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1、焦作地区水文地质和工程地质认识实习 焦作地区水文地质和焦作地区水文地质和 工程地质认识实习工程地质认识实习 专业班级：专业班级：地质工程地质工程 1010 级级 2 2 班班 指导老师：指导老师：刘保刘保民民 姓姓 名：名：王其王其森森 学学 号：号：3 1 1 0 0 3 0 0 0 2 23 1 1 0 0 3 0 0 0 2 2 4 4 日 日 期：2013年 12 月 26 日 期：2013年 12 月 26 日 1 焦作地区水文地质和工程地质认识实习 目目 录录 一实习目的一实习目的 3 二实习时间及地点二实习时间及地点 3 三实习内容三实习内容焦作地区水文地质条件焦作地区水文地质条
2、件 4 3.1 水文水文 4 3.2 构造构造 5 3.3 区域水文地质条件区域水文地质条件 . 6 3.4 岩溶水水文地质条件岩溶水水文地质条件 . 7 3.5 孔隙水水文地质条件孔隙水水文地质条件 . 8 3.6 孔隙水与岩溶水水力联系孔隙水与岩溶水水力联系 9 3.7 焦作水资源开发利用状况焦作水资源开发利用状况 10 四实习内容四实习内容焦作地区工程地质条件焦作地区工程地质条件 12 4.1 焦作市地形地貌分析焦作市地形地貌分析 . 12 4.2 焦作地区工程地质分区焦作地区工程地质分区 13 五实习认识五实习认识 14 2 焦作地区水文地质和工程地质认识实习 焦作地区水文地质和工程地
3、质认识实习焦作地区水文地质和工程地质认识实习 一一实习目的实习目的 本次实习的目的在于培养我们运用所学工程地质和水文地质专业课理论知识分析水文 地质和工程地质现象的能力，以及掌握观察描述水文地质、工程地质现象的能力。 实习以焦作市水文地质模型为学习对象， 通过对焦作市水文地质的分析， 加深对水文地 质基本理论的认识，并能根据焦作市的水文地质条件、构造、地层等资料对焦作市的工程地 质条件进行分区。 二二实习时间及地点实习时间及地点 实习时间：2013 年 12 月 9 日。 实习地点：焦作市水资源管理办公室。参观焦作市水文地质模型，见照片 2-1 焦作市水 文地质模型。 照片照片 2-1 焦作市
4、水文地质模型焦作市水文地质模型 3 焦作地区水文地质和工程地质认识实习 三三实习内容实习内容焦作地区水文地质条件焦作地区水文地质条件 3.1 水文水文 本区河流分属黄河水系和海河水系两大水系，河流有丹河、西石河、山门河、纸坊沟、 峪河、新河、大沙河等，丹河属于黄河水系，其余河流属于海河水系。丹河和峪河为常年性 河流， 其它为季节性河流。 丹河发源于山西省高平县境内， 干流长 162km， 流域面积 3150km 2。 山路平水文站多年平均流量为 11.1m 3/s，基流量为 6.8m3/s。该河流经灰岩分布区，河流漏 失严重，是焦作市岩溶地下水的重要补给源之一。后寨至后陈庄段是河水强烈渗漏河段
5、，渗 漏量 1.2841.734m 3/s。西石河、山门河、纸坊沟流经灰岩分布区，河流漏失严重，常表现 为干谷。除丰水年有洪水流出山口外，其余时间均无水流，河水在距出山口 5-10km 地段全 部漏失补给地下水。普济河、群英河（闫河） 、翁涧河发源于市区北部山区，自北向南流经 焦作老城区， 在高新区汇入新河。 三条河流均为排污河， 常年接纳市内工业污水和生活污水， 只有当山区爆发洪水时，才会有洪流通过。三河流均为严重污染河流，主要污染指标是化学 需氧量、生化需氧量、悬浮物、高锰酸钾指数、非离子氨和挥发性酚。新河源于灵泉碑村西 南角的灵泉湖水，流向自西向东，总长 16.7km，河床宽 3.0m，
6、深 1.5-2.5m。灵泉湖是地下 水以自流泉形式泄于地表而成，近年来因区域地下水水位下降，泉流量减小，流入新河地下 水量很小。目前，新河水流主要是来自市区的工业和生活污水，50 年一遇洪峰流量为 1749m 3/s。大沙河是幸福河和沙河在灵泉碑南郭村北汇聚而成，其中沙河上游是石河，发源 于山西陵川县， 丰水期山区爆发洪水时才有洪流通过， 其余时间水流主要是工业和生活污水 及排泄于地表的地下水。河宽 200m，河床宽 4-5m，深 2-3m，两岸有河堤，百年一遇洪峰流 量 2730m 3/s。河水污染严重，主要污染因子是化学需氧量、生化需氧量、高锰酸钾指数、挥 发性酚、悬浮物、非离子氨。 表表
7、 3 3- -1 1 焦作地区主要河流基本情况一览表焦作地区主要河流基本情况一览表 水系 河流名称 发源地 流域面积 km 2 流量（m 3/s） 备注 断面 最大 最小 平均 黄河 丹河 山西高平 3150 山路平 1880 4.09 11.1 海 西石河 山西陵川 333 孤山 245 峪河 山西陵川 556.36 峪河口 882 0.15 3.41 纸坊沟 山西陵川 255 马鞍石 69.7 山门河 本市山区 123.7 白庄 89.8 普济河 本市山区 丰收路桥 2.6 环保局 4 焦作地区水文地质和工程地质认识实习 河 群英河 本市山区 站前路桥 0.4 监测站 1995 年 实测平
8、 均流量 翁涧河 本市山区 建设东路桥 1.4 新河 灵泉湖 灵泉碑断面 0.6 住郭庄断面 10.0 大沙河 山西陵川 修武水文站 5.6 3.2 构造构造 本区基岩断裂构造发育，多为高角度正断层。受断裂构造控制，区内地层形成由北向南 呈阶梯状下降的单斜式构造形式，地层倾角为 100-200。现将对深层岩溶水运动、分布和富 集有控制意义的断层简要描述如下： （1）凤凰岭断层 西起西向附近的石河附近，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 70km。 断
9、层呈东西向走向， 倾向南， 倾角 700-800， 为一正断层，落差 200300m。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 600700，北盘上升，南盘下降，落差 7001
10、000m。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 水不能通过断层向南运动，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 700。南东盘上升，北西盘下降，落差 3001000m。 南东盘局部地段中奥陶统灰岩直接暴露地表， 形成北东向展布的残丘， 残丘附近中奥陶统灰 岩与第四系地层接触， 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，50 年代泉流量达 12
11、m3/s。该断层与也是岩溶水强径流带，演 5 焦作地区水文地质和工程地质认识实习 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汇， 中间被凤凰岭断层截断，东北端与方庄断层交汇，起到沟通各大断层的作用。 (4)赵庄断层 西南端在与凤凰岭断层斜接，向东北方向延伸，全长 35km，倾向南东，倾角 650850。 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。
12、导水性强，该断层西侧的 冯营矿多次突水，最大突水量 85m2/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。 3.3 区域水文地质条件区域水文地质条件 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察报告 （1989 年） ，焦作地区地下 方庄矿 九里山矿 演马矿 韩王矿 冯营矿 焦西矿 朱村矿 王封矿 小马矿 中马矿 F1 F1
13、F2 F2 F3 F3 F4 F5 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 图图 3-1 焦作地区基岩焦作地区基岩断裂构造纲要图（断裂构造纲要图（1：20 万）万） （F1凤凰岭断层；F2朱村断层；F3九里山断层；F4方庄断层；F5赵庄断层；F639 号井断层； F73 号井断层；F8天官区断层；F9中站断层；F10王封断层；F11冯封断层；粗黑线表示山区与平原分界） 6 焦作地区水文地质和工程地质认识实习 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。 3
14、.4 岩溶水水文地质条件岩溶水水文地质条件 焦作裂隙岩溶水系统是我国北方岩溶区发育比较典型的系统之一。 区内寒武奥陶系碳 酸盐岩出露面积大，地层厚，岩溶裂隙发育，为岩溶地下水的补给、径流和排泄提供了有利 条件。区内构造发育，岩溶水分布和运动明显受构造的控制，一些规模较大的断裂如凤凰岭 断层、朱村断层、九里山断层及方庄断层是岩溶水的强径流带，控制了矿区岩溶水的分布和 总体运动方向。 焦作山前地区是九里山泉域岩溶水的集中排泄区， 北部山区是岩溶水的补给 区，地表分布的碳酸盐岩面积达 1167.5km2，地表及地下岩溶发育，有利于岩溶水的补给和 赋存。良好的补给、赋存和径流条件，使焦作岩溶水资源丰富
15、。处在山前的焦作矿区，则因 矿井水文地质条件复杂，矿井水害严重，成为我国著名的岩溶大水矿区之一。 7 焦作地区水文地质和工程地质认识实习 焦作北部山区是岩溶水补给区， 焦作山前冲洪积平原区则是岩溶水的排泄径流区。 山 区地表分布有大面积的碳酸岩盐，溶蚀裂隙及溶孔发育，接受大气降水的入渗补给。丹河、 西石河、山门河和子房沟河流经碳酸岩盐分布区，河床渗漏严重，地表水沿河渗漏是焦作岩 溶水的重要补给来源之一。丹河常年有水，多年平均渗漏量为 1.60m3/s，其它河流属季节性 河流，河床漏失也严重，河水在距出山口 510km 地段全部漏失补给地下水。岩溶水在焦 作北部、西部接受补给后，由北向南向山前排
16、泄区径流。赵庄断层是一条弱导水断层，岩溶 水以赵庄断层为界形成水位差达 70200m 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， 水位变幅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。枯水期（每年 35 月份）高水位 区岩溶水位在 130160m 之间，而低水位水位在 7080m 左右。丰水期（每年 910 月） 岩溶水获得大气降水入渗补给后， 高水位区岩溶水水位会很快上升至 200240m， 而低水位 区岩溶水位仍保持在 80-85m 左右，水位上升幅度通常只有 1012m。 近山前地带是岩溶水排泄径流区， 断裂构造和岩溶发育。 岩溶水自山区水平径流至排 泄区后，便沿凤凰岭断层、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。 、 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
