【找水经验】北方石灰岩分布地区,如何寻找地下水?(排泄区篇)

2022-02-28
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石灰岩地下水的排泄区,往往有大型泉水出露。这里的地下水水位埋深一般小于30米。由于岩溶裂隙的发育深度很大,石灰岩地下水运动的深度也很大,所以大型石灰岩泉水常常具有上升泉向上翻涌的外观。泉水附近,钻孔水位往往高出地表。


在石灰岩地下水的排泄区,地下水的富水性很高,可以直接开挖泉水,或是施工大口径的管井。




 1、开挖泉水的覆盖土层: 

泉水露头附近,往往有松散岩层覆盖,部分地下水以地下径流的形式,排向下游。开挖泉水露头附近的覆盖层,降低泉水水位的标高、通常可以使泉水流量有所增加。


由于泉水露头附近的地层结构不同,开挖的效果也不相同。一般说来,泉水经过开挖,流量可以增加5%-30%左右。


山西省朔县神头泉流量75立方米/秒,开挖土方5下方,泉水水位降低0.5-07米泉水流量增加0.5立方米/秒介休洪山泉开挖30米长的截流沟一条,流量由1.2增加到1.8立方米/秒;洪洞霍泉开挖截流沟以后,流量由4.2增加到4.4立方米/秒;临汾龙子祠泉水流量6.0立方米/秒,开挖土方3万方,泉水水位下降1-2米,浅井水位下降0.5米、泉水流量增加0.6立方米/秒。


 2、剥离覆盖层寻找主泉眼: 

石灰岩岩溶裂隙和溶洞的发育是不均匀的。在大型的石灰岩地下水排泄区,地下水集中于几个泉组,而每个泉组又有1一2个主泉眼。在覆盖层不厚的情况下,应该剥离覆盖层,寻找涌水最最大的丰泉眼。


山西省平定县娘子关泉水,总流量达15立方米/秒,主要由城西泉、坡底泉、五龙泉、滚泉和水帘洞等5个泉组组成。其中坡底泉,砂卵石覆盖层厚3一7米,用推土机剥离覆盖层以后,发现白云岩岩溶裂隙向西倾斜,倾角55°--60°主泉眼溶洞直径06米,流量07立方米/秒,此外尚有两组小的泉群,流量分别为01及02立方米/秒(图68)。



 3、在砂卵石层中布井: 

如果在石灰岩地下水排泄区,地下水水位以下有厚度较大、透水性良好的砂卵石层,也可以在砂卵石层中凿钻管井,汲取砂卵石中由石灰岩补给的地下水。


山西省太原市兰村附近,是石灰岩地下水的排泄区,汾河水下泉水总流量有3--5立方米/秒。附近汾河河床砂卵石层厚15-26米,渗透系数最大达250米/昼夜。在砂卵石层中施工管井,井管内径8寸,深15-26米,单井抽水水位降深3米,出水量一般达到5000-8500立方米/昼夜。其中14号井,深23.27米,水位高出地面2.76米,抽水水位降深1.87米,流量达9620立方米/昼夜。


又如山西省临汾县龙子祠泉水,泉水露头附近松散地层厚度大于120米,其中60米以内以砂卵石层为主,地下水由石灰岩岩溶裂隙水补给,富水性很强。4号管井,深57米,管径0.5米,抽水水位降深5.44米,出水量达9800立方米/昼夜。


 4、在泉水附近布井:

泉水露头附近,石灰岩岩溶发育,管井的出水量大。在没有断裂构造、覆盖层不厚的情况下,一般距离泉水20米范围以内、深度在40米以内,石灰岩的岩溶最为发育。


娘子关泉水五龙泉泉组流量214立方米/秒。距泉水不及10米的1号钻孔,深80米,无松散岩层覆盖。0-80米-段,抽水水位降深0.48米,出水量6100立方米/昼夜;而30-80米一段,抽水水位降深102米,出水量仅有360立方米/昼夜。


又如娘子关泉水坡底泉泉组附近的1号孔,距泉水10米,孔深120米,砂卵石层厚3米。3-18米一段,抽水水位降深1.24米,出水量3960立方米/昼夜;而18-120米一段,抽水水位降深4.01米,出水量仅有120立方米/昼夜。


 5、在间歇泉附近布井: 

间歇泉附近,地下岩溶裂隙比较发育,地下水也比较丰富,适于施工管井。


山西省平定县程家,位于娘子关泉水的上游,河床中有小的间歇泉水出露。在近60年的时间内,该泉曾间断过4次。距该间歇泉8米处,施工的1号管井,井管内径10-16寸,深75米,除地表有5米厚砂卵石层以外,全部是具有岩溶裂隙的石灰岩,抽水结果,水位降深5.8米,出水景达6000立方米/昼夜。距该间歇泉100米以外施工的2号管井,井深120米,抽水水位降深10.5米,出水量4800立方米/昼夜(图69)。又如山西省五台县李家庄泉水流量20-2.5立方米/秒。其上游胡家庄有一处间歇泉,丰水年有水涌出。在间歇泉附近河床砂卵石层中开挖一个大口井,直径15米,深4米,出水量可以满足4寸离心泵抽水。



 6、寻找断层破碎带的岩溶裂隙水:

在泄水区,石灰岩的断层破碎带富水性很高,是开采地下水的理想地段。


北京市房山县南韩继钻孔,孔径130-200毫米,孔深250米。在孔深200米上下穿过岩溶发育的断层破碎带,抽水水位降深2.30米,出水最达1200立方米/昼夜(图70)。又如山西省太原市晋祠泉水流量1.4-21立方米1秒。1号泵房距泉水约1000米与泉水同在一条构成汾河地堑的正断层带上。该井井下见有破碎的石炭系砂岩和奥陶系石灰岩,地下水水位埋深05米,抽水水位降深118米,出水量5440立方米昼夜。




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