【找水经验】北方石灰岩分布地区,如何寻找地下水?(径流区篇)

2022-01-21
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石灰岩地下水的径流区,地下水水位埋深一般在30~200米。这个地区的丘陵和河谷地带,在适当的条件下,可以开挖竖井或施工管井,开发石灰岩中的潜水和承压水。径流区找水的主要方法为:


(1)寻找岩脉阻水构造:

在一些石灰岩分布地区,有不同方向、不同宽度的火成岩岩脉穿插。这些岩脉的隔水性能较好,在一定的条件下,岩脉的上游一侧可以布井。


北京市水口子泉水,即因受辉绿岩岩脉的拦阻而流出,流量29升/秒(图62)。


又如,北京市平谷县西长峪,在岩脉上游一侧施工水井一眼,其水位比按平均水力坡度推算的水位高25米,出水量也较大。


(2)寻找岩层倾斜有利的地段;

根据北京市钻探资料的分析,石灰岩倾角在30°-65°之间,层面裂隙发育,富水性最好。如延庆县黑汉岭,上震旦统硅质石灰岩倾角40°一50°附近施工5个钻孔,揭露含水层80-100米,抽水降深10一12米,单井出水量大于1500立方米/昼夜。其它一些地区,硅质石灰岩倾角小于30°或近于垂直,单井出水量小于300立方米/昼夜。


(3)寻找构造断裂带:

石灰岩受断裂构造作用而破碎地表水流经断裂带,往往发生大量漏失。石灰岩层的断裂带和断裂的影响岩带,是地下水运动的通道和富集的场所,在断裂带和影响岩带上盘施工水井,往往可以获得较好的结果。


河南省密县东关坚井,位于正断层的上盘。井深141米见到断层角砾岩,角砾岩胶结良好,透水性很差。至井深153米,穿过断层角砾岩进入石灰岩的断层影响岩带,沿裂隙大量涌水。该竖井峻工井深176米,抽水水位降深125米,出水量1915立方米/昼夜(图63)。


地堑和地垒构造多是由正断层组成的,在地堑和地垒构造的断层附近也可以布井。如密县姚山竖井附近为一地堑构造。地堑中间是中寒武统石灰岩,两侧是下寒武统页岩。井下石灰岩裂隙密集,井深25米,出水量480立方米/昼夜(图

64)。


地堑中间如果是由柔性岩石(页岩、片岩等)组成,两侧由刚性岩石(石灰岩、白云岩等)组成,水井则应布置在断层附近刚性岩石的一侧。如密县东瓦店,沿层线布置竖井3眼,均位于下盘奥陶系石灰岩之中,井深50-70米,单井出水量960-1440立方米/昼夜(图65)。


(4)寻找张裂隙发育的背斜构造:

背斜构造的轴部张裂隙发育,地下水富集;平缓的向斜构造,其轴部裂隙多闭合,地下水较少。


如密县郭家外水井,不仅位于背斜轴部,而且位于平推断层的奈引褶皱部位,石灰岩十分破碎。该井深32米,出水量达1920立方米/昼夜。河南省临汝县的梨园,附近是一个平缓的向斜构造。钻探结果,孔深360米,石灰岩完整,水位埋深虽然不及10米,但出水量极小,不能成井。


(5)寻找河床地下深部的岩溶发育带,石灰岩的地下水径流区,地下水水位较深,雨季河水大量漏失,因此,沿河床一线,地下深部的岩溶较为发育,地下水比较丰沛。


山西省平定县岩会,在远离河床的边岸,施工5个钻孔,均因水量极小不能成井。最后,紧靠洪水边线位置,施工一个钻孔,孔深219米。分别于27.2-702米、109.5-133.7米、1855-215.2米穿过3层水平的石灰岩溶蚀带,水位埋深40米,出水量960立方米/昼夜(图66)。


在岩层平缓的石灰岩分布地区施工钻井,深度需要大一些,以便穿过较多的溶蚀带。一般说来,钻孔的深度应超过水位埋深100-200米。上面所说的岩会钻孔的例子,也可以说明这一问题。


(6)寻找无页岩隔水层覆盖的地段:

石灰岩的上部,如果有隔水的页岩覆盖,则不利于地下水的补给和岩溶的发育。山西省兴县车家庄钻孔:0-80米是冲积卵砾石层:80-35.2是砂岩、页岩和煤层,底部有残积的铁矿,是为隔水层;35.2-2906米是石灰岩,岩溶不发育,部分溶隙被粘土充填。石灰岩地下水水位埋深102米,抽水水位降深18米,出水量只有119立方米/昼夜(图67)。

山西省黎城县件桥4号孔,孔深3293米,奥陶系石灰岩之上无页岩隔水层覆盖,石灰岩地下水位埋深9959米,抽水水位降深1.16米,出水量为202立方米/昼夜相形之下,无页岩隔水层覆盖的地段,石灰岩的富水性较高。


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