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区域水文地质条件解读

1 区域水文地质条件1.1 区域自然地理概况邯邢地区位于河北省南部,包括邯郸和邢台两市。

全区地形西部为山区丘陵,东部为平原,地形总趋势呈西高东低。

气候属北温带季风气候区,年平均降水量531~552mm。

邯邢地区矿产资源丰富,尤以煤铁资源著称,矿产资源开发已经成为该区主要产业之一。

依靠资源优势,目前初步形成了煤炭、冶金、电力、陶瓷、建材、纺织等门类较为齐全的工业体系。

河流,区内从北到南主要有沙河(上游为朱庄川也称北沙河、渡口川也称南沙河)、洺河(上游为马会河、北洺河、南洺河)、滏阳河、漳河(上游为清漳河、浊漳河)。

除漳河属南运河水系外,其余均属子牙河水系(见图1-1)。

流经石灰岩的河流渗漏严重。

水库,区内大型水库主要有:朱庄水库、东武仕水库和岳城水库(见表1-1)。

中小型水库主要有:野沟门水库、东石岭水库、峡沟水库、口上水库和车谷水库。

表1-1 主要水库一览表1.2 区域地质概况 1.2.1 地层本区出露地层主要有太古界赞皇群片麻岩,震旦亚界、古生界寒武系、奥陶系石灰岩与第四系松散岩层,其次是石炭系、二叠系,中生界三叠系、侏罗系、白垩系及第三系的砂砾岩、页岩等。

同时伴有岩浆岩的侵入。

基岩地层走向北东,倾向南东,岩层倾角一般10°左右,局部地段受构造的影响,地层产状有所变化。

石炭二叠系地层是区内主要含煤地层,夹有8~10层煤和3~5层薄层石灰岩(图1-2)。

么犭图1-3 邯邢地区大地构造位置示意图1.2.2 构造邯邢地区在大地构造上位于天山-阴山、昆仑-秦岭两个巨型纬向构造带之间,“祁吕贺”山字型构造前弧东翼边缘,新华夏系第三隆起带(太行山复背斜)与第二沉降带(华北沉降带)之间的过渡地带(见图1-3)。

二级构造应属赞皇隆起与武安-涉县凹陷。

区域构造主要受新华夏系控制,构造线呈北北东向,形成倾向南东的单斜构造。

区内构造以断裂为主,褶皱次之。

褶皱规模较小,多为短轴背斜、向斜。

断裂多为高角度(60°~85°)正断层。

主要断裂有涉县~长亭断裂、紫山~鼓山断裂、邢台断裂、南洺河断裂等(表1-2)。

表1-2 区域主要断裂一览表1.2.3 岩浆岩岩浆岩为燕山期闪长岩侵入体。

由西向东出露有符山、固镇、武安、矿山、綦村、新城、紫山和鼓山8个较大的岩体(见表1-3,图1-2)。

闪长岩多以似层状侵入奥陶系石灰岩中,并在其接触带上形成矽卡岩型铁矿床。

1.3 区域水文地质条件1.3.1 主要含水层区内主要含水层为中奥陶统(O2)灰岩含水层,其次为石炭系(C)煤系地层中薄层灰岩含水层(主要为山伏青灰岩和大青灰岩)以及第四系(Q)砂砾石含水层。

其中O2灰岩含水层为最强的含水层,并根据岩性特点分为3组8段。

每组底部的一段由不纯碳酸盐岩(以角砾状灰岩为主)组成,如1、3、6段角砾状灰岩,属于相对隔水层;2、4、5、7段为纯灰岩,属于强含水层。

各段岩性及水文地质特征见表1-4。

O2灰岩为煤矿床的间接底板、铁矿床的直接顶板,C 薄层灰岩为煤矿床的直接顶板或底板。

O2灰岩和C薄层灰岩通过断裂沟通,发生水力联系,因此对矿山开采构成严重威胁。

表1-4 峰峰矿区中奥陶统岩性及水文地质特征根据区域地形地貌、地质构造和水文地质条件特点,将全区划分为3大岩溶地下水系统(或水文地质单元),分别为:(1)邢台百泉岩溶地下水系统(亦称北单元);(2)峰峰黑龙洞泉岩溶地下水系统(亦称南单元);(3)涉县东风湖泉岩溶地下水系统(亦称西单元)。

这3大岩溶地下水系统在平面上的分布位置见图1-4。

上述每个单元都具有自己独立地下水流动系统,并以岩溶大泉的形式集中排泄,因此,也称为泉域。

邯邢地区岩溶地下水系统基本情况见表1-5。

表1-5 邯邢地区岩溶地下水系统基本情况一览表(1)峰峰黑龙洞泉岩溶地下水系统北有邢台百泉单元,南有河南珍珠泉单元,西有涉县东风湖泉单元与之相邻,其边界为(图1-5):北部边界:为北洺河区域地下水分水岭和南洺河断层;南部边界:至漳河南岸,其西段山区与地表水分水岭相一致,东段平原区为地下水分水岭;图1-4 邯邢地区岩溶地下水系统分布图东部边界:为奥陶系(O)与石炭系(C)接触带,O灰岩顶板-500m标高等高线(或鼓山东侧断裂);西部边界:为涉县-长亭阻水断层。

(2)邢台百泉岩溶地下水系统北有邢台临城石鼓泉单元,南为峰峰黑龙洞泉单元,其边界为:北部边界:以内丘-西北岭地下分水岭,与临城石鼓泉单元相隔;南部边界:为北洺河区域地下水分水岭,和峰峰黑龙洞泉单元毗邻;东部边界:为奥陶系(O)与石炭系(C)接触带,O灰岩顶板-500m标高等高线(或邢台—内丘弧形大断裂);西部边界:为地表分水岭,大体位置在河北与山西两省省界附近。

图1-5 邯邢地区岩溶地下水系统划分图1.3.3 地下水系统基本特征(1)峰峰黑龙洞泉岩溶地下水系统峰峰黑龙洞泉域面积2680 km2,石灰岩裸露面积1296 km2。

地下水的主要补给来源为大气降水,另外还有南、北洺河流经灰岩区的渗漏补给。

岩溶水的径流明显地受构造和埋藏条件的控制,从宏观上看呈现为自西向东的径流总趋势。

西部九山、东部鼓山裸露灰岩接受大气降水补给,大气降水渗入地下后转化为地下水,地下水沿地层倾向自西向东径流,并向岩溶强径流带内汇集,汇集于岩溶强径流带的地下水向黑龙洞泉方向径流,最终于黑龙洞泉群排泄。

排泄点黑龙洞泉出露标高为122 m,多年平均泉流量为7 ~ 9 m3/s,最小泉流量5.0 m3/s(1973年6月),最大达35.4 m3/s(1963年8月),20世纪80年代以后,由于滏阳河源头岩溶水的大量开采,1987年泉水开始断流(图2-5),以后仅在丰水年或雨季有泉水出流。

水化学类型为HCO3·SO4–Ca·Mg型水,矿化度为0.428g/L。

泉域内岩溶地下水最大径流长度45km,最大循环深度的标高为–500m。

地下水动态明显地受大气降水的季节性、周期性变化规律所控制。

每年7、8、9三个月集中接受补给,水位上升,枯季长期消耗,水位缓慢下降,具有集中补给,常年消耗,周而复始的特点。

约7 ~ 10年出现一次多年周期的高水位。

(2)邢台百泉岩溶地下水系统图1-6 峰峰黑龙洞泉流量动态泉域面积3843 km2,石灰岩裸露面积339 km2。

地下水的主要补给来源为大气降水,另外,境内白马河、七里河、沙河(北为朱庄川,南为渡口川)、马河、北洺河等,进入灰岩区后漏失断流,补给地下水。

从宏观上看,岩溶水呈自西向东径流的总趋势。

西部山区裸露灰岩接受大气降水补给后,沿地层倾向自西向东径流,并向岩溶强径流带内汇集,受邢台断层的阻挡,岩溶水溢出,形成百泉。

排泄点百泉出露标高为67 m,多年平均泉流量为6 ~ 8 m3/s,最小泉流量2.0 m3/s (1973年6月),最大达9.6 m3/s(1963年8月)。

由于岩溶地下水的开采量逐年增加,以及上游水库的截流,泉流量逐年减少,1982年出现断流,以后时断时流,流量极小,现在完全断流。

水化学类型为HCO3–Ca·Mg型水,矿化度为0.328g/L。

泉域内岩溶地下水最大径流长度49km,最大循环深度的标高为–650m。

地下水动态明显地受大气降水的季节性、周期性变化规律所控制。

每年7、8、9三个月集中接受补给,水位上升,枯季长期消耗,水位缓慢下降。

岩溶地下水位的下降期,一般在补给区为每年的10月至翌年6月,径流区为每年的11月至翌年6月,排泄区为1 ~ 6月。

百泉岩溶地下水的年变幅,在补给区一般为20 ~ 150 m,径流区为10 ~ 20 m,排泄区为0.5 ~ 10 m。

地下水动态除具有年内季节性变化规律外,还存在7 ~ 10年出现一次多年周期变化规律。

图2-6 邢台百泉流量动态1.3.4 岩溶水强径流带岩溶水强径流带是北方石灰岩地区发育的一种普遍的岩溶水文地质现象,也是北方泉排型岩溶地下水系统的一个典型特征。

岩溶水强径流带是碳酸盐岩经差异性溶蚀形成的。

由于岩溶地区裂隙大小的差异,水流愈来愈集中于大的裂隙,水流集中造成大的裂隙进一步溶蚀、扩大。

通过差异性溶蚀,水流越来越向少数主要通道集中,地下水循环速度加快,结果形成非均质、各向异性的含水介质。

因此,岩溶发展的过程实质上便是介质的非均质化过程和水流的集中化过程,最终沿大的构造裂隙方向演化为岩溶水强径流带。

研究区岩溶水强径流带具有如下特点:(1)岩溶水强径流带的发育受区域构造所控制,其中纵向构造控制着区域主要径流带的展布方向,其方向与近SN向构造的各种阻水界面的走向基本一致,在平面上呈纵向条带状分布。

抽放水试验中水位降落漏斗的长轴方向与其走向基本一致。

而埋藏条件则决定着径流带的强弱,一般来说强径流带埋藏较浅,弱径流带埋藏较深。

本区强径流带主要沿背斜、向斜翼部的浅埋区分布。

(2)岩溶水强径流带内岩溶发育,富水性强、且相对均匀;远离岩溶水强径流带,岩溶不发育,富水性弱,具明显的非均质性。

从地下水开发利用的角度来看,岩溶水强径流带也是最富水的地段,邯邢矿区的主要供水水源地就位于岩溶水强径流带上;从矿山防治水的角度来看,邯邢矿区的煤、铁矿床也主要位于岩溶水强径流带上,是矿山防治水中的重点防治对象。

(3)沿岩溶水强径流带延伸方向的近SN向导水性强,垂直径流带延伸方向的近EW向导水性弱,具有明显的各向异性特征。

径流带内岩溶水水力梯度平缓,动态稳定。

岩溶水的径流方向具有“向泉性”,并通过岩溶大泉排泄。

峰峰黑龙洞泉域岩溶地下水系统发育有3条规模较大的岩溶水强径流带,分别是:①鼓山东侧强径流带,②南洺河-黑龙洞强径流带,③漳河-黑龙洞强径流带,详见表1-6。

邯郸市的主要供水水源地羊角铺水源地就位于强径流带的排泄区,而且,峰峰矿区大多数煤矿也均位于强径流带上,因此对矿床的开采构成严重威胁。

表1-6 峰峰黑龙洞泉域岩溶水强径流带邢台百泉泉域岩溶地下水系统也发育有3条规模较大的岩溶水强径流带,分别是:①白马河-百泉强径流带,②沙河-百泉强径流带,③紫泉-百泉强径流带,详见表1-7。

邢台市的主要供水水源地就位于岩溶水强径流带的排泄区,而且主要铁矿也均位于岩溶水强径流带上,因此对矿床的开采构成严重威胁。

2 井田地质概况2.1井田自然地理概况2.1.1 位置与交通河北省峰峰集团公司万年矿位于峰峰矿区北部,隶属武安市伯延、磁山二镇和峰峰矿区和村镇,北距武安市10km,东距邯郸市35km,南距峰峰矿务局20km。

井田西以F1号断层为界;南以F11号断层为界与通二矿相邻;东部南段以F15号断层为界,中段为岩浆岩体,北段以煤层-750m等高线为界;北部以F1号断层和煤层-750m等高线为界。

井田南北长9km,东西宽1~4km,面积约22km2。

万年矿井田西2km为磁山火车站,有邯(郸)长(治)铁路及邯郸环行铁路线经过,公路南通峰峰矿区、北通邯郸市、西通涉县,区内交通十分便利(见图2-1)。

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