水文地质条件复杂地区包括哪些

① 水文地质条件复杂矿山的标准是什么

第一型 水文地质条件简单的矿床
l、主要矿体位于当地侵蚀基准面以上，地形条件版有利于自然排水权，矿床充水主要含水层或构造破碎带富水性弱。②
2．主要矿体位于当地侵蚀面以下，附近无地表水体，矿床充水主要含水层或构造破碎带富水性弱，补给条件差。
第二型 水文地质条件中等的矿床
1．主要矿体位于当地侵蚀基准面以上，地下水位以下，矿床充水主要含水居富水性中等，区域补给条件好，但地形条件有利于自然排水。
2．主要矿体位于当地侵蚀基准面以下，附近无地表水体或虽有地表水体但对矿床充水影响不大，矿床亢水主要含水层的富水性中等，构造破碎带不沟通地表水体及富水性强的含水层。
第三型 水文地质条件复杂的矿床
l、主要矿体位于当地侵蚀基准面以下，附近有地表水体并对矿床充水具有威胁，矿床充水主要含水层和构造破碎带富水性强。
2、主要矿体位于当地侵蚀基准面以下，矿床充水主要含水层富水性强，补给条件好或构造破碎带沟通区域富水性强的含水层。

② 水文地质类型及其复杂程度评价

矿区中深抄部水文地质条件与浅部各井田基本相似，煤系及其上覆地层各含水岩组的含水空间，以裂隙为其主要特征。由于裂隙水的补给条件较差，因此富水性一般都很弱。从浅部生产矿井实践证明，对煤层开采无较大影响。

煤系基底的奥灰岩，含水空间以溶蚀裂隙为主，由于其发育程度不同，致使其富水性具有明显的不均一性，而形成非均质的统一含水体，由于其具有区域性的水位标高，因此不但说明岩溶水的连通性良好且有着较丰富的补给来源。从邻区和区内基建和生产矿井实践证明，当巷道开拓和煤层开采水平低于区域奥灰水水位+380m高程时，均有不同程度的影响和危害。此外当奥灰岩顶面至煤层底板之间的岩层厚度，不能承受岩溶水的静水位压力时，将对煤层，特别是下组煤层的开采造成很大威胁，甚至有引起底板突水而掩没巷道的可能。根据上述情况，本区奥灰岩应属以底板岩溶充水为主，水文地质条件复杂的类型。

③ 水文地质条件

1.含水层及其特征

在矿区，地下水含水层系统包括侏罗-三叠系阿加德兹群砂岩含水层系统和二叠系伊泽固安达组长石砂岩含水层系统。

图8-9 研究区花岗岩的分布与铀的来源示意图

第一含水层系统侏罗-三叠系阿加德兹群砂岩层在阿泽里克穹窿中部缺失，主要分布在以穹窿断裂构造带为界的外部地区。在穹窿西翼、北翼和东翼，阿加德兹群砂岩层均出露地表，呈狭长带状，与大气降水相连，在雨季有一定的降水补给。该含水层受穹窿和断裂构造作用的影响，地下水在部分地段富存。在穹窿东翼，阿加德兹群砂岩与其顶部阿萨乌阿组砂岩出露地表，区域断裂形成的次级断裂和裂隙发育，成为导水和阻水构造，在其附近形成泉群。阿泽里克村附近的泉群就是在次级断裂裂隙的导通下出露地表形成众多涌泉。在穹窿北翼，IR矿床区，该含水层埋深达200m以上。在穹窿西翼和西北翼G矿床和T矿床分布区，含水层系统部分出露地表，沿岩层倾向逐渐变深，主矿体含水层系统埋深分别为60m和70m以下。在穹窿南翼，由于地层整体下沉，该含水层系统深埋于地下。受区域性地下水补给作用，在断裂构造的阻隔作用下，南翼成为很好的含水层储水地带，地下水相对富集。

第二含水层系统为二叠系伊泽固安达组长石砂岩含水层。该含水层系统在穹窿核部为潜水含水层，在穹窿核部，因伊泽固安达组砂岩含水层隔水顶板被剥蚀，砂岩大面积出露地表，成为潜水含水层。Gueleli村东部和Teguida-In-Tessoum村附近出现的涌泉，即为该含水层地下水。而在矿区其他部位，该含水层系统均深埋于地下，为深层承压含水层。在穹窿南部，该层地下水含水层系统埋深在200m以下。

2.矿区水文地质特征

在矿区，分布有T矿、G矿和IR矿3个矿床。这3个矿床含铀矿层均为下白垩统阿萨乌阿组砂岩层，该岩层多为致密粉砂岩和细砂岩，其透水性较弱，含水量较少。而其底部则为矿区的第一含水层阿加德兹群砂岩含水层，为承压含水层，其承压水头高度较高，均接近地表，部分地段高出地表。

（1）T矿床水文地质

在T矿床，含水层岩性为细砂岩、（中）细粒砂岩、（中）粗粒砂岩，厚度在7.5～14.6m之间。在矿床范围内随着岩层走向其深度逐渐加深，厚度有所变化，岩性总体变化不大。从T矿床岩心取样资料来看，该岩层断裂裂隙不发育，而节理、层理发育，在垂直方向自上而下岩石组成颗粒逐渐变粗，且胶结固化度降低，孔隙度增大，表明含水层越往底部渗透性越好，储水能力越优良。

T矿床含水层顶板隔水层主要为白垩系泥岩、粉砂质泥岩，沿走向及倾向岩性变化不大。从整体上看（除穹隆顶部被剥蚀外）含水层隔水顶板厚度较大，胶结固化程度较高，隔水性较好。而含水层隔水底板也为泥岩和粉砂质泥岩，胶结较致密。

T矿床含矿层地下水为承压水。根据T矿床内水文孔SHW-T2资料，T矿床顶板地下埋深为68.93m，地下水承压水位为地面以下11.7m。

T矿床地下水为弱碱性微咸水，pH值为8.8，水温23.9℃，无色透明，总矿化度为2.27g/L，总硬度为78.4mg/L，属软水。按地下水离子成分含量，其水质类型为Cl-HCO₃-Na型，即氯重碳酸钠型水；按成因类型分类，其地下水类型为NaHCO₃型，为苏打化区地下水，表明为陆相成因。

（2）G矿床水文地质

G矿床位于背斜构造西翼，区域性阿泽里克断裂构造西端的尾部。由于受东西向区块的挤压，断裂构造末端变异、错断，断距达750m，次级构造发育且无序，呈网格状展布。由于矿床含水层地下水为区域性补给，这些构造无疑加大了地下水的水力联系，含水层厚度加厚为13.5～23.1m。

G矿床含矿层阿萨乌阿组砂岩含水层因受构造作用，从地表出露处沿岩层倾向逐步埋深于地下深部。其隔水顶板与区域地质条件相同，为白垩系伊腊泽尔组泥岩和粉砂质泥岩，是良好的隔水层顶板；其底部因与矿区第一含水层侏罗-三叠系阿加德兹群砂岩含水层连通，涌水量较大，受次级构造影响，水文地质条件较为复杂。

G矿床第一含水层地下水为承压水。根据SHW-G2水文孔资料，其顶板埋深为59.50m，承压水位高度溢出地表，为承压自流。地下水为弱碱性咸水，无色透明，pH值为8.6，水温28℃，矿化度为6.57g/L，总硬度为40.24mg/L，属极软水。按地下水离子成分含量，其水质类型为Cl-Na型，即氯化钠型水；按成因类型分类，其地下水类型为NaHCO₃型，为苏打化区地下水，表明为陆相成因。

（3）IR矿床水文地质

在IR矿，含矿层分布于下白垩统下部阿萨乌阿组的砂岩中，其底部为侏罗-三叠系阿加德兹群砂岩第一含水层；顶部为白垩系伊腊泽尔组红褐色泥岩，沿岩层倾向逐渐加深，至主矿床顶板埋深在190多米，是良好的隔水顶板。在近地表的第四系松散堆积层中，孔隙度较大，但是其上部多为隔水较好的黏土层，含水量极少。

IR矿分为两个含水层：其一为第四系洪积含水层，其补给来源于大气降水，地下水位随季节的变化而变化。雨季地下涌水量增加，枯水期地下涌水量减少；其二为阿萨乌阿组砂岩弱含水层，从不同水文孔承压水头高度不同情况来看，其地下水补给来源主要来自底部侏罗-三叠系阿加德兹群砂岩组第一含水层越流补给和区域性地下水补给。

含水层岩性主要为细砂岩、（中）细粒砂岩和（中）粗粒砂岩。在矿床范围内只在深度和厚度上有所变化，岩性变化不大。从岩心地质编录资料来看，断裂构造不甚发育，节理、层理发育，充填物多为钙质，含水层厚8～16m，沿垂直方向自上而下岩石颗粒逐渐变粗，且自上而下胶结固化度降低，空隙度加大。

顶底板隔水层岩性主要为灰色泥岩、灰褐色粉砂质泥岩，硅质胶结，沿走向及倾向上岩性变化不大，从整体上看顶板厚3～5m，大于底板厚度，胶结固化程度高，底板次之。

IR矿床地下水为弱碱性咸水，无色透明，pH值为8.4，水温23.60℃，矿化度为9.06g/L，总硬度为78.4mg/L，属软水。按地下水离子成分含量，其水质类型为Cl-Na型，即氯化钠型水；按成因类型分类，其地下水类型为NaHCO₃型，为苏打化区地下水。

④ 水文地质条件的分类

水文来学开始主要研究陆地表面的河自流、湖泊、沼泽、冰川等，以后逐渐扩展到地下水、土壤水、大气水和海洋水。
① 传统水文学按研究的水体来进行划分：河流水文学、湖泊水文学、沼泽水文学、冰川水文学、海洋水文学、地下水水文学（水文地质学）、土壤水文学、大气水文学等。
② 由水文学采用的实验方法，派生出三个分支学科：水文测验学、水文调查、水文实验。
③ 由水文研究内容分为：水文学原理、水文预报、水文分析与计算、水文地理学、河流动力学等。
④ 作为应用科学，水文学分为：工程水文学、农业水文学、土壤水文学、森林水文学、城市水文学等。
⑤ 随新科学、新技术的发展和引进，出现新分支：随机水文学、模糊水文学、灰色系统水文学、遥感水文学、同位素水文学等。

⑤ 水文地质条件一般是指什么

通常把与地下水来有关的问源题称为水文地质问题，把与地下水有关的地质条件称为水文地质条件。
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。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。

⑥ 水文地质条件是什么

水文地质条件是指地下水埋藏、分布，补给、径流和排泄条件，水质和水量及其形成地质条件等的总称。

⑦ 水文地质条件

（一）浅层水

地下水的运动状态和水质与含水层的沉积环境有关。一般来说，湖相沉积或者泛流带的含水层岩性细小，多为淤泥质黏土，水体流动性差，则氟离子容易在此聚集；而河流冲积层或者古河道的含水层，岩性较粗，透水性较好，有利于地下水的循环交替，多形成低矿化度的低氟地下水。

1.黄河冲积平原、古河道主流带地区

此区属于水量丰富区，分布范围广，面积约5267.86km²，占总面积的77.4%，含水层上游以含砾石中粗砂为主，下游以中细砂为主，为黄河古河道河床相堆积。含水砂层顶板埋深上游10m左右，下游可达20m。覆盖层岩性为亚砂土夹亚黏土，局部为粉砂，与下层含水层构成上细、下粗的二元结构特征。

2.泛流带及边缘带

此带分布于开封县半坡店，杞县城南—裴庄店、通许县城南—太康县杨庙，扶沟县吕潭—太康县、鄢陵板桥、县城—马栏，尉氏县朱曲及临近条形岗地的黄河冲积平原的边缘地带，面积1398.4km²，占总面积20.55%。

含水层以粉细砂为主，多为薄层，总厚度一般小于10m。顶板埋深为5～10m，最深可达20m，含水层之间有弱透水层的亚砂土、亚黏土相隔，砂层顶板为亚砂土、亚黏土层和不稳定的淤泥层。因而组成以亚砂土、粉细砂粗细相间的多元结构特征。水位埋深一般为2～4m，局部地区4～6m。含水层颗粒细，厚度比较薄，地下水径流条件较差，因而水质也比主流带差。

3.岗地及岗间洼地

此区分布在尉氏西部大营、大马条形岗地与岗间洼地地带，面积较小，仅139.20km²，占总面积的2.05%。条形岗地为黄河早期冲积形成，含水层为黄土状亚砂土，岗间洼地为后期水流切割堆积而成，上部为亚砂土，下部为薄层粉砂、粉细砂。水位埋深不一，条形岗地4～6m，岗间洼地2～4m，局部1～2m。这里含水层富水性虽差，但由于地形坡度大，地下水径流条件好，水交替作用强，故水质较好。

4.浅层地下水的补径排

补给 浅层水的补给方式主要有垂直补给和侧向水平补给两种。垂直补给主要以大气降水为主，补给量的多少与降水特征、包气带岩性、地面坡度、地下水位等因素有关。研究区地处平原区，地势平缓、降水量充沛、地下水埋深较浅、包气带岩性较粗（亚砂土），有利于大气降水的补给，因此大气降水是主要的垂向补给来源，在西部岗地区，由于蓄水条件差，接受补给的能力弱。除了大气降水，河流以及渠道的渗漏也会补给地下水，研究区河流众多，常年来河道不断抬升，使河流常年补给地下水，同时又是农业主产区，在农业灌溉时，一部分灌溉水下渗补给地下水。侧向水平补给主要指在水力坡度大且含水层岩性较粗的地区，可以接受上游地区地下水的侧向径流补给，据统计，侧向径流补给量为684.07×10⁴m³/a。

径流 地下水的径流主要受地形坡度的影响，一般来说，地形坡度越大则水力坡度就越大，地下水的径流速度就越快，相反则越慢。在尉氏县西部以及召陵镇附近的岗地处，由于水力坡度较大（5‰～1‰），且含水层岩性较粗，因此地下水的径流速度快，而在广大的平原地区，水力坡度为0.5‰～0.17‰，并且含水层岩性较细，地下水的径流条件较差，即使在含水层岩性较粗的古河道也是，由于水力坡度较小，径流很缓慢。

排泄 浅层地下水的排泄方式主要有蒸发、人工开采、河流排泄以及越流排泄。在地下水埋深较浅的地区，蒸发是浅层地下水排泄的主要方式，由于地下水埋深较浅，加之包气带岩性较细，地下水的毛细上升高度较高，当蒸发能力强时可大大消耗浅层地下水，据估算浅层地下水的蒸发消耗量占总排泄量的70%，是主要的排泄方式。在地下水埋深较深的地区，人工开采则成了主要的排泄方式，另外，当浅层地下水位高于河水水位时，地下水可以向河流排泄。研究区断裂构造发育，这些断裂成为地下水运动的通道，浅层含水层的地下水可以向下补给深层地下水，或侧向流出研究区，也构成了浅层地下水排泄的一种方式。

（二）中深层地下水

一般指埋藏于50m以下350m以内含水层的水。研究区西部岗地，上更新统属于浅层水，中更新统和下更新统上部地层缺失或零星分布，中深层水主要是指下更新统下部含水层中的水。平原地区第四纪各时代的含水层组齐全，中深层水包括上、中更新统含水层组，下更新统上部含水层组及下更新统下部含水层组。中深层水主要反映上、中更新统含水层组。

1.黄河主流带

西北部朱仙镇，南部到通许县城北关一带，呈西北东南向条带状分布，面积105.60km²，占总面积1.55%。由于本区地处开封凹陷，各时代地层厚度和砂层厚度都较厚，所以地下水的赋存条件较好。含水层顶板埋深50m左右，底板埋深140m左右，总厚度26.87～57.78m，有4～5层，中有亚砂土和薄层亚黏土相隔，呈多层结构。时代属于上、中更新统（西部包括一部分下更新统上部含水层）。岩性为含砾粗砂，粗中砂、细砂组成，水位埋深2～3m。

2.河流冲积层

主要分布在尉氏县大营以北芦家、岗陆一带条形岗地区，含水层为下更新统下部冲积层，面积不大，仅76km²，占总面积的1.11%。含水层3～4层，总厚度25～40m。岩性为粉细砂、细砂、中细砂、粗砂和砾石层，各含水层之间有比较厚和致密的黏性土相隔。地下水埋深7.7～13.4m。

3.冲湖积层

分布于尉氏县蔡庄、长葛南席，鄢陵县的彭店、城关、马栏，扶沟县的吕潭—大新集一带。面积712.8km²，占总面积的10.47%，含水层属于下更新统下部冲湖积层，顶板埋深213～240m，底板埋深250～309.5m，岩性为细砂、中细砂、中砂及少量含砾粗砂层，有3～4层，总厚度为30.57～41.17m。水位埋深5.99～11.55m。

4.中深层地下水的补径排

补给 中深层地下水的补给也主要由垂直、水平补给提供，但和浅层地下水补给的不同之处是，补给源更多的是接受上层含水的向下渗漏，最终来源于大气降水。浅层水向下渗漏补给中深层地下水的条件是中深层地下水的水头低于浅层地下水，其次是要有导水通道或者水头差足够大，可以穿过弱透水层，进行层间补给。另外，中深层地下水可以接受上游含水层的侧向补给，补给量的大小，取决于含水层岩性和水力坡度。

径流 中深层地下水的径流主要受基底条件的控制，基底的起伏状况决定了中深层地下水的径流缓急。在坳陷底部以及坳陷向隆起过渡的区域，由于水力坡度较小或者为负，地下水流动缓慢，而在隆起向坳陷过渡区域，水力坡度较大，有利于地下水的径流。不同层位的中深层含水层的水力坡度不同，上、中更新统含水层组的水力坡度为0.5‰～0.17‰，下更新统上部含水层组及下更新统下部含水层组水力坡度为0.5‰～0.25‰，流向和浅层地下水一致，自西北向东南，呈辐射状。

排泄 中深层地下水由于埋深较深，地下水蒸发能力较弱，因此人工开采成为主要的排泄方式，除此之外，大部分的深层地下水水头都高于浅层地下水，中深层水可以通过越流补给浅层地下水。同时，也可以侧向径流出研究区。

⑧ 区域水文地质条件评价

如前所述，浅层地温能资源开发水文地质条件评价工作分为区域性水文地质条件评价和场地性水文地质条件评价两类。区域性水文地质条件评价工作主要是为区域浅层地温能开发利用适宜性评价、开发利用区划及开发利用方式决策等服务。

区域地下水埋藏条件、含水层富水性、水质和地层温度等水文地质条件是影响区域浅层地温能资源开发利用潜力及开发利用方式的重要因素。为科学地开发利用浅层地温能资源，确保热泵采能工程的效率和效益(主要指经济效益和环境效益)，有效保护地下水资源，减小工程采能活动对周围生态环境的负面影响，必须开展区域水文地质条件调查和评价工作，对区域浅层地温能的储量、开发利用条件、开发方式、地层的储能和水热调蓄能力等一系列制约区域浅层地温能开发利用的关键性因素进行充分研究和客观评价。

一般而言，区域性水文地质条件评价工作主要包括如下内容:

①进行含水层(组)划分，查明不同含水层与隔水层的空间分布状况及厚度变化规律;②查明地下水的埋藏条件，评价不同含水层的水文地质参数(渗透性、富水性、涌水量及回灌率等)及其空间变化规律;③评价各含水层中地下水水质状况，分析区域地下水的化学特征及变化规律;④评价地下水污染状况、咸水体空间分布特征及咸水体与淡水体的接触关系等;⑤基本掌握地下水(水位、水质及水温)动态变化规律;⑥分析地下水的补给、径流、排泄条件。

鉴于浅层地温能资源的成因机制、赋存特点及其开发利用方式，浅层地温能区域水文地质条件评价的范围和深度与供水水文地质条件评价工作有所不同。一般而言，浅层地温能区域水文地质条件评价的重点范围是具有地温能开发利用可能性的区域，评价深度通常在300m以内。对于无人居住区、农田、地表水域等地源热泵工程建设可能性极小的地区，以及300m深度以下的地层，其水文地质条件评价可以不作为重点。

选择部分与浅层地温能密切相关的水文地质条件，阐述其评价工作的重点内容和要求。

(一)含水层分布及其水文地质特征

含水层空间分布状况及其水文地质特征在很大程度上反映了区域浅层地温能开发利用的经济性和适宜程度，是地温能资源开发利用潜力评价、适宜性评价和开发利用区划的重要指标，应作为区域水文地质条件评价的重点内容之一。

1.含水层空间分布状况

一般而言，开采目标层埋深越浅、厚度越大且水平方向上变化小，越有利于浅层地温能的开发利用。相对而言，开采目标层的岩性为松散岩类孔隙介质，其钻井施工费用比基岩层要低。

含水层空间分布规律评价需从地下水形成条件和赋存层位着眼，查明地表至评价深度内不同地层层序的组合关系和水平展布情况，划分地下水含水层(组)，分析不同地层厚度、埋藏深度等地层条件，并对区域地下水的埋藏条件进行评价。需要强调的是，浅层地温能的开采目标层及其上覆、下伏层位一定要作为评价的重点对象。

2.地下水赋存条件

地下水赋存条件(地层岩性、地下水埋藏条件及地下水水位等)是制约地源热泵采能工程设计的重要因素。一般而言，松散孔隙介质的钻井费用较基岩要小。对于地下水源热泵采能系统而言，如果回灌目标层为承压含水层，地下水回灌通常需要加压，回灌难度较潜水含水层要大。地下水水位埋深也是影响地下水回灌的一个重要因素。含水层水位埋深越大，可利用的自然压力水头越大，单井的回灌能力就越大。

可见，在水文地质条件评价工作中，需要对不同评价层位的岩性特征、地下水埋藏条件、地下水水位埋深等情况进行细致的分析和评价。

3.水文地质参数

地下水是地下水源热泵采能系统的传热载体。对于某一区域或某一具体场地而言，浅层地温能是否适宜选用地下水源热泵系统进行开发，必须论证该区域或工程靶区是否具备充足的供水条件和优良的回灌性能。相对而言，区域的富水性越好、回灌能力越高，工程建设所需的生产井的数量越少，建设费用也就越低。

含水层的渗透性、有效孔隙度和含水层厚度等参数是表征含水层导、储水性能的最主要参数，也是制约含水层富水性和回灌性能的重要参数。一般而言，含水层的渗透性越好、有效孔隙度越大，其富水性通常越强、回灌性能也越高。

在水文地质条件评价工作中，需要重点对含水层的渗透性、有效孔隙度、孔隙发育状况进行定量分析，并对规划开采层的富水性(单位涌水量)和回灌目标含水层的回灌率进行重点评价，为区域浅层地温能的开发潜力及开发利用方式选取提供重要的评判依据。上述参数一般需要通过水文地质勘探、野外试验及数值模拟反演参数等多种途径获取。需要指出的是，某一水文地质单元或行政区内的地下含水层通常是非均质的。为提高评价精度，常需要将评价区划分为若干个亚区。对于各个亚区，各项水文地质参数取相同值。

(二)地下水补径排及动态特征

1.地下水补径排条件

地下水的补给、径流和排泄是地下水循环的三个基本环节，也是地下水水量和水质形成的最重要控制因素。已有研究结果表明，浅层地温能开发的并不是存储于地下的静态能量，而是参与循环或调节的能量，其中不仅包括来自地球内部的能量、太阳辐射的能量，还包括人为注入或汲取的能量。在地下水的补给与排泄过程中，地下水与外界环境不仅有物质交换，还伴随着能量与信息的交换。因此，地下水补给、径流和排泄条件也是制约区域地层热量循环和调节能力的重要因素。在区域地下水的补给、径流和排泄条件评价工作中，通常需要对如下内容进行分析和评价:

(1)地下水的补给来源和排泄方式。补给来源一般包括大气降水入渗补给、地表水体入渗补给、各种人工补给方式等。地下水的排泄方式因含水层的类型和埋藏条件而异，主要包括潜水蒸发、地下水向地表水体排泄(包括泉排泄)以及数量占绝对优势的人工开采等。需要补充强调的是，对于存在多层含水层的地区，还需要分析和评价不同含水层之间的越流补给或排泄关系及强度。

(2)地下水的补给和排泄条件。为了解区域地下水系统与外界之间及系统内部不同子系统之间地下水量、化学成分及热量的交换作用的强弱情况，需要对区域地下水补给和排泄条件进行评价，并为浅层地温能开发利用的影响评价研究提供基础信息和评判依据。

(3)地下水的径流条件。地下水径流是连接地下水补给和排泄的中间环节，或者说是地下水补给量转化为排泄量的中间过程。地下水径流条件不仅表征地下水资源的更新能力，也在很大程度上决定了地下水与所流经岩土介质及外围环境之间的物质和能量交换作用的强弱。因此，研究地下水的径流特征是研究地下水资源数量、水质及水温形成的一项必不可少的内容。

地下水径流条件的好与差，取决于一系列的地质及自然地理因素，其中最重要的影响因素是含水层的渗透性和地下水水力坡度。一般说，岩层的渗透性愈好，水力坡度越大，径流条件越好，二者必须同时具备，缺一不可。

地下水径流条件评价通常需要查明区域地下水的径流方向、水力坡度、径流速度等。

2.地下水动态变化特征

地下水动态是指地下水各要素随时间的变化规律，包括水位、流量、流速、流向、水质和水温等。

从地源热泵采能系统的运行角度考虑，地下水的动态变化越小，系统的运行通常越稳定。但在某些特殊的情况下，地下水的动态变化往往也会对地源热泵采能产生有利的影响。如地下水流速的增加将有助于采能区温度场的恢复，减小因采能活动(储存热量或汲取热量)引发的温度场变化幅度及影响范围。

地下水动态变化特征评价需要对区域地下水的水位、流速、流向、水质及水温等参数的季节性波动情况及趋势性变化规律进行评价，以便为地源热泵采能工程设计提供参考依据。

需要特别指出的是，目前我国许多地区的地下水处于严重超采状态，地下水水位一直持续下降。有些地区因地下水的过量开采，甚至出现了较为严重的地面沉降、海水入侵等环境地质问题。对于这些地区，在地下水动态变化评价工作中，需要对地下水位、水质及水温变化趋势进行分析和预测。

(三)地温条件评价

尽管地源热泵采能技术对地层的温度要求不是非常苛刻，我国绝大部分地区均具备浅层地温能开发利用所需的地层温度条件，但是，从系统长期、稳定、高效运行和采能活动负面影响较低的角度考虑，区域开采目标层应具备较适宜的温度环境。为此，在水文地质调查和评价工作中应对地层温度分布、水温分布及其动态变化进行调查和评价，确定恒温带的温度和深度。

一般而言，热交换目标层及地下水的温度应高于6℃，温度太低，将导致供暖区的回水温度过低。但温度也不宜超过30℃，否则制冷期的回水温度将偏高。对于有冷暖需求的采能系统，热交换目标层的环境温度在10℃～25℃为宜。

(四)地下水水质评价

地下水水质评价是水文地质条件评价中一项非常重要的内容。对于浅层地温能开发利用而言，地下水水质能否符合要求，是否需要经过特殊的处理，是浅层地温能开发利用决策及采能工艺设计必须慎重考虑的一项重要因素。浅层地温能开发利用的地下水水质评价工作主要包括水质现状评价和水质预测评价两部分内容。具体而言，就是根据现阶段国家颁布的规范、标准，按照浅层地温能开发对水质的要求进行水质现状定量评价，查明区域地下水的物理性质、化学成分及其变化规律，分析和研究地下水水质对地源热泵采能系统设备的潜在影响，并评价和预测浅层地温能开发活动(工程建设施工及系统运行)对区域水质的潜在负面影响。

从地源热泵采能系统长期、稳定运行的角度考虑，需要结合地源热泵采能系统的实际特点开展区域水质评价工作，分析和研究区域地下水对地源热泵采能工程(地下取水工程、热交换系统等)的影响。

对地源热泵用地下水水质的基本要求是澄清、水质稳定、无腐蚀性、不滋生微生物或生物、不结垢、不阻塞等。地下水对水源热泵机组的有害成分有铁、锰、钙、镁、二氧化碳、溶解氧、氯离子等，酸碱度也是对水源热泵机组有影响的因素之一。水源热泵用地下水水质参考标准如表2－13所示。

区域地下水水质可参照《地下水质量标准》(GB/T14848－93)进行评价。鉴于地源热泵采能系统的建设与运行特点，除常规的区域地下水水质评价项目外，还需要重点对地下水的腐蚀性和结垢性进行评价。

1.腐蚀性评价

应对地下水中由于Cl^－，SO^2－₄，CO^2－₃等的存在而导致对金属(如铜和碳钢)的腐蚀性作出评价。另外，地下水对管线设施的腐蚀影响，一般应在工程中通过试验(最基本的试验是挂片试验)作出评价，确定不同材料的腐蚀率。可参照工业用腐蚀系数来衡量地下水的腐蚀性，具体评价方法如下:①若腐蚀系数K_k>0，称为腐蚀性水;②腐蚀系数K_k<0，并且K_k+0.0503Ca²⁺>0，称为半腐蚀性水;③腐蚀系数K_k<0，并且K_k+0.0503Ca²⁺<0，称为非腐蚀性水。

表2－13 地下水地源热泵水质要求表

①引自《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019－2003)。

②引自赵峰等，2005。在此文中矿化度≤500mg/L。

腐蚀性系数的计算:

对酸性水K_k=1.008×(rH⁺+rAl³⁺+rFe²⁺+rMg²⁺－rHCO^－₃－rCO^2－₃)

对碱性水K_k=1.008×(rMg²⁺－rHCO^－₃)

式中:r———离子含量的每升毫克当量(毫摩尔)数。

2.结垢性评价

地下水中的钙盐是造成空调系统结垢的主要成分。要对地热流体中所含钙、镁和铁等组分产生结垢的可能性作出评价，评述结垢程度。对结垢较严重的地下水，在工程中还应做防垢试验，提出较为经济合理的解决办法。可参照工业用锅垢总量来衡量地下水的结垢性，具体评价方法如下:①若锅垢总量H₀<125，称为锅垢很少的地下水;②锅垢总量H₀=125～250，称为锅垢少的地下水;③锅垢总量H₀=250～500，称为锅垢多的地下水;④锅垢总量H₀≥500，称为锅垢很多的地下水。

锅垢总量的计算:

H₀=S+C+36rFe²⁺+17rAl³⁺+20rMg²⁺+59rCa²⁺

式中:S———地热流体中的悬浮物含量(mg/L);

C———胶体含量，C=SiO₂+Fe₂O₃+Al₂O₃(mg/L);

r———离子含量的每升毫克当量数。

对氯离子含量高(超过25%摩尔当量)的地下水，可采用拉申指数(LARSON)判断碳酸钙的结垢趋势。拉申指数按下式计算:

浅层地温能资源评价

式中:L_i———拉申指数;

Cl———氯化物或卤化物浓度;

SO₄———硫酸盐浓度;

ALK———总碱度。

三项均以等当量的CaCO₃(mg/L)表示。

当L_i>0.5时，不结垢;当L_i<0.5时，可能结垢。

3.地下水污染评价

在地下水污染区、枯咸水赋存区及地下水中存在热敏感组分的区域开发浅层地温能，如果开发利用不合理或未采取妥善的措施，容易引发含水层地下水污染问题。为避免污染的发生，需要对区域地下水环境、污染状况及潜在的热污染问题进行分析和评价，以便提前制定妥善的对策和措施。

(1)地下水污染状况评价。地下水污染问题是当前我国地下水面临的一个非常重要的问题。由于人类活动的影响，加上缺乏有效的管理与保护措施，许多地区的浅层地下水遭受不同程度的化学污染。在浅层地温能开发利用过程中，由于工程设计和施工不合理，浅层地温能开发活动沟通了上下含水层之间的联系，从而诱发未污染含水层中的地下水污染问题。为解决地下水诱发污染问题，在进行区域水质评价时，需要对区域地下水污染状况、污染源的类型及空间分布特征等进行调查和评价，分析浅层地温能开发活动对相邻地下水含水层的潜在污染风险和影响，以便提前制订处理方案和应对措施。

(2)区域劣质水调查与评价。由于地质成因作用，有些水文地质单元中不同含水层的水质相差较大。有些含水层的水质较好，是当地地下水开发利用的重要目标层位;而有些含水层的水质较差，不适宜生活或其他用途。浅层地温能开发利用过程中，钻井施工及地下水混层开采和异层回灌，容易导致不同含水层的混层污染。如华北一些地区浅层地下水为咸水，一些沿海地区也分布有局部入侵咸水体。如果处理不当，极易引发相邻含水层的污染。为防止此类事件的发生，需要对不同层位地下水水质进行分层评价，分析和预测混层污染的可能性及其影响，提前做好防范设计和制定应对措施。

(3)热敏感物质评价。有些工程采能负荷较大，且冬夏两季的供暖和制冷负荷悬殊或系统只设计单冷或单暖模式。此类热泵采能系统的长期运行，将导致局部地温场的陡增、陡降或趋势性变化，在浅部地层中形成所谓的“热堆积”和“冷窟”。如果含水层中存在对温度变化比较敏感的化学物质，可能因热污染造成水质的显著变化。因此，需要对区域水质中是否存在热敏感物质进行认真分析和调查研究，评价和预测热化学污染作用对地下水水质的潜在影响及其影响范围和程度，为区域浅层地温能资源开发利用决策及水质热污染应对措施的制定提供重要依据。

(五)区域地质环境评价

由于近年来人类活动的影响，加上特殊的地质条件，我国许多地区存在地面沉降、地裂缝、地面塌陷等地质环境问题。为防止浅层地温能开发诱发地质灾害，同时避免地质灾害对地源热泵采能系统的破坏和影响，指导浅层地温能的开发利用规划和地源热泵采能系统的选型和工程布局，需要对区域地质环境问题进行调查和评价。

区域环境问题调查和评价工作需要对区内地质灾害问题、发生的频率及严重程度进行调查和统计，如地面沉降、地裂缝的位置、分布范围、迹象、危害程度、形变速率等，分析诱发地质灾害的主要原因，预测地质灾害的发展趋势。