里山泉口标高，泉水完全断流。1980年9月焦作电厂岗庄水源地建成使用，开采量达到0.7m³/s。焦作第四水厂于1982年投入使用，开采量0.3m³/s。因集中开采岩溶水，出现了以岗庄水源地为中心的水位降落漏斗。

第五阶梯：1986～1993年，年均降水量561.0mm，开采量达到达到峰值10.3m³/s，水位在70～90m之间波动。

1994年以来，王封矿、焦西矿和焦东矿相继被关闭，矿井排水量出现了逐年递减的变化。近年来，工作面煤层底板含水层注浆改造技术在焦作煤矿得到普遍应用，矿井排水量减小，但城市供水开采岩溶水量逐步增加，由此抵消了消减的矿井排水量，岩溶水开采总量仍然保持在较高的水平，在8.5～9.5m³/s之间，岩溶水水位在70～90m之间波动。此间，1996年和2003年降水量较大，分别达到746.8mm和859.0mm，当年岩溶水水位最高回升至95m，接近岩溶泉水排泄标高。

七、岩溶水水化学特征

本区岩溶水属于大气降水、地表水溶滤-入渗型，其化学成分是水-岩相互作用的结果。太行山山区分布有大面积的碳酸盐岩地层，岩石化学成分主要是CaO和MgO，在水和水中CO₂共同作用下，碳酸盐岩中的碳酸钙、碳酸镁等被溶于水中，从而使岩溶水以、Ca²⁺、Mg²⁺等离子为主，水化学类型以-Ca²⁺·Mg²⁺型为主。

东部山区岩溶水水化学形成环境和西部山区略有不同。在西部山区，奥陶系碳酸盐岩地层之上覆盖有富含硫化物的石炭-二叠煤系地层，大气降水的淋滤作用将煤系地层中的硫化物溶于水中，随入渗水流进入到岩溶水中，致使岩溶水含量较高，水化学类型演变为·-Ca²⁺·Mg²⁺型。这种类型岩溶水分布于寨豁—西张庄—李封以南、焦作电厂以西，水中化学成分以、、Ca²⁺、Mg²⁺为主，固化物、总硬度和各种离子含量，特别是含量均明显高于东部。东部山区，奥陶系—寒武系碳酸盐岩地层上基本没有煤系地层覆盖，大气降水、地表水通过岩溶裂隙补给岩溶水，水中含量不及西部地区，水化学成分主要是、Ca²⁺、Mg²⁺，水化学类型一般为-Ca²⁺·Mg²⁺型。

八、地下水资源概况及开采利用现状

1.地下水资源概况

焦作的地下水资源由岩溶水和孔隙水组成，以岩溶水资源为主。据河南省第一水文地质工程地质大队“河南省焦作市东小庄水源地水文地质勘查报告”（1989年），焦作地区地下水天然资源总量为10.758m³/s，其中岩溶水为8.09m³/s，相当于25512.6万m³/a；孔隙水为2.668m³/s，相当于8413.80万m³/a。

2.地下水资源开采利用现状

焦作市开发利用地下水的形式有：供水总公司大型水源地集中开采、厂矿自备水源地（水源井）集中或分散开采、矿井排水和郊区农业分散开采四种（表10-2）。

表10-2 焦作市规划区2008年地下水开采现状统计表 单位：万m³/a

焦作市供水公司现有水厂六座（第三水厂于2001年4月停产），以开采岩溶水为主，并利用少量群英水库地表水，其中以第七水厂（东小庄水源地）和第二水厂（周庄水源地）开采规模较大。2008年供水公司开采岩溶水4348万m³。

焦作城区共有厂矿自备水源井224眼，其中岩溶水开采井96眼，孔隙水开采井128眼。岩溶水的开采主要集中在焦作电厂（岗庄水源地46眼井）、爱依斯万方电厂（待王水源地14眼井）、化工三厂（6眼井）、热电厂（4眼井）、中州铝厂（14眼井）和化工总厂等企业，孔隙水的开采主要集中在造纸厂、平光厂、中州机械厂、化工一厂、轮胎厂和化工二厂等企业。2008年自备井开采地下水4403万m³，其中开采岩溶水3533万m³，开采孔隙水870万m³。

焦作矿区现有大型煤矿9座，主要分布在焦东矿区，2008年矿井排水总量为5.97m³/s，相当于18827万m³/a，扣除20%的重复排水量，实际抽排地下水15062万m³/a，其中岩溶水为12050万m³/a，孔隙水3012万m³/a。

近郊农村农民生活用水、农田灌溉用水和乡镇企业生产用水开采孔隙水约为4600万m³/a。

岩溶水开采量为19931万m³/a，低于岩溶水天然资源量；孔隙水开采量为8482万m³/a，略高于孔隙水天然资源量。岩溶水尚有一定开发潜力，而孔隙水则处于超采状态。

⑹ 工程地质条件和水文地质条件怎么分析

工程地质条件分析来：
工程地质条件自是指与工程建设有关的地质条件总和，它包括土和岩石的工程性质、地质构造、地貌、水文地质、地质作用、自然地质现象和天然建筑材料等几个方面。
主要通过以下几点对不同地区进行具体分析：
1、对工程场地稳定性与适宜性分析、评价。
2、对工程场地环境工程地质条件评价。在评价场地自然条件的同时，还应预测工程与场地的相互影响及可能引发的工程地质问题。
3、为设计提供地质参数。
4、根据场地地质条件，为设计提供工程措施意见。
水文地质条件分析：
水文地质指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质学是研究地下水的科学。它主要是研究地下水的分布和形成规律，地下水的物理性质和化学成分，地下水资源及其合理利用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。
因此根据分析地点具体特征根据以上要素进行分析。

⑺ 水文地质与工程地质的区别

一、概念不同

1、水文地质：地质学分支学科，指自然界中地下水的各种变化和回运动的现象。

2、工程地质：是一答门应用地质学的原理为工程应用服务的学科

二、研究内容不同

1、水文地质：水文地质学是研究地下水的科学。主要是研究地下水的分布和形成规律，地下水的物理性质和化学成分，地下水资源及其合理利用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。

2、工程地质：主要研究内容涉及地质灾害，岩石与第四纪沉积物，岩体稳定性，地震等。工程地质学广泛应用于工程规划，勘察，设计，施工与维护等各个阶段。

三、目的不同

1、水文地质：是为研究与地下水活动有关的岩土工程问题和不良地质现象提供资料。例如，兴建房屋建筑和构筑物时，应研究岩土的渗透性、地下水的埋深和腐蚀性，以判明对基础砌置深度和基坑开挖等的影响。

2、工程地质：为了查明各类工程场区的地质条件，对场区及其有关的各种地质问题进行综合评价，分析、预测在工程建筑作用下，地质条件可能出现的变化和作用，选择最优场地，并提出解决不良地质问题的工程措施，为保证工程的合理设计、顺利施工及正常使用提供可靠的科学依据。

⑻ 如何理解工程地质与水文地质的关系

摘要:工程地质和水文地质二者关系极为密切,互相联系和互相作用。地下水既是回岩土体的组答成部分,直接影响岩土体工程特性,又是基础工程的环境,影响建筑物的稳定性和耐久性。 关键词:工程地质；水文地质；关系 1．工程地质概述 工程地质是调查、研究、解决与人类活动及各类工程建筑有关的地质问题的科学。（剩余3830字）

⑼ 水文地质与工程地质分别的就业方向

自我感觉水文地质主要从事一些地下水评价管理，数值模拟，基坑降水设计、回渗流分析等工作答。水文地质我的理解是属于边缘学科，现在好多都划分到水文水资源专业，或环境工程中，但是一部分学校里面地质专业还包含水文地质方向，有的已经成立了一个新的专业叫地下水科学与工程。几次双选会以及一些学长的找工作经历使我对水文地质这个学科，产生了困惑，水文地质不怎么好就业，特别是纯粹的水文地质专业，主要是水文地质应用性不强，大型的供水、抽水试验等项目目前基本上没有，目前我们碰到的好多都是水资源论证、渗流分析等，现在单位招人一般都招工程地质，招水文地质的往往还招水文水资源，而招渗流的往往要水工结构专业，所以目前就水文地质来说，我觉得没有工程地质有市场，而且这个专业很尴尬，只是一个附属品！
另外，水文地质现在比较时尚的方向是地下水污染这一块，搞工程地质，涉及很多水文地质方面的东西，因为主要搞大坝、水库，渗漏始终是个核心。要想搞好工程地质必须要学好水文地质，比较难的工程项目往往都会与水有关联。如果要在两者之中选一个的话，就工程地质吧，不过，适当的学习一些水文地质知识会更好