黑龙江省北安市市区地下水资源评价硕士论文

黑龙江省北安市市区地下水资源评价硕士论文

' 黑龙江省北安市市区地下水资源评价姓名：郑余导师：王锡魁教授专业：地质工程摘要本文分析了国内外水资源评价的研究现状，并从北安市实际情况出发论述了本次工作的意义。针对北安市市区水资源紧缺的局面，在详细分析了本区水文地质条件、地下水物理性质、地下水化学特征、水质、水资源量等因素的基础上，对北安市市区地下水资源进行了综合评价。水是人们生活和生产过程中不可缺少的资源。地下水是水资源的重要组成部分，具有水质良好、分布广泛、水量较稳定等特点，是城市、工矿、农田灌溉、畜牧业、国防工程等的宝贵的供水水源。随着城市和工矿企业的建设和发展，地下水的用量日益增加，出现了诸如土壤盐渍化、附近建筑物边坡塌滑、地面塌陷等很多问题，因此为了可以合理、有效利用地下水，必须对其进行水资源评价。水资源评价内容一般包括水资源质量评价、水资源数量评价和水资源利用评价及综合评价，并且遵循地表水与地下水统一评价的原则。针对本次工作的重点，本文仅对研究区的地下水水质及水量进行综合评价。北安市位于黑龙江省西北部，地处省会哈尔滨市、西部工业城市齐齐哈尔市及北部对俄贸易重镇黑河市的等距离交汇点上，区位优势明显。随着北安城市规模的扩大，工业的发展和人民生活水平的提高，对水的需求量剧增，水资源紧缺一直是制约北安经济社会发展的瓶颈。因此开展市区地下水资源评价，掌握该区地下水资源量及水质情况具有极其重要的现实意义。本文首先介绍了研究区的区域地质及区域水文地质概况，从宏观上把握本区所在地质单元及水文地质单元的特征、地下水主要类型及含水岩组特征。进而通过对本区地下水类型、富水性分区、补径排条件、动态平衡等问题的分析，研究了本区I 的水文地质特征；在此基础上，通过调查分析、取样分析等手段，对本区地下水的物理性质、水化学特征、水质、水环境质量等问题进行了研究；最后对本区地下水资源量进行了计算，特别是在对白垩系裂隙孔隙承压水资源量进行计算时，分别做了稳定流抽水试验和非稳定流抽水试验，并采用WaterlooHydrogeologic公司开发的水文地质软件AQUIFERTEST对含水层的导水系数T、渗透系数K、弹性释水系数S进行了计算，取得了比较好的效果。通过本次工作的评价认为，乌裕尔河、闹龙河漫滩区的第四系松散岩类孔隙潜水为低矿化度淡水，水文参数满足开采需求，可作为供水目的层；全区白垩系碎屑岩类裂隙孔隙承压水属低矿化度软水，水文参数满足开采需求，可作为区内主要供水目的层。其中白垩系裂隙孔隙承压水以HCO3-Na和HCO3-Ca•Na型为主，是天然苏打水，尤其王山东、东胜附近，钠离子含量181.10-189.00mg/l，重碳酸根离子含量361.59~385.93mg/l，pH值8.04~8.08，长期饮用对人体有益，是一种宝贵的矿泉水资源，有着广阔的开发前景；而白垩系裂隙微承压水中，偏硅酸、锶等离子含量较高，偏硅酸最高含量达到33.80mg/l，锶含量达到1.516mg/l，达到国标天然矿泉水标准，在加强保护前提下可以作为小规模矿泉水开发。关键词:地下水，地下水水质，地下水资源量，地下水资源评价，北安市II EvaluationofGroundwaterResourcesinBei’anofHeilongjiangProvinceAuthor:ZhengYuSupervisor:Prof.WangXikuiMajor:GeologicalEngineeringABSTRACTThisarticleanalyzesthepresentresearchofwaterresourcesevaluation,anddiscussesthemeaningofthisjobfromtheactualsituationofBei"ancity.AccordingtothewaterresourcesshortagesituationofBei"ancity,onthebasisofdetailedanalysisofthehydrogeologicalconditionsofthisarea,Physicalpropertiesandchemicalcharacteristics,waterqualityandwaterresourcesquantityofthegroundwater,etc,thisarticleevaluatesgroundwaterresourcesofBei"ancitysynthetically.Waterresourcesareindispensableinpeople"slivesandproductionprocess.Groundwaterisanimportantpartofthewaterresources,whichhasalotofcharacteristicssuchasgoodwaterquality,widelydistributedandstablewater,anditisavaluablewatersupplysourceofthecity,mining,irrigation,animalhusbandry,nationaldefenseprojectsandsoon.Withtheconstructionanddevelopmentofcitiesandindustrialandminingenterprises,theamountofdemandgroundwaterisincreasingnow.Atthesametime,soilsalinization,nearbybuildingsslopelandslide,groundsubsidenceandalotofotherproblemsoccur.Inordertousegroundwaterreasonablyandeffectively,wemustevaluatewaterresourcesontime.Waterresourcesevaluationgenerallyincludewaterqualityassessment,evaluationofwaterquantity,waterresourcesutilizationevaluationandcomprehensiveevaluation,andfollowtheprincipleofintegratedassessmentofsurfacewaterandgroundwater.Accordingtotheemphasisofthework,thisarticleonlyevaluatesqualityandquantityofgroundwaterofthisarea.Bei"anlocatedatthenorthwestofHeilongjiangProvince,islocatedintheIII equidistanceofthecapitalcityHarbin,thewesternindustrialcityQiqiharandthenortherncityHeihewhichtradeswithRussia,itslocationadvantagesareobvious.WiththeexpansionofthescaleofBei’an,thedevelopmentofindustryandtheimprovementofpeople"slivingstandards,demandforwaterisincreasingsharply,theshortageofwaterresourceshasbeenabottleneckrestrictingtheeconomicandsocialdevelopmentinBei’an.Therefore,ithasaveryimportantrealisticsignificancetodevelopurbangroundwaterresourceevaluation,graspthesituationofquantityandqualityofgroundwaterresourcesinthearea.Thispaperintroducestheregionalgeologyandregionalgeohydrologyofthisareafirstly,andthengraspsthecharacteristicsofthisarea,themaintypesofgroundwaterandthecharacteristicsofaquiferrockgroupmacroscopically.Further,fromtheanalysisofthisareagroundwatertypes,groundwaterenrichmentpartitions,groundwaterrechargeconditions,dynamicbalanceandsoon,thispaperresearchesthearea"shydrogeologyfeatures.Basedonthis,throughinvestigations,sampleanalysisandotherways,thispaperresearchesPhysicalandchemicalpropertiesofthegroundwater,waterquality,waterenvironmentqualityandsoon,atlastwehavecalculatedtheamountofthisarea"sgroundwaterquantity,especiallyinthecalculationofamountofthecretaceousfissureporeconfinedwater,wehavedoneexperimentsonstableflowpumpingtestandunsteadyflowpumpingtests,andhavecalculatedT、K、SbyAQUIFERTESTexploitatedbyHydrogeologicCompanyandhavehadagoodresults.Throughtheevaluationofthework,wefindthattheQuaternaryunconsolidatedrockporewaterintheWuyu"erandGaronnefloodplainsislow-salinityfreshwaterwhosehydrologicalparametersmeetminingdemandaswatersupplypurposeslayer.AmongthemthecretaceousfissureporeconfinedwaterismainlyHCO3-Ca•NaandHCO3-Natypes,whichisnaturalsoda,especiallynearWangShandongandDongshengthecontent+2-ofNais181.10-189.00mg/l,thecontentofHCO3is361.59-385.93mg/l,pHis8.04-8.08,beingavaluablemineralwaterresourcesandbeneficialtohumans.Andithasabroaddevelopmentprospects.ButthecretaceousfissureporeconfinedwaterhasahighlevelofIV H2SiO3whichisupto33.80mg/landSrisupto1.516mg/l,thatreachesnaturalmineralwaterstandardofGB.Underthepremiseofstrengtheningtheprotectionitcanbeusedasthedevelopmentofsmall-scalemineralwater.KeyWords:Groundwater,GroundwaterQuality,AmountofGroundwaterResources，EvaluationofGroundwaterResources,Bei’anV 目录第1章前言...................................................................................................11.1选题目的及意义...................................................................................11.2地下水资源评价国内外研究现状.......................................................11.3主要研究内容与技术路线...................................................................21.4论文创新点............................................................................................3第2章自然地理与地质概况......................................................................42.1自然地理................................................................................................42.2地貌特征................................................................................................72.3地质概况................................................................................................9第3章水文地质概况................................................................................143.1区域水文地质概况.............................................................................143.2研究区水文地质条件.........................................................................17第4章水化学特征及水质评价................................................................354.1地下水的物理性质...........................................................................354.2地下水的化学成分...........................................................................354.3水质评价............................................................................................404.4水环境质量评述...............................................................................49第5章研究区地下水资源量计算与评价................................................545.1第四系松散岩类孔隙潜水资源量计算...........................................545.2白垩系碎屑岩类裂隙孔隙承压水资源量计算...............................60I 5.3地下水资源量评价...........................................................................66第6章结论.................................................................................................67参考文献.........................................................................................................69致谢...............................................................................................................72个人简历.........................................................................................................73II 第1章前言1.1选题目的及意义北安市位于黑龙江省西北部，地处省会哈尔滨市、西部工业城市齐齐哈尔市及北部对俄贸易重镇黑河市的等距离交汇点上，区位优势明显。随着北安城市规模的扩大，工业的发展和人民生活水平的提高，对水的需求量剧增，水资源紧缺一直是制约北安经济社会发展的瓶颈。目前城市唯一供水水源为闹龙河水库，由于该水库防洪保护对象重要，水库汛限水位较低，汛期水库蓄水量受到一定限制。尤其最近几年，降水偏少，水库水位持续下降，每年冬末春初都要动用死库容才能勉强渡过水荒难关。且现有水源地属地表水，很容易受到农药化肥累计污染或其它突发性有毒有害性污染，水库一旦出现问题或水质受到污染，就无法保证市区供水。因此开展市区地下水资源评价，掌握该区地下水资源量及水质情况是城市应急系统建设的重要组成部分，这对振兴北安市老工业基地，把北安市建设成黑龙江省北黑经济区中心城市都具有极其重要的现实意义。1.2地下水资源评价国内外研究现状水资源评价内容一般包括水资源质量评价、水资源数量评价和水资源利用评价及综合评价，并且遵循地表水与地下水统一评价的原则，本文仅对研究区的水质及水量进行评价。1.2.1地下水资源评价国外研究现状在美国，联邦政府对水资源数量进行评价，大概是1840年前后开始的。最初是为了改革内河航运，然后随着干旱的西部地区的开发，水资源大量用于农业灌溉。更晚些时候，出现了多目标综合利用水资源的概念和实践，水资源评价工作也相应扩大了范围。1968年，美国水资源理事会的一个小组，编制了第一本美国全国水资源评价报告。这个报告对比了供水与需水，评价了特定的问题，评论了缺水问题，试图进行1 水资源分区，并制定了到2020年的需水规划。在1968年的报告完成之后，水资源评价工作继续进行，并于1978年12月完成了第二次国家水资源评价工作。因为水资源系统是动态的，其条件和制约因素是不断发展变化的，水资源评价成果要不断进行重新估价和更新。美国根据他们国家的情况和经验，认为5~10年进行一次全国水资源评价是适当的。自1977年联合国教科文组织将水资源定义为“可供利用或有可能被利用的水源，这个水源应具有足够的量和可用的质，并能在区域内为满足某种用途而可被利用”以来，国际上开始有许多国家陆续开展了对水资源水质水量相结合评价的研究及探讨。将水量水质相结合的目标纳入水资源管理的决策系统中，并成功应用于流域的水资[1-4]源管理。这种从全局视角对水资源进行评价的方法逐渐被人们认可。1.2.2地下水资源评价国内研究现状我国曾于70年代末、80年代初组织开展过全国第一次水资源调查评价工作，是“全国农业自然资源调查和农业区划会议”提出的“水资源的综合评价和合理利用的研究”项目的组成部分。通过调查和分析，基本查明了全国各地区地表水资源的数量及其时空分布特点，研究了降水、蒸发和径流等水平衡三要素的关系，为全国各地区水资源评价、水利规划、水利化区划以及农业区划提供了重要的科学依据。第一次全国水资源评价距今已近30年。近三十年来，我国经济社会发展很快，对水资源的开发利用、保护造成了很多影响；再加上气候异常，人类活动的加剧，使水资源的平衡在地区分布上已与实际情况发生了很大的变化，需要修正；更何况第一次评价总体上还比较粗，广度、深度不够，资料系列短（具体为1956~1979年），研究范围较窄，只是对地表水水量进行调查评价，而且主要侧重农业和水利方面。因此，该成果已不能满足现在经济社会发展的需要，有必要应用丰富的实测资料，对水资源[5-8]重新全面评价。1.3主要研究内容与技术路线1.3.1主要研究内容本次地下水资源评价工作是在充分搜集已有资料的基础上，通过水样的室内化验及外业抽水试验等手段，准确把握地下水在数量、质量等方面的特性。对于水质2 方面通过饮用水、工业用水、灌溉用水和苏打水等多方面进行评价。对于水量方面通过分别计算各层地下水资源量，并对全部地下水资源未来利用前景进行评价，以达到保护水资源，何理开发利用水资源，以水资源做为支撑实现经济社会可持续发展为最终目标。1.3.2技术路线本文从研究区水文地质条件入手，分别从水文地质、地下水的物理性质、水化学特征、水质、水环境、水资源量等方面对北安市地下水进行了综合评价。收集整理分析已有地质、水文地质资料分析地下水物理特征分析地下水化学特征水质评价水环境质量评价水量评价综合评价1.4论文创新点本文在计算白垩系裂隙孔隙承压水资源量时，分别做了稳定流抽水试验和非稳定流抽水试验，并采用WaterlooHydrogeologic公司开发的水文地质软件AQUIFERTEST对含水层的导水系数T、渗透系数K、弹性释水系数S进行了计算，取得了比较好的效果。3 第2章自然地理与地质概况2.1自然地理2.1.1位置与交通图2-1北安市交通位置图4 北安市位于黑龙江省北部，隶属黑河市。地处北纬47°35′－48°33′，东经126°16′－127°53′之间。北接五大连池市，南抵海伦市；东达逊克、绥棱两县，西与克东县接壤。区内铁路、公路均较发达。滨北铁路、齐北铁路、北黑铁路交汇于此；黑大、碾北、绥北、鹤嫩四条公路干线在此交汇，其中G202国道可直达哈尔滨市，市区与周围各市县公路相连，各乡镇有水泥路、砂石路相通，基本实现公路村村通（图2-1）。研究区以北安市区为中心，范围南起乌裕尔河，北至大兴屯—德胜屯连线；西抵折铁河，东至革命屯—高丽屯一线。地理坐标：东径126°29′00″-126°46′00″，北纬248°20′00″-48°30′00″，面积440km。2.1.2气象北安市属中温带大陆性季风气候，冬季漫长干燥；夏季短促、凉爽、湿润。根据北安气象站1950至2008年气象资料，多年平均气温2℃，极端最高气温39℃（1950年8月2日），极端最低气温-42.2℃（1966年1月18日）；多年平均降水量542.5mm，降水量大部分集中在6~9月份，占年降水量的74%左右，极端月最高降水量达到227.00mm（1984年7月），极端月最小降水量为0.08mm（1981年1月）；年平均蒸发量为1314.3mm，多年相对湿度71%，月平均湿度以8月份为最大达到81%；平均日照时数为2624.2小时；平均无霜期110天，冻结期在11月份至翌年4月份，达160天以上；最大冻土深度2.24m。1975~2008年北安市各主要气象要素（图2-2）。图2-2北安市主要气象要素图5 2.1.3水文北安市境内水系发育，有南北河（讷谟尔河）、通肯河、乌裕尔河。南北河属嫩2江水系，通肯河属呼兰河水系，此外，还有流域面积大于100km的支流26条，集水面积基本都在市域内。研究区内水系发育，主要河流有乌裕尔河及支流闹龙河等。乌裕尔河由东向西横贯北安市中部，发源于小兴安岭西麓，行政区内长98km，多年383平均水位240.06m，年平均流量11.6m/s，多年平均径流量为3.28×10m。闹龙河自修建水库后，主河道断流，仅泄洪道在丰水期有流水（表2-1）。表2-1北安市河流特征表多年平均行政区内河行政区内流河流名称发源地流量径流深径流量2流长（km）域面积（km）383（m/s）（mm）（10m）乌裕尔河小兴安岭西坡98262411.61253.28通肯河海伦县井家店林场104170013.11151.96南北河绥棱山区102.8266115.82005.32讷谟尔河北安市北部17条支流208//0.261.1.4社会经济北安市位于我省北部，总面积7194平方公里，总人口48万，城乡人口各半。市辖6个街道办事处，9个乡镇，城区内有北安农垦分局、通北林业局等多家央、省市直单位。农村设二井子、城郊、东胜、赵光、杨家、通北、石泉、海星、主星朝鲜族九个乡镇，178个村。国内生产总值25.98亿元，人均GDP4995元。北安市为黑龙江省重要的商品粮基地，是黑龙江省小麦和大豆生产区之一。经济作物以亚麻、甜菜为主。生猪、家禽、黄牛饲养量逐年增加，盛产红松、落叶松、樟子松、杨、桦、椴等树种。山产品有药材和蘑菇等。全市有工业企业205户，其中完达山乳业、进发塑料制品有限公司、三九永安药业、飞龙动物制药厂、海圣彩钢板厂、庆华科技开发公司等已成为全市工业骨干企业，已初步形成机械、冶金、化工、食品、建材、医药为主的工业体系。轻工业发展较快，主要产品有白糖、酒精、白酒、饲料、食物油、面粉、亚麻纤维、日用陶瓷、水泥、红砖、淀粉、机制纸等。6 2.2地貌特征研究区为松嫩平原与小兴安岭山脉过渡地带，受构造运动的影响和控制，地势为东北高、西南低，最高点海拔312m，最低点234m。按地貌成因分为剥蚀堆积地形和堆积地形；按成因形态分为剥蚀堆积高平原和冲积河谷平原；按形态特征分为岗阜状高平原和河漫滩区。大体上以于家屯、牛海山屯、瓦盆窑、王脖子山、民生屯一线为地貌界限，界限北为岗阜状高平原，界限南为河漫滩。在市啤酒厂和民生屯附近为陡坎接触，落差10~30m，其它地段多为缓坡接触（表2-2、图2-3）。（1）岗阜状高平原岗阜状高平原分布于乌裕尔河河谷以北，地势略有起伏，微倾向南西，近南北向分布四条冲沟，地面标高为245~312m。上部覆盖耕植土，厚度不等，约0.3~1.1m，下部为白垩系嫩江组碎屑岩（K2n)，局部出露地表。（2）河漫滩河漫滩分布于乌裕尔河及闹龙河两侧，呈近东西向条带状分布，在交汇处地势平坦开阔，多已开垦成耕地，沿河采砂场、砂堆、砂坑比比皆是。多见牛轭湖、水泡子。河漫滩上部为淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粉质砂土，下部为黄色、灰黄色冲积砂砾石。河漫滩地势较低，高出河水位0.5~4.0m，地面标高234~244m，仅有低洼部位在丰水年被淹没。（3）微地貌（a）冲沟：主要分布于岗阜状高平原区和河漫滩接触部位。长80~200m，沟顶宽20~100m，沟底宽2~10m，深2~15m。冲沟断面呈浅“u”字形，平面成喇叭型。在啤酒厂、东安村、自联村冲沟页岩裸露处见侵蚀上升泉。（b）沼泽化湿地：分布于河漫滩区，标高236.5~237.5m。地势低洼、雨季积水，喜水植物茂盛，塔头墩成片，杂草丛生。（c）河曲：乌裕尔河主河道河曲发育，成“S”型，局部见牛轭湖、废弃河道等。局部被开垦为耕地或开发为采砂场。7 表2-2研究区地貌特征表成因成因形态形态特征物质组成类型形态单元分布于研究区南部，沿乌裕尔河、为粉质粘土，有钙质冲积闹龙河呈宽带状展布，宽1.1~3.2km，流水漫滩菌丝体、铁质斑点和河谷地面标高从244m降为234m，略倾向乌地貌Ⅰ锰质小结核，见小砂平原裕尔河。滩面平坦，局部略有起伏，沼粒。泽、牛轭湖发育。剥蚀冲岗阜状分布于研究区北部广大地区，地面上部为粉质粘土、淤湖成积湖积高平原标高312~245m，呈岗阜状起伏，相对泥质粉质粘土，下部地貌高平原Ⅱ高差3~30m。“U”型谷发育。为砂、砂砾石层。图2-3研究区地形地貌图8 2.3地质概况2.3.1区域地质概况2.3.1.1地层按照多旋回槽台学说，北安市地跨小兴安岭—松嫩地块与伊春—延寿地槽褶皱系。市区的东北部为小兴安岭—松嫩地块隆起带的北端，在晚印支花岗岩中，零星分布古生代晚期的地层，并有少部分上侏罗统和下白垩统覆盖，岩性主要为火山岩、火山碎屑岩。市区西部为松嫩中断陷的东北隆起区，在早白垩世晚期，与整个松嫩盆地一起沉降，并逐步扩展，晚白垩世中期发展到鼎盛阶段，湖水向东部漫出断陷范围，湖盆边缘大致位于今日市区东部边界一带，因此，上白垩统嫩江组广泛分布，该组是一套以泥岩为主夹细碎屑岩的深湖—半深湖相沉积，厚度从湖盆边缘到中心逐渐增厚。由于晚燕山运动影响，嫩江组沉积的松嫩盆地开始萎缩，本区相对隆起抬升，缺失沉积。市区东部为伊春—延寿地槽褶皱系茂林—木兰地槽褶皱带的乌底河中、新断陷的西南部，沉积有新近系孙吴组，该组岩性主要为河流相杂色砂砾岩。第四纪，本区地壳以差异性升隆为特点，早更新世后东部小兴安岭抬升，处于剥蚀阶段，西部松嫩平原相对下沉，普遍沉积上更新统哈尔滨组黄土状粉质粘土。晚更新世末期至全新世，本区相对上升，由于河流侵蚀堆积作用，在现代河谷沉积了上更新统顾乡屯组及全新统砂砾石、粉质粘土（表2-3、图2-4、图2-5）。2.3.1.2侵入岩主要分布在南北河北部的丘陵区，沿北东向构造线展布，以晚印支期侵入岩为主。多呈岩基、岩株状产出，少数呈小侵入体和脉状产出。主要岩石类型有正长花岗岩、二长花岗岩和碱长花岗岩，其次为花岗闪长岩。2.3.1.3地质构造全区就整体构造特征而言，是个以小兴安岭丘陵区为支点，由新近系及白垩系构成的向西倾斜的大的单斜构造。由于被新生界普遍覆盖，断裂构造形迹出露较少，仅在本市东部分布有一条与南北河相吻合的北西向压性断裂，即南北河隐伏断裂。断裂西北段（长约17km）出露基岩主要为晚印支期侵入岩，见有断层三角面，东南o段（长约44km）为新近系孙吴组（N1-2s）掩盖，倾角50~60，断裂北东盘水系发育。9 表2-3北安市地层简表厚度界系统组符号分布及岩性简述（m）沿河谷平原分布，主要由砂砾卵石层组成，全新统Q41~5局部上覆厚薄不一的粉质砂土，粘土，砾石磨圆度较好，呈半浑圆状。第分布于河谷残留阶地,岩性上部为粉质粘土2四顾乡屯组Q3g＞4或粉质砂土层，下部为砂。砂砾石砾卵石层，新系上更新局部夹淤泥质粉质粘土透镜体。生统分布于高平原的上部，岩性主要为灰黄色黄界2h12~25哈尔滨组Q3土状粉质粘土，具大孔隙和垂直节理，粉土含量较高，局部夹粉质砂土透镜体。新大面积分布于丘陵区的南部，主要岩性为灰上中新近孙吴组N1-2a＞96白、灰黄色中细砂岩、砾质砂岩、砂砾岩、统系弱胶结。结构松散，孔隙发育。分布于平原区第四系及丘陵区新近系的下部,岩性主要以灰、灰绿色泥岩、泥页岩、白泥质砂岩、砂岩、砂砾岩为主，层理清楚，垩上统嫩江组K2n＞96胶结较差，其中砂岩、砂砾岩单层厚度一般中系2~4m，局部达12.4m，总厚30~50m，为本生区良好供水目的层。界零星分布于丘陵区北部，岩性以灰白色流纹侏岩、斜长流纹岩、玻璃流纹岩为主，其次为罗上统坤特奇组J3k＞1900流纹质角砾凝灰岩及凝灰质角砾岩，局部夹系薄煤层。二零星分布于丘陵区北部，岩性主要为流纹迭上统五道岭组P2w＞1781岩、流纹质凝灰岩、英安质凝灰岩。古系生零星分布于丘陵区北部，岩性以灰黄、灰绿、泥界老秃顶子黄绿色强片理化变质流纹岩为主，其次为流盆下统D3l＞1754组纹质凝灰岩，灰变质钾长流纹岩，斜长质流系纹岩及英安岩。10 图2-4区域基底构造图图2-5北安市地层剖面示意图11 2.3.2研究区地质概况2.3.2.1地层研究区地层主要有中生界白垩系上统姚家组、嫩江组；新生界第四系上更新统和全新统。白垩系（1）白垩系上统姚家组（K2y）：根据揭露岩性等特征分为上下两段。①上段为黑色、灰黑色泥岩、泥页岩。普遍含有叶肢介、介形虫化石，含炭屑。其底部为灰色、灰绿色泥质砂岩，泥质弱胶结，为浅湖相到深湖相陆源碎屑岩沉积建造，沉积环境为弱还原环境，厚度一般50~60m。②下段为灰绿色、紫红色厚层状泥岩夹薄层泥质粉砂岩、较厚层紫红色泥岩夹灰白色泥质含砾中粗砂岩、细砂岩、泥质细砂岩，其细砂岩、泥质含砾中粗砂岩为泥质弱胶结，厚度3.50~7m。在顶部局部含介形虫与叶肢介化石。为浅湖相—边滩相陆源碎屑岩建造，沉积环境为氧化至弱氧化环境。（2）白垩系上统嫩江组(K2n)：根据岩性、岩相与化石对比可划分为两段。①嫩江组一段：上部为灰色、灰绿色、杂色泥岩与灰色泥质细砂岩互层，其中泥质细砂岩半胶结，一般2~3层，单层厚度一般5~10m，最厚可达20m以上。普遍发育薄层钙质砂岩、钙质泥岩；下部为灰色、灰绿色、紫红色泥岩与灰白色、灰绿色泥质中细砂岩互层，其中泥质中细砂岩为弱胶结，一般2~3层，单层厚度一般4~15m。该段地层为浅湖—边滩相陆源碎屑岩建造，为弱氧化环境。厚度100~150m。中细砂岩为主要含水层。②嫩江组二段：顶部为灰黑色泥岩、泥页岩，含炭屑，并普遍含叶肢介、介形虫化石及部分植物化石，含裂隙微承压水；中部为灰色、灰绿色泥岩夹灰绿色、灰色泥质细砂岩，其中泥质细砂岩半胶结，一般2~3层，单层厚3~10m。底部为灰绿色泥质砂岩、泥质中细砂岩、细砂岩，弱胶结。整段地层反应了粗—较粗—细的反旋回，为浅湖边滩相至深湖相陆源碎屑岩建造。沉积环境为弱氧化至弱还原环境，厚度60~100m。第四系第四系广泛分布全区。主要有上更新统冰水沉积层；全新统冲积、湖沼堆积层。12 堆积厚度不一。fg（1）上更新统为冰水沉积黄土状粉质粘土（Q3）：广泛分布于岗阜状高平原区顶部，厚约0.3~3.5m，黄褐色，有少量孔隙，具有明显的水平层理。有钙质菌丝体和铁质斑点及锰质小结核，见小砂粒，手磨有砂感，多见植物根系，由上到下粘性增强。（2）全新统lc①全新统湖沼相淤泥质粉质粘土（Q4）：分布于河谷漫滩区及岗阜状高平原的沟谷底部，厚1~2m，灰黑、黑色、略红褐染手，细腻，有淤泥味，含有砂砾，多见铁锰条带，见水平层理和交错层理，多植物根系。②全新统湖相粉质粘土，分布于岗阜状高平原沟谷底部，黄色、灰黄色，具粘塑性，厚0.5~2m。al③全新统冲积砂、砂砾石（Q4）：分布于乌裕尔河、闹龙河漫滩，为黄色、灰黄色中粗砂、砂砾石，砾石含量约占40~50%，粒径多0.5~1.0cm，成份为中酸性火山岩，厚2.4~8.5m。2.3.2.2构造条件研究区位于小兴安岭和松嫩平原的过渡地带，全区就整体构造特征而言，是以小兴安岭丘陵区为支点，由白垩系构成的向西倾斜的大的单斜构造，局部（在北安°城区一线）发育有北安背斜，背斜轴部方向为北东20，两翼平缓，倾角在2~4°以内。13 第3章水文地质概况3.1区域水文地质概况3.1.1区域水文地质条件概述本市地下水埋藏、分布和赋存条件，主要受区域地质、地貌及构造等因素的控制，地下水的总体运动规律，是由北东流向南西，即从丘陵山地向平原迳流。地下水的主要补给来源为东北部丘陵区大气降水入渗—径流补给。在丘陵区的北东部，分布有小面积的花岗岩、变质岩等刚性岩石，风化作用强烈，裂隙发育，赋存有基岩风化裂隙水。而丘陵区其它地带，上部普遍由新近系孙吴组砂岩、砂砾岩组成。本组岩石为半胶结，结构松散，孔隙发育，故赋存较丰富的孔隙潜水。其下隐伏白垩系嫩江组砂岩、砂砾岩裂隙孔隙水，该层地下水普遍具承压性，局部因河流切割较深，出露地表形成泉。二组含水层之间，有泥岩阻隔。上层潜水较下层承压水水头高3.5m，显示上层潜水越流补给下伏承压水之补排关系。本区主要供水层为新近系砂砾岩孔隙含水层，由于下伏承压水埋藏深，成井困难，并且当地用水量较少，一般不开采。高平原区广泛分布的黄土状粉质粘土层中，埋藏有微裂隙孔隙水，但涌水量小，无集中供水意义，其下隐伏白垩系碎屑岩，厚度大，胶结不好，从而为地下水的赋存和运移创造了较好的条件，赋存裂隙孔隙水，是北安市主要供水目的层。河谷区的第四系松散砂砾石层，孔隙发育，为大气降水的渗入补给和侧向迳流补给地下水提供了条件，从而形成孔隙潜水。但由于含水层厚度薄，涌水量季节性波动大，一般无集中供水意义，可分散开采，用于农灌或零散居民生活饮用。综观全区，地下水的赋存类型及运动规律是：丘陵区赋存基岩风化裂隙水、砂岩孔隙潜水和碎屑岩裂隙孔隙承压水，是本市地下水主要补给区；高平原深部裂隙孔隙承压水，是地下水赋存与运移场所，为迳流区；河谷平原赋存着松散岩类孔隙水，接受大气降水的渗入补给，并起着排泄地下水的作用，为局部排泄区。3.1.2区域地下水类型及含水岩组特征依据含水介质类型，区内地下水可划分为六个类型；即第四系黄土状粉质粘土微裂隙孔隙潜水、第四系砂砾石孔隙潜水、新近系砂砾岩（N1-2s）孔隙潜水、14 白垩系碎屑岩类（K2n）裂隙微承压水、白垩系碎屑岩类（K2n）裂隙孔隙承压水、基岩风化带网状裂隙水。按地下水类型及含水岩组分述如下：（1）黄土状粉质粘土微裂隙孔隙潜水分布于岗阜状高平原上部，含水层由第四系上更新统哈尔滨组黄土状粉质粘土、粉质砂土组成，含水层厚度变化较大，一般为5~30m之间，富水性差，单3井涌水量一般小于10m/d，地下水位埋深5~15m。地下水化学类型以HCO3-Ca、HCO3-Ca·Na型为主。由于该含水层富水性差，无集中供水意义，可作为零散村屯居民生活用水。（2）砂砾石孔隙潜水呈带状分布于乌裕尔河、轱辘滚河、鸡爪河、南北河等河谷及支流谷区。含水层由第四系砂、砂砾石组成，局部上覆0.3~2.5m的粉质粘土、粉土，白垩系泥岩、泥岩粉砂岩为其隔水底板。含水层厚度由河流下游向上游，水平方向由河床至河谷边缘逐渐变薄，一般3为2.4~5.5m，富水性较差，单井涌水量一般为10~100m/d，局部较厚，如东胜乡东部乌裕尔河右岸地带达6.9m，透水性较好，渗透系数10.83~38.00m/d，单井3涌水量108~129m/d。地下水位埋深枯水期为1.5~3.0m。丰水期为0.1~0.56m，水位年变幅达1~2.5m，地下水水质较好，水化学类型为HCO3-Ca·Na或HCO3-Na·Ca型，矿化度小于1g/L，为低矿化淡水，地下水主要以大气降水渗入及丰水期地表水回渗补给为主，以迳流和蒸发为主要排泄途径。该层地下水季节性变化大，枯水期水量贫乏，一般无集中供水意义，地表覆盖层薄，易污染，应加强保护，防止地下水污染。（3）新近系砂砾岩（N1-2s）孔隙潜水分布于市区东部丘陵区，含水层由新近系孙吴组半胶结的砂岩、砂砾岩组成，砂的成分以石英为主，磨圆较好，分选差，胶结程度差，胶结物为铁质或泥质，结构疏松，孔隙发育。产状近于水平，岩性的横向变化不大，纵向上自下而上粒度有由细变粗的趋势。含水层厚度由南至北逐渐变薄，一般为30~60m，最厚可达100m，最薄因河流侵蚀仅有几米。地下水埋深除河谷边缘小于10m外，一般3为20~30m。富水性中等，单井涌水量在100~1000m/d之间，渗透系数5~22m/d。15 地下水水质普遍良好，矿化度一般小于0.3g/L，pH值6.3~7.3，呈弱酸—弱碱性，地下水化学类型为HCO3-Ca·Na型为主，局部因人为污染呈HCO3·Cl-Mg型。（4）白垩系碎屑岩类（K2n）裂隙微承压水白垩系碎屑岩类裂隙微承压水仅在研究区范围内分布于岗阜状高平原区，且不连续。含水层岩性主要为白垩系上统嫩江组表层的泥页岩，黑、黑褐色，具硬脆碎特征。在研究区西部自联、盛家屯、建华、苏家店、新安、胜利、农利村一带，冲沟陡坎处地下水多以泉的形式出露地表，流量为0.24l/s，含水层一般厚5.4~17.4m，地下水位埋深0~23.63m，pH值6.77~7.62，矿化度0.195~0.430g/L，主要水化学类型为HCO3-Ca型，因埋藏浅，补给不足，水质不稳定，较易污染，只能局部用作村民生活用水，无集中供水意义。在研究区东部东胜乡东胜村附近泥页岩较厚，埋深为33.0m至117.5m，与下伏泥质砂岩、砂岩构成统一含水层，水位埋深28.75m。pH值8.08，矿化度0.450g/L，水化学类型为HCO3-Na·Ca。具有供水意义。（5）白垩系碎屑岩类（K2n）裂隙孔隙承压水该层地下水遍布全市，含水岩组由白垩系上统嫩江组的砂岩组成。地下水普遍具承压性。东部丘陵区上覆新近系孙吴组砂砾岩，局部河谷切割较深地段出露地表，西部平原则由第四系松散层覆盖。含水层顶板21~50m，地下水位埋深受地形起伏控制，东深西浅，东部丘陵区最深可达47.9m，中西部高平原区降至15~25m，最浅在河谷区仅有1~3m，水位在229.77~283.77m。含水层富水性主要受其厚度粒度等条件影响。西部地区含水层厚度大，粒度较粗、富水性较好，单3井涌水量为500~1000m/d（降深15~45m）中部小兴安岭山前地段砂岩中泥质含33量增加，富水性减弱。单井涌水量100~500m/d，局部小于100m/d，渗透系数在0.68~1.45m/d之间。嫩江组二段顶部为灰黑色泥岩、泥页岩，较稳定，为本含水岩组的隔水顶板。嫩江组一段下部灰色、灰绿色、紫红色泥岩厚度稳定，构成本含水岩组的隔水底板。本层地下水水质普遍良好，无色透明，矿化度小于1g/L，水化学类型多为HCO3-Ca·Na型。16 综上所述，该含水岩组富水性较好，水质良好，为北安市主要供水层，可作中小型集中供水水源。（6）基岩风化带网状裂隙水分布于北安市东北部，含水层由印支晚期侵入岩组成，分布面积较小，其富水性主要决定于风化裂隙的发育程度。就岩类比较，花岗岩类风化裂隙相对较为发育，含水带厚度平均为38.6m。赋存较为丰富的裂隙潜水，据不完全统计，平均泉水流量为0.679l/s。元古界变质岩系地层由于其上分布有厚度不一的粉质粘土风化层，致使风化裂隙发育程度差异较大，加之粉质粘土对风化裂隙的弥合作用，大气降水较易形成地表迳流，仅其中一少部分渗入补给风化带裂隙水，水量较为贫乏，泉平均流量为0.51/s。该含水层富水性不均，且因成井困难，无集中供水意义。工作区地下水水质普遍良好，无色透明，无嗅无味，矿化度＜0.2g/L，总硬度8~73.2mg/L，pH＜6.5，呈弱酸性，水化学类型为HCO3-Ca或HCO3-Ca·Mg型。3.2研究区水文地质条件3.2.1地下水类型根据地下水含水介质类型，研究区地下水分为三种类型：第四系全新统松散岩类孔隙潜水、白垩系上统碎屑岩类裂隙微承压水和白垩系上统碎屑岩类裂隙孔隙承压水。（1）第四系全新统松散岩类孔隙潜水分布于研究区乌裕尔河、闹龙河漫滩区。含水层由砂、砂砾石、含粘土砂砾石组成，厚1.5~7.4m，砂以中砂为主，粒径一般0.5~2.0mm（表3-1）。砾石含量30~50%，砾石直径一般1~2cm。渗透系数29.38~177.19m/d。底板为不透水的白垩系嫩江组泥岩，上覆0.3~2.5m厚的粉质粘土。地下水位埋藏较浅，枯水期2~4m，3丰水期1~3m，单井涌水量287.76~641.76m/d。pH值6.37~7.02，矿化度小于1g/L，为低矿化度淡水，接受大气降水及地表水垂直入渗补给，是区内主要供水目的层之一。（2）白垩系上统碎屑岩类裂隙微承压水17 在第三章“3.1.2区域地下水类型及含水岩组特征”已详细阐述，此处不再重复。（3）白垩系上统碎屑岩类裂隙孔隙承压水全区分布，含水层主要为白垩系嫩江组一段二段下部细砂岩，其次为粉砂岩、中砂岩，较松散，颗粒粒径一般0.075~0.25mm，大者2mm（表3-1）。含水层分布较稳定，顶板21~50m，多层叠置，单层一般厚为2~6m，最厚者达12m，含水层累计厚度一般30~60m，最薄14.19m，最大厚度95.5m，含水层埋藏深度30~190m，渗透系数0.07~0.59m/d。承压水位埋深2.5~36.44m，水位229.77~283.77m，井管300mm，水位降深10.5~72.5m，单井涌水量382.6~542.42m/d。地下水pH值6.78~8.45，矿化度0.133~0.816g/L，水化学类型为HCO3-Na和HCO3-Ca·Na型，属低矿化度软水，为区内主要供水目的层之一。表3-1砂层（砂岩）粒度分析成果表颗粒组成(%)土的名称土样编号颗粒大小(mm)取土深层位（钻孔号-按度（m）顺序号）20~22~0.50.5~0.250.25~0.075<0.075JTJ051-93分类B0105-15.531609细砂B0105-27.522744中砂第B0302-13.531618细沙四B0302-25.2345511砾砂系B0305-12226018中砂全B0305-23315892砾砂新B0406-13.31262224中砂统B0406-24.3166024粗砂B0406-35.3187012粗砂白B0601-12067123粉砂岩B0601-23986824粉砂岩垩B0601-36257322粉砂岩B0601-465328609细砂岩系B0601-567525628细砂岩B0601-6726226012细砂岩上B0601-7974246111细砂岩B0601-899177013细砂岩18 统B0601-91026206014细砂岩B0601-10138146422粉砂岩B0601-1114286923粉砂岩B0601-121665226013细砂岩B0601-13168622639细砂岩B0601-141726206212细砂岩B0601-151805196313细砂岩B0103-1321021636细砂岩B0103-235625636细砂岩B0103-345106624粉砂岩B0103-46087022粉砂岩B0103-5709176410细砂岩B0103-6751020628细砂岩B0103-780625609细砂岩B0103-885524647细砂岩B0103-91058206111细砂岩B0103-10110116623粉砂岩B0103-111304226113细砂岩续表3-1砂层（砂岩）粒度分析成果表取颗粒组成(%)土的名称土样编号土颗粒大小(mm)层（钻孔号-顺序深按位0.25~0.07号）度20~22~0.50.5~0.25<0.075JTJ051-935（m）分类B0103-121356196114细砂岩B0103-1314066925粉砂岩白B0103-1416076726粉砂岩B0103-15170256213细砂岩垩B0201-14087022粉砂岩B0201-270106723粉砂岩系B0201-3112625645细砂岩B0201-4120822628细砂岩上B0201-5127920647细砂岩B0201-61505216113细砂岩统B0201-71607206211细砂岩B0201-8180106822粉砂岩19 B0206-1124216411细砂岩B0206-2191016659细砂岩B0206-333820639细砂岩B0206-4409206011细砂岩B0206-555625627细砂岩B0206-68019729细砂岩B0206-78557025粉砂岩B0206-81243236014细砂岩B0405-12067123粉砂岩B0405-2387206112细砂岩B0405-3506226210细砂岩B0405-46022699细砂岩B0405-513541653216中砂岩B0405-6148920638细砂岩B0405-71555226211细砂岩B0405-823029647细砂岩B0701-120256114细砂岩B0701-230623638细砂岩B0701-350329617细砂岩B0701-4852151199中砂岩B0701-5100623645细砂岩B0701-6115127414细砂岩B0701-712766925粉砂岩B0701-814013789细砂岩B0701-9150107218粉砂岩20 21 22 3.2.2富水性分区根据水文地质钻探条件、抽水试验资料、物探成果，按推断涌水量大小将研究区地下水按不同含水岩组进行富水性分区。分述如下。3.2.2.1第四系全新统松散岩类孔隙潜水区第四系松散岩类孔隙潜水区分布于研究区南部乌裕尔河、闹龙河漫滩区。含水层主要由第四系全新统中粗砂、含粘土砂砾石组成，厚1.5~7.4m，渗透系数29.38~177.19m/d。水位埋深1.43~3.1m，降深1.21~2.67m，单井涌水量3287.76~641.76m/d。本层地下水分布范围相对较小，水文地质条件相似，野外抽水试验降深相对较大，故涌水量以实际抽水试验为准。根据GB/T14538-1993（表3-2），研究区属水量中等区（表3-3）。表3-2松散岩类孔隙潜水区富水性分区标准单井涌水量>50001000~5000100~100010~100<103（m/d）富水性水量极丰富水量丰富水量中等水量贫乏水量极贫乏3.2.2.2白垩系上统碎屑岩类裂隙微承压水区白垩系碎屑岩类裂隙微承压水区在研究区西部自联、盛家屯、建华、苏家店、新安、胜利—农利村以片状分布，在冲沟陡坎处地下水多以泉的形式出露地表，流量为0.87l/s。含水层一般厚5.4~17.4m，地下水位埋深0~23.63m，水位降深31.27~13.72m，单井涌水量为36.89~87.09m/d，渗透系数0.55~15.3m/d，根据GB/T14538-1993，属水量贫乏区。又因埋藏浅，补给不足，水质不稳定，较易污染，只能局部用作村民饮用水，无集中供水意义。在研究区东部东胜乡东胜村附近泥页岩较厚，埋深为33.0m至117.5m，与下伏泥质砂岩、砂岩构成统一含水3层，水位埋深28.75m，水位降深52.58m，涌水量为474.51m/d，渗透系数0.22m/d，根据GB/T14538-1993，属水量中等区，具有供水意义（见表3-4）。表3-4碎屑岩类裂隙微承压水区富水性分区标准3单井涌水量（m/d）>1000100~1000<100富水性水量丰富水量中等水量贫乏3.2.2.3白垩系上统碎屑岩类裂隙孔隙承压水区白垩系上统碎屑岩类裂隙孔隙承压水抽水试验均为两次落程，第一次降深为最大落程S1，第二次降深为第一次降深的一半S2=S1/2。因各孔抽水降深差异较23 表3-3第四系钻孔抽水试验成果一览表静水位埋水位含水层厚3孔号孔深（m）涌水量Q（m/d）降深Sw(m)渗透系数K（m/d）影响半径R（m）井类型深h（m）（m）度H(m)第一次312.721.594.0248.5910.001.66242.702.79第二次4022.3106.3479.23B0303观测井102.35241.512.65/0.05102.1565.87（B0304）第一次3300.88147.0534.74潜水井B0304第二次102.35241.512.65295.920.69154.827.95第三次628.82.67177.1972.1第一次3300.7770.8330.4B0305133.1242.025.5第二次641.762.4762.1791.35B0105152.7246.244.7287.762.3129.38125.21B0207132.68242.561.5312.722.26108234.87第一次（试抽264.724.6773.19250.17B0301+洗井）10.02.19241.322.91承压-潜水井第二次287.761.21111.2127.6B0302102.68241.212.3287.762.17101.29218.39B040610.01.43240.832.83301.4488.62135.56R1.366K(2H−Sw)SwQlgr潜水井计算公式/承压—潜水井计算公式lgR=+lgrwK=0Q1.37(2HM−M2−2/承h0)备注各孔孔径均550mm，管径300mm24 大，因此对本层地下水进行富水性分区时，首先依据抽水试验结果，用曲度法求得n值，再确定Q-S曲线类型，按所确定的曲线类型选择相应的公式，进行涌水量推断，本次工作统一推断降深50m，统一换算管径300mm，最后根据换算后的推断涌水量进行分区。为更详细的阐述本层地下水富水性，结合研究区特点，将GB/T14538-1993进一步细化（表3-5，表3-6，表3-7）。表3-5白垩系上统碎屑岩类裂隙孔隙承压水区富水性分区标准单井涌水量>1000100~1000<1003（m/d）水量中等富水性水量丰富500~1000100~500水量贫乏水量较丰富水量较差采用下列公式：LogS−LogS12n值：n=LogQ−LogQ12式中：n：曲度值3Q1：第一次抽水试验涌水量，m/d；3Q2：第二次抽水试验涌水量,m/d；S1：第一次降深值，m；S2：第二次降深值，m。判断依据：n<1：Q-S为异常曲线；n=1：Q-S为直线关系；12：Q-S为对数型曲线。经计算研究区曲线类型有直线型、指数型和对数型，根据以下公式推算涌水量。Q1直线型：Q=qsq=nns11b1LogS1−LogS2指数型：Q=asLoga=LogQ−LogSb=11bLogQ−LogQ12Q−Q21对数型：Q=a+blgsb=a=Q−blgs11lgs−lgs213式中：Q：统一降深下推断涌水量m/d；25 s：统一降深50m；Q1、Q2、s1、s同上。统一换算口径300mm，采用公式：n+1d大Q=Qn=大钻2d钻3式中：Q大：换算大口径井推断涌水量，m/d；3Q钻：统一降深推算涌水量，m/d；d大：大口径井直径，300mm；d钻：试验钻孔直径，219mm。根据推断涌水量，将白垩系裂隙孔隙承压水划分出三个富水级别区：3（1）水量丰富区（Ⅱ1，单井推断涌水量>1000m/d）分布于研究区西南张羽屯、自良村、瓦盆窑、自保四队一线以南。岩性为细砂岩、中砂岩、中粗砂岩，较松散，含水层较稳定，多层叠置，含水层总厚约40m，含水层埋深24~153m，渗透系数0.59m/d，水位降深24.48m，静水位埋深3约6.1m，单井涌水量496.54m/d，推断降深50m，管径300mm，单井推断涌水3量1163.01m/d。33（2）水量较丰富区（Ⅱ2，500m/d<单井推断涌水量<1000m/d）分布于研究区北部建华村周边，及自联大队、自立大队、新维村、新华一线以南至Ⅱ1区北边界。岩性为细砂岩、中砂岩，较松散，含水层较稳定，多层叠置，总厚35~95.5m，含水层埋深21~197m。静水位埋深2.5~33.7m，渗透系数30.1~0.59m/d。水位降深10.5~55.21m，单井涌水量264.3~542.42m/d，推断降深350m，管径300mm，单井推断涌水量525.19~843.32m/d。3（3）水量较差区（Ⅱ3，单井推断涌水量<500m/d）分布于研究区北部，呈条带状（Ⅱ2区的两部之间）。含水层主要岩性为细砂岩，多层叠置，总厚14.19~60m，含水层埋深16.55~193.8m。静水位埋深11.6~36.44m，渗透系数0.06~0.53m/d，水位降深25.6~72.5m，单井涌水量3382.6~296.01m/d。推断降深50m，管径300mm，单井推断涌水量97.88~472.55m/d。26 表3-6白垩系裂隙微承压水钻孔抽水试验成果一览表富水静水位埋水位含水层厚顶板埋底板埋降深32孔号孔位孔深（m）涌水量（m/d）k(m/d)T(m/d)程度深（m）（m）度（m）深（m）深（m）（m）B0603自民村355.15248.0465.44.5128.5836.892.7214.688水B0003新安村2823.63256.386719271.2765.2315.3107.1量贫B0202苏家店3310.1283.74317.49.827.27.7387.090.8314.442乏B0204农利3210.6260.9531642913.7265.230.558.8备注：各孔孔径均550mm，管径300mm表3-7白垩系裂隙孔隙承压水钻孔抽水试验成果一览表推断涌富水静水位埋深含水层厚度顶板埋深底板埋水位降深单井涌水量曲线类2孔号孔位孔深（m）水位（m）3nk(m/d)T(m/d)水量程度（m）（m）（m）深（m）（m）（m/d）型3（m/d）水量24.48496.54丰富B0702自良1536.12238.38641241531.05指数型0.5924.191163.0111.88249.09区36.9463.62B0103新华20033.7262.23162271971.26指数型0.2414.88698.8331.77411.7835.5432.09B0104新发20030267.53663.5501861.21指数型0.2616.51679.42水19.15259.5量52.58474.51B0106东胜20028.75254.71659.733168.541.39指数型0.1911.343562.26较17.38220.49丰21.83296.01B0201建华20018.3283.17960501851.00直线型0.2515803.12富7.6102.99区38.2401.93B0205胜利20031.4259.80635441791.84指数型0.3712.95551.3319.63279.8521.01347.85B0206王山东1502.5240.9623531.81251.21指数型0.5519.25843.329.95187.6627 续表3-7白垩系裂隙孔隙承压水钻孔抽水试验成果一览表推断涌含水层厚底板埋富水孔深静水位水位高顶板埋深水位降深单井涌水量曲线类2水量孔号孔位度深3nk(m/d)T(m/d)3程度（m）埋深（m）程（m）（m）（m）（m/d）型（m/d（m）（m））39.53341.54B0208建设村20022.3285.65239.535162.51.03指数型0.228.69508.6322.01193.2229.16264.3B0209新维20025.3260.01272.425.5184.51.04指数型0.1410.136525.1914.05131.2418.05264.3B0403水泥厂20024.63257.07652.521167.791.31指数型0.315.75680.38.76152.4255.06485.48B0405场局医院24018.3240.27144.3745.2231.41.16指数型0.2511.0925529.5329297.8530.02347.85B0408长青15017.2241.64851.640.2140.21.05指数型0.3518.06669.214.6175.3952.95542.42B0502曙光三队20028.5250.02550.1331751.57指数型0.2412.024642.7325.28338.8610.5542.42B0504浸油厂30021.1244.93295.5402651.29指数型0.5754.4352152.064256.6125.81485.48B0505工业园区20025.81240.04138351882.44对数型0.5922.42714.7214.69385.17水46.8485.48B0601自联大队20030.6260.31886.4625182.851.90指数型0.1412.1044595.64量22.48330.05较26.71392.17B0602自平20013.79256.50058441821.42指数型0.2916.82804.6丰11.51187.6655.21411.78富B0604自卫20011.36239.0198637.21801.00直线型0.18.6442.8127.64207.01区53.68542.42B0701自和2008.8247.92538.548.51434.01对数型0.3312.705632.5521.57432.0940.96321.41B0703侯家屯2003.3229.7727234.51801.22指数型0.128.64448.4517.97163.64备注：各孔孔径均550mm，管径219mm28 续表3-7白垩系裂隙孔隙承压水钻孔抽水试验成果一览表富水位降水静水位水位高程含水层厚度顶板埋深底板埋深单井涌水量曲线类推断涌水2孔号孔位孔深（m）深nk(m/d)T(m/d)33程埋深（m）（m）（m）（m）（m）（m/d）型量（m/d）（m）度72.5296.01B0001革命屯20011.6262.18647.2351.8193.81.26指数型0.115.1953260.9444.43200.4558.17157.94B0101建兴15022.2278.88025.5431281.83指数型0.133.315172.3119.5587.0925.6256.61B0102新立15636.44269.17127.75671301.52指数型0.4311.9325472.559.8136.34水56.2241.73量B0203永青二队15032.8265.93333.5140131.592.58对数型0.165.3616275.6820.55163.64较33.92207.01差B0401建卫15023.32283.76514.1916.551211.23指数型0.537.5207336.5723.30152.41区57.482.6B0402建民四队20034.6272.13522.5481651.67指数型0.071.57590.1127.152.740276.5B0404自联农场20028262.91848241451.12指数型0.2813.44399.718.1136.446.7131.24B0503自立19219.72261.066035.9184.71.14指数型0.063.6165.122.2868.6备注：各孔孔径均550mm，管径219mm29 3.2.3地下水补径排条件3.2.3.1同位素化学本次研究工作通过四套同位素分析结果探求研究区地下水补给来源。18研究区内地下水中，第四系松散岩类孔隙潜水（王山东）δO值为-10.4‰，318δD值为-77‰，H浓度为26.7TU；白垩系碎屑岩类裂隙孔隙承压水中δO值为-10.8‰～-11.2‰，平均值为-11.033‰；δD值为-75‰～-82‰，平均值为-79.5‰，3H浓度较低且变化较小，小于4.0TU（表3-8，图3-1）。表3-8同位素分析结果表18序号地点δD（‰）δO（‰）氚（TU）地下水类型白垩系裂隙1工业园区-79-10.83.9±1.4孔隙承压水白垩系裂隙2胜利-75-10.94.0±1.2孔隙承压水白垩系裂隙3建华-81-11.0<1.0孔隙承压水白垩系裂隙4东安粮库-81-11.1<1.0孔隙承压水白垩系裂隙5福安-79-11.22.0±1.1孔隙承压水白垩系裂隙6自治小学-82-11.22.4±1.6孔隙承压水第四系孔隙7王山东-77-10.426.7±1.7潜水18图3-1北安市市区地下水δO～δD对比图18从对比图可以看出：地下水O、D同位素大致沿雨水线（全球雨水线方程18δD=8δO+10）分布，反映了白垩系裂隙孔隙承压水最初来源为大气降水。30 3.2.3.2第四系全新统松散岩类孔隙潜水研究区第四系孔隙潜水受水文气象因素影响强烈。含水层为全新统松散岩类孔隙潜水含水层，上覆粉质粘土、淤泥质粉质粘土，层薄，易接受大气降水补给，岩性为砂、砂砾石层，厚1.5~7.4m，其透水性、储水条件较好，为潜水的赋存创造了有利条件。大气降水垂直入渗补给为主要补给来源，其次为高平原上大气降水形成的地表径流集聚于冲沟然后排泄于漫滩区补给潜水，同时大水年份接受河流的侧渗补给，排泄方式主要为向下游径流排泄、枯水期向河流排泄和蒸发排泄等。3.2.3.3白垩系上统碎屑岩类裂隙微承压水白垩系碎屑岩类裂隙微承压水以片状分布于研究区，互相之间没有水力联系。含水层岩性主要为白垩系上统嫩江组表层的泥页岩，黑、黑褐色，具硬脆碎特征，上覆0.3~4.5m厚耕植土、粉质粘土。接受大气降水补给。研究区西部自联、盛家屯、建华、苏家店、新安、胜利—农利村多以泉的形式排泄，东部东胜村以人为开采为主（村民饮用）。3.2.3.4白垩系上统碎屑岩类裂隙孔隙承压水研究区白垩系普遍发育，尤其是上统嫩江组页岩、泥岩、泥质砂岩、中细中粗砂岩分布稳定，结构松散，成岩较差，为地下水赋存创造良好条件，含有丰富的裂隙孔隙承压水，主要接受上游侧向地下径流补给。依据区域水文地质条件，地下水天然流向为南西向。由于北安电厂水源地多年的开采，地下水天然流场局部已发生变化。由于裂隙孔隙承压含水层颗粒细，天然状态下水力坡度小，补给来源远，径流途径长，以侧向径流为其主要排泄途径。3.2.4地下水动态根据地下水长观井一个半水文年的观测资料，对研究区主要类型地下水动态分述如下。3.2.4.1第四系全新统松散岩类孔隙潜水第四系松散岩类孔隙潜水，静水位埋深1.43~3.10m，水位为240.83~246.24m，水位年变化幅度大部分地区为1.0~2.5m。通过地下水位动态曲线可知：在天然状态下，本区地下水位具有明显的季节性变化规律。每年2月初地下水位最低，随着春季融雪，地下水位随之抬升，4月以后降水量逐渐增多，使地下水水位上升加剧，至8月降水量最大，地下水水位达到高峰值，8月下旬以后，降雨量逐渐31 减少，地下水水位开始逐渐降低。潜水动态曲线（图3-2）。图3-2王山东屯第四系孔隙潜水水位动态曲线图3.2.4.2白垩系碎屑岩类裂隙微承压水白垩系碎屑岩类裂隙微承压水，静水位埋深0~23.63m，水位为248.05~283.743m，水位年变化幅度大部分地区为0.5~2.6m。通过地下水位动态曲线可知：在天然状态下，本区地下水位具有明显的季节性变化规律。每年2月初地下水位最低，从2月开始水位上升，至翌年9月水位达到最高值，然后缓慢下降。地下水水位的变化和大气降水基本一致，反映了地下水和大气降水的密切联系。动态曲线（图3-3）。32 图3-3自范白垩系裂隙微承压水水位动态曲线图3.2.4.3白垩系碎屑岩类裂隙孔隙承压水白垩系嫩江组裂隙孔隙承压水，其含水层上覆厚度大、分布稳定的隔水层，隔绝了本区上部大气降水和第四系潜水与之的水力联系，补给以上游侧向渗流为主，排泄以向下游径流和人工开采为主，故水位变化小，虽有枯、丰水期区别，但季节变化很不明显，水位动态曲线平缓（图3-4）。根据搜集资料，60年代，漫滩区地下水水头高出地表3.58~11.0m，高平原水位埋深1~15m，近几十年由于人工开采，地下水流场已经发生了变化，漫滩区地下水位埋深2.50~6.12m，高平原区地下水位埋深11.60~36.44m。地下水枯水期出现在4~5月份，至5月中旬水位降到最低，水位为248.63~251.02m；以后随着上游大气降水的增加水位并不上升，6~7月份表现为缓慢波动，8月份大气降水量最大，水位于8月中下旬开始缓慢上升，至9月下旬水位达最高为249.31~252.52m，9月末至10月初开始下降，直到翌年4~5月份降至枯水期最低水位。由此推断研究区白垩系嫩江组裂隙孔隙承压水补给来源为上游丘陵区（小兴安岭和松嫩平原交接地带）大气降水入渗补给，有滞后效应。33 图3-4白垩系裂隙孔隙承压水水位动态曲线图34 第4章水化学特征及水质评价研究区的气候条件及地下水的赋存、埋藏和循环条件，构成了其独特的水文地球化学环境。良好的迳流条件，强烈的水交替和溶滤作用，形成了以重碳酸盐为主的低矿化淡水。4.1地下水的物理性质地下水无色、无味、透明，普遍含铁质较高，个别略显腥味，水温4.5℃左右。4.2地下水的化学成分4.2.1离子成分及其它成分-第四系松散岩类孔隙潜水：阴离子以HCO3为主，含量为9.09~200.00mg/L，-2--其次为NO30.39~252.05mg/L，SO45.30~260.00mg/L，Cl4.29~110.76mg/L；阳2++离子以钙钠离子为主，Ca15.27~171.70mg/L，含量Na14.06~54.65mg/L，其次2+为Mg6.94~40.50mg/L。TFe0.20~13.20mg/L，Mn0.06~10.16mg/L。pH值5.20~7.35，总硬度64.31~595.34mg/L，可溶性SiO28.13~17.66mg/L，溶解性总固体含量133.37~816.07mg/L，矿化度较低。-白垩系碎屑岩类裂隙微承压水：阴离子以HCO3为主，含量为--30.26~312.96mg/L，其次为NO30.30~466.70mg/L，Cl4.33~225.02mg/L，2-2+SO46.40~112.50mg/L；阳离子以Ca离子为主，含量为18.04~175.35mg/L，其+2++次为Na8.75~60.56mg/L，Mg4.25~41.35mg/L，K0.79~12.95mg/L。pH值6.5~8.5，总硬度65.06~613.05mg/L，可溶性SiO218.06~30.58mg/L，溶解性总固体含量21.94~1056.68mg/L。-白垩系碎屑岩类裂隙孔隙承压水：阴离子以HCO3为主，含量为2--133.69~467.94mg/L，其次为SO40.60~305.00mg/L，Cl1.74~95.94mg/L，-+NO30.74~19.03mg/L；阳离子以Na为主，含量为12.58~248.80mg/L，其次为2+2+Ca1.0086.70mg/L，Mg0.60~13.98mg/L。TFe含量0.04~14.92mg/L，Mn0.03~2.73mg/L。pH值7.64~8.84，总硬度5.00~260.23mg/L，可溶性SiO28.01~28.51mg/L，溶解性总固体含量230.87~778.59mg/L，矿化度较低，地下水35 呈弱碱性。地下水的毒理指标：挥发性酚类、氰化物、砷、铬（六价）、铅、锌、铜、铝、碘等物质均未达到检出界限。各孔水化学特征见附表。4.2.2水化学类型（1）第四系松散岩类孔隙潜水第四系潜水主要分布河漫滩区，阴离子以重碳酸根和硫酸根离子为主，二者占阴离子总数90%左右，阳离子以钙、钠、镁离子为主，三者占阳离子总量的90%以上（表4-1）。表4-1第四系松散岩类孔隙潜水水化学类型井位水化学类型库尔勒夫式HCO93.19M0.2243B0207HCO3-NaPH7.02Ca23.93Na56.89Mg17.09HCO87.433B0301HCO3-Ca·NaM0.216PH6.91Ca52.10Na26.65Mg16.57HCO44.56SO41.5634B0304HCO3·SO4-Na·Ca·MgM0.144PH6.90Ca34.26Na35.93Mg25.67HCO47.18SO40.18M0.13334B0305HCO3·SO4-Ca·Mg·NaPH6.69Ca37.38Na28.28Mg30.78HCO47.54SO38.14M0.79934B0406HCO3·SO4-CaPH6.99Ca63.65Na10.49Mg24.75HCO30.06SO62.53M0.23434B0407HCO3·SO4-Ca·Na·MgPH6.37Ca38.91Na29.72Mg25.49（2）白垩系碎屑岩类裂隙微承压水主要赋存于白垩系上统风化泥页岩，以片状形式分布于高平原，在冲沟边缘常以泉的形式溢出，水量相对较小，易污染，水质较差，水化学类型（表4-2）。表4-2白垩系碎屑岩类裂隙微承压水水化学类型井位水化学类型库尔勒夫式自范HCO19.63Cl72.963Cl-Ca·MgM0.349PH6.60大队Ca56.87Na12.74Mg28.85自卫NO49.31Cl41.583NO3·Cl-CaM1.056PH6.86一队Ca58.49Na16.07Mg22.73马玉HCO29.56NO50.72Cl11.8033HCO3·NO3-CaM0.133PH6.63坤屯Ca54.48Na23.06Mg21.19HCO71.71Cl16.373农利HCO3-CaM0.400PH7.62Ca73.00Na10.39Mg15.1636 HCO71.71SO15.5034新安HCO3-CaM0.195PH7.55Ca64.90Na15.44Mg17.42HCO39.16Cl34.643苏家店HCO3·Cl-CaM0.244PH7.10Ca62.58Na15.18Mg20.44HCO27.92NO24.54Cl34.9333自民三队Cl·CO3-CaM0.430PH6.77Ca61.35Na14.46Mg22.44HCO80.95SO10.52东胜HCO-NaM0.45034PH8.083Na96.12--由表4-2知白垩系裂隙微承压水由于受外界环境影响较大，其中NO3、Cl、2-SO4含量偏高，不能直接饮用，且水量小，分布不集中，不具集中供水意义。其中锶含量为0.20-1.96mg/l，偏硅酸含量21.94-39.75mg/l，符合《饮用天然矿泉水》的标准（表4-3），其它指标也基本能满足，如进行必要的保护措施，具有开发矿泉水的潜能。表4-3白垩系碎屑岩类裂隙微承压水锶、偏硅酸含量一览表井位锶（mg/l）偏硅酸（mg/l）自范大队0.91539.75自卫一队0.29212.26马玉坤屯1.46127.56农利1.95823.48新安0.31037.64苏家店0.50528.52自民三队0.74526.14界限指标：锶≥0.2mg/l,（含量在0.2mg/l-0.4mg/l之间时，水温应在25℃以上）偏硅酸≥25mg/l,（含量在25mg/l-30mg/l之间时，水温应在25℃以上）（3）白垩系碎屑岩类裂隙孔隙承压水研究区白垩系碎屑岩类裂隙孔隙承压水类型比较简单，按舒卡列夫式分，主-2-要类型为HCO3-Na、HCO3-Ca、HCO3-Na·Ca、HCO3-Ca·Na及少量Cl、SO4型（表4-4）。①重碳酸钠钙型水（HCO3-Na·Ca）主要分布在北安城区北部建卫—建华—建兴一带，阳离子以钠、钙为主。在这些地区重碳酸根离子约占含量的70%~95%，钠离子约占50%左右，钙离子约占30%左右。②重碳酸钠型水（HCO3-Na）主要分布在自联—自良—侯家屯（与克东交界）一带，地下水中的重碳酸根离子和钠离子的含量基本各占90%左右，其水化学成分与苏打水相似，该区域水37 质优良，具有开发苏打水的潜力。③重碳酸钙钠型水（HCO3-Ca·Na）主要分布在胜利村一带，地下水中重碳酸根约占阴离子的70%，钙、钠离子都约占阳离子的45%，与该区北部的重碳酸钠钙型水具有一定的相似性。④重碳酸硫酸钠型水（HCO3·SO4-Na）以点状分布，在革命村、场局医院和自卫一队发现井点中水中硫酸根离子含量较高，约占水中的40%，这是由原生环境导致的，该地区地层中夹有黄铁矿透镜体，从而导致水中硫酸根离子含量的偏高。水中碳酸根仍占阴离子含量的50%左右，钠离子占阳离子的90%左右。⑤重碳酸氯化钙钠型水（HCO3·Cl-Ca·Na）该型水主要在北安城区周围一带，水中阴离子以重碳酸根和氯离子为主，分别占离子总量的50%和40%左右，氯离子的含量偏高是由于城区地下水已经受到轻微污染导致的；阳离子以钙离子和钠离子为主，占阳离子的总量的65%和25%。表4-4白垩系碎屑岩类裂隙孔隙承压水水化学类型井位水化学类型库尔勒夫式HCO88.07建卫一队HCO-Na·CaM0.2843PH8.213Ca44.53Na46.67HCO76.63SO12.69自联HCO-NaM0.39534PH8.523Ca17.06Na78.41HCO83.90自平HCO-NaM0.4263PH8.473Ca10.52Na86.70HCO83.24自和HCO-NaM0.3993PH8.203Ca14.92Na81.99HCO89.48自立HCO-Na·CaM0.3563PH7.643Ca33.68Na60.42HCO96.72建华HCO-Na·CaM0.4313PH7.753Ca32.98Na59.04HCO94.01建民四队HCO-NaM0.3723PH7.983Ca22.74Na72.47HCO49.16SO40.9234自卫一队HCO3·SO4-NaM0.670PH8.46Na93.44HCO80.14CO10.8933工业园区HCO3-NaM0.357PH8.23Ca15.61Na80.90HCO55.15SO38.20M0.46934革命屯HCO3·SO4-NaPH8.50Na88.64HCO41.39SO50.26M0.77934场局医院SO4·HCO3-NaPH8.51Na91.00HCO78.07M0.3723胜利村HCO3-Ca·NaPH7.97Ca46.28Na43.20HCO80.52CO10.48M0.43133自良村HCO3-NaPH8.82Na97.4038 HCO87.77浸油厂HCO-NaM0.3593PH8.323Na95.48HCO88.67水泥厂HCO-NaM0.3443PH7.913Ca22.40Na71.96HCO89.293新立HCO3-Na·CaM0.342PH7.95Ca41.21Na49.44HCO76.61SO19.3934新华HCO3-NaM0.475PH7.95Ca19.13Na77.12HCO87.66M0.3813建兴HCO3-Na·CaPH7.80Ca34.41Na57.97HCO68.93CO24.9233侯家屯HCO3-NaM0.340PH8.84Na97.14HCO72.39SO18.8234王山东HCO3-NaM0.483PH8.04Na96.65HCO83.78SO11.2434永清二队HCO3-NaM0.425PH8.34Na77.41Ca17.71HCO86.933自联农场HCO3-NaM0.376PH8.28Ca10.76Na85.21HCO89.683曙光大队HCO3-NaM0.346PH8.22Na90.12HCO47.68Cl43.283长青大队HCO3-Ca·NaM0.324PH7.32Ca60.25Na20.23Mg15.61HCO88.353新维HCO3-Ca·NaM0.376PH8.02Ca36.50Na50.15HCO91.263新发HCO3-Ca·NaM0.286PH8.12Ca30.21Na56.66HCO89.273建设HCO3-Na·CaM0.256PH8.12Ca34.231Na56.874.2.3水化学的形成作用及影响因素研究区白垩系碎屑岩类裂隙孔隙承压水主要受侧向补给，水中化学成份多为原生环境影响导致。在沉积系统的地下水含水层中，胶结成岩的页岩、砂岩，包含着各种矿物和矿物集合体，地下水在系统中发生各种地球化学作用，这些作用主要包括阳离子的交换作用及硫化物的氧化作用。（1）环境因素地下水化学成分的形成和水质变化，明显受区域地质、地貌和水文地球化学条件的影响和制约。该地区地下水交替强烈，在以溶滤作用为主的化学作用下，形成了溶滤水的类型。岩石中碳酸盐化合物和含钙矿物在溶滤作用下，大量重碳酸根离子和钙离子进入地下水中，形成了HCO3-Ca型水。而水中的钙离子又通过离子交换吸附作用与钠离子交换。钠离子和钙离子的交换是一种不等价的交2++换，1mol的Ca交换2mol的Na，使水中的钠离子大量增加。由于交换作用需要大量的钠离子，因此在含有钠离子的页岩较厚的地区，由于交换吸附作用，钠39 离子含量高，占阳离子的95%左右，钙离子含量则大大减少。研究区地下水中普遍含有较高的铁锰离子，主要是由于沉积物中含有较多的铁锰成份，局部地区还存在黄铁矿透镜体，不仅导致铁锰含量较高，也导致水中的硫酸根离子较高。（2）人为因素由于该地区无大型的污染性工厂，除市区及漫滩的地下水受到生活污水污染外，绝大多数地下水没有受到污染。通过对市区及市区周边的水样的检测，发现该区域内的地下水氯离子和硫酸根离子比周边的普遍偏高（与研究区的整体大环境不符），说明市区的地下水已经受到污染，污染源主要为生活污水。4.3水质评价根据国家颁布《生活用水卫生标准》（GB5749-2006）及《地下水质量标准》（GB/T14848-93）对区内地下水采用加附注的评分方法进行评价。4.3.1饮用水水质评价根据研究区抽水孔、长观孔的水质分析资料，与饮用水水质标准依次对比，按各类指标进行评价。（1）感官性状指标地下水水温4.5℃左右，无色、无味、透明，个别孔含有淡淡的硫化氢味道。部分水样放置一段时间后变为黄色，半透明，浑浊，并有铁质沉淀出现，反应了2+3+研究区地下水中Fe含量高，曝气后部分转化Fe沉淀，从而导致水色超标严重。（2）一般化学指标（表4-5）表4-5一般化学指标含量区间国标离子地下水类型超标点概述(mg/L)(mg/L)第四系孔隙潜水0.64~12.08全部超标白垩系裂隙微Fe0.04~5.300.3两处泉点未超标铁、锰超标严承压水重，地质环境所白垩系裂隙孔隙仅张羽屯和奉天屯未致，作为饮用水0.04~14.92承压水超标时应加以处理。抽水孔均超标，仅自Mn第四系孔隙潜水0.06~10.160.1保四队长观孔未超标40 白垩系裂隙微0.03~11.35两处泉点未超标承压水白垩系裂隙孔隙仅张羽屯、奉天屯及0.03~2.73承压水东胜未超标B0406钻孔第四系孔隙潜水5.30~260（260mg/L）点状分布，由于矿物溶解导致，2-白垩系裂隙微SO46.40~112.50250均未超标主要是由于局部承压水地区有黄铁矿透白垩系裂隙孔隙场局医院镜体。0.60~305.00承压水（305.00mg/L）白垩系裂隙孔王山东(5.20mg/L)第四系孔隙潜水5.20~7.35隙承压水pH偏B0407(6.37mg/L)高，多为弱碱性白垩系裂隙微水，尤其以侯家6.60~7.62未超标pH承压水6.5~8.5屯—自良一带，而第四系孔隙白垩系裂隙孔隙侯家屯（8.84mg/L）潜水pH值偏6.78~8.84承压水自良（8.82mg/L）低，局部地区显现为弱酸性水。除上述离子外，其他一般化学指标均未出现异常值，均满足生活饮用水的标准。（3）毒理学指标毒理学指标主要包括：氟化物、氰化物、砷等。当水中的毒理学指标化学物质含量达到一定浓度时，会对人体健康造成危害（表4-6）。表4-6毒理学指标含量区间国标离子地下水类型超标点概述(mg/L)(mg/L)自保四队（252.05第四系孔隙潜水0.39~252.05mg/L）自卫一队（466.70白垩系裂隙mg/L）盛家屯泉微承压水和（150.92mg/L）自民三第四系潜水NO3白垩系裂隙0.30~466.7020队（103.12mg/L）受外界影响-微承压水马玉坤屯泉较大，并已经（52.80mg/L）受到农业化农利（33.71mg/L）肥的污染。白垩系裂隙孔隙0.74~19.03未超标承压水第四系孔隙潜水0.07~0.20未超标该地区的F离白垩系裂隙微0.05~0.20未超标子超标主要承压水F-1.0为原生态环自平（2.035mg/L）白垩系裂隙孔隙境所导致，呈0.07~2.04自联（1.570mg/L）承压水点状分布。自卫一队（1.080mg/L）除上述离子外，其他毒理学指标均未出现异常值，均满足生活饮用水的标准。41 （4）微生物指标研究区白垩系碎屑岩类裂隙孔隙承压水和第四系孔隙潜水分别在丰、枯水期各取样一次进行化验，大肠菌群未检出，未超标；而细菌总数除位于城区中心的场局医院超标严重外，周围沿边郊区均符合国家标准，初步表明城区地下水已经受到轻度污染（表4-7）。表4-7微生物指标细菌总数大肠菌数耐热大肠菌群孔位地下水类型（cfu/ml）（cfu/100ml）（cfu/100ml）标准100不得检出不得检出白垩系裂隙孔隙北安水泥厂10未检出未检出承压水白垩系裂隙孔隙场局医院530未检出未检出承压水白垩系裂隙孔隙自治小学129未检出未检出承压水白垩系裂隙孔隙东安45未检出未检出承压水王山东屯第四系孔隙潜水16未检出未检出4.3.2工业用水水质评价不同的工业生产用水水质有着不同的要求。对研究区地下水水质按一般锅炉用水水质评价标准进行评价。分别对锅垢总量、硬垢系数、腐蚀系数、起泡系数进行了计算（表4-8，表4-9，表4-10，表4-11），从表中可看出，区内地下水除个别点外，均符合锅炉用水标准。表4-8第四系孔隙潜水锅炉用水水质评价表硬垢系数腐蚀系数成泡系数孔位孔号年份锅垢总量H0评价评价评价Kn评价F沉淀物B0207200783.25-1.42软垢水非腐蚀性水149.84半起泡较少的水河漫滩潜水勘探孔沉淀物B03012007147.14-0.09软垢水非腐蚀性水75.35半起泡较多的水沉淀物B0304200761.461.84硬垢水腐蚀性水55.78半起泡较少的水沉淀物B0305200765.201.68硬垢水腐蚀性水43.58不起泡较多的水沉淀物B04062007580.351.47硬垢水腐蚀性水93.62半起泡很多的水沉淀物B04072007109.822.51硬垢水腐蚀性水74.76半起泡较多的水沉淀物2007357.951.10硬垢水腐蚀性水107.72半起泡很多的水自保四队BA096沉淀物2008461.421.26硬垢水腐蚀性水149.93半起泡很多的水沉淀物2007329.322.33硬垢水腐蚀性水87.44半起泡很多的水王山东屯BA082沉淀物2008330.652.36硬垢水腐蚀性水79.53半起泡很多的水42 表4-9白垩系裂隙微承压水锅炉用水水质评价表锅垢总量硬垢系数成泡系数孔位年份评价评价腐蚀系数评价评价H0KnF马玉坤屯沉淀物200760.470.38软硬垢水腐蚀性水25.17不起泡（泉）很少的水盛家屯沉淀物2007214.410.73硬垢水半腐蚀性水71.02半起泡（泉）较多的水沉淀物2007261.161.18硬垢水非腐蚀性水56.72不起泡自范很多的水大队沉淀物2008243.311.35硬垢水腐蚀性水179.55半起泡很多的水沉淀物2007450.240.87硬垢水腐蚀性水169.25半起泡自卫很多的水一队沉淀物2008588.050.65硬垢水腐蚀性水179.55半起泡很多的水沉淀物农利2008331.240.27硬垢水非腐蚀性水48.96不起泡很多的水沉淀物新安2008136.450.26硬垢水非腐蚀性水34.05半起泡很多的水沉淀物苏家店2008166.700.85硬垢水非腐蚀性水40.63半起泡很多的水自民沉淀物2008270.550.74硬垢水腐蚀性水66.55半起泡三队很多的水43 表4-10白垩系裂隙孔隙承压水锅炉用水水质评价表锅垢总量硬垢系数腐蚀系数成泡系数孔位年份评价评价评价H0Kn评价F沉淀物2007241.910.50软硬垢水非腐蚀性水95.87半起泡较少的水农校沉淀物2008240.600.53硬垢水非腐蚀性水104.92半起泡较少的水沉淀物2007281.580.09软垢水非腐蚀性水38.19半起泡较多的水自联大队沉淀物2008288.760.08软垢水非腐蚀性水42.37半起泡较多的水沉淀物2007228.89-0.13软垢水非腐蚀性水88.31半起泡较少的水新友沉淀物2008233.62-0.13软垢水半腐蚀性水84.90半起泡较少的水沉淀物2007192.68-0.41软垢水非腐蚀性水112.77半起泡较少的水新华沉淀物2008215.86-0.27软垢水非腐蚀性水99.84半起泡较少的水沉淀物2007166.32-0.52软垢水非腐蚀性水131.59半起泡较少的水永清二队沉淀物2008123.830.44软硬垢水腐蚀性水73.17半起泡很少的水沉淀物2007148.53-0.25软垢水腐蚀性水90.65半起泡较少的水革命屯沉淀物2008116.01-0.95软垢水非腐蚀性水147.08半起泡很少的水沉淀物200789.28-4.19软垢水半腐蚀性水372.36起泡很少的水建华沉淀物200891.59-4.46软垢水半腐蚀性水400.37起泡很少的水沉淀物20074.10-101.63软垢水半腐蚀性水408.94起泡很少的水张羽屯沉淀物200810.10-41.09软垢水半腐蚀性水408.97起泡很少的水沉淀物2007137.47-1.84软垢水半腐蚀性水327.03起泡较少的水建革村沉淀物2008206.78-0.29软垢水非腐蚀性水239.65起泡较少的水沉淀物2007145.07-0.29软垢水非腐蚀性水79.99半起泡较少的水建卫一队沉淀物2008146.93-0.28软垢水腐蚀性水78.83半起泡较少的水沉淀物2007190.12-0.48软垢水非腐蚀性水120.48半起泡较少的水梁海楼屯沉淀物2008197.26-0.44软垢水非腐蚀性水117.27半起泡较少的水沉淀物2007224.030.00软垢水半腐蚀性水62.16半起泡较少的水新立沉淀物2008239.30-0.03软垢水非腐蚀性水67.70半起泡较少的水沉淀物2007256.050.15软垢水非腐蚀性水38.57不起泡较多的水马玉璋屯沉淀物2008246.230.09软垢水非腐蚀性水39.91不起泡较少的水44 续表4-10白垩系裂隙孔隙承压水锅炉用水水质评价表锅垢总量硬垢系数腐蚀系数成泡系数孔位年份评价评价评价H0Kn评价F沉淀物2007202.630.56硬垢水非腐蚀性水136.09半起泡较少的水长青大队沉淀物2008256.380.63硬垢水非腐蚀性水102.96半起泡较多的水沉淀物奉天屯200848.68-8.05软垢水非腐蚀性水389.79起泡很少的水沉淀物革命屯200847.67-5.50软垢水非腐蚀性水435.28起泡很少的水沉淀物工业园区200866.45-4.51软垢水非腐蚀性水319.06起泡很少的水沉淀物自卫一队200832.16-10.74软垢水非腐蚀性水628.70起泡很少的水沉淀物场局医院200853.69-5.06软垢水非腐蚀性水671.86起泡很少的水沉淀物胜利2008194.25-0.43软垢水非腐蚀性水177.11半起泡较少的水沉淀物自和村200870.71-5.06软垢水非腐蚀性水372.03起泡很少的水沉淀物自联200878.94-3.67软垢水非腐蚀性水339.25起泡很少的水沉淀物自平200854.15-7.62软垢水非腐蚀性水424.64起泡很少的水沉淀物东胜200816.43-28.27软垢水非腐蚀性水489.60起泡很少的水沉淀物浸油厂200814.66-27.54软垢水非腐蚀性水391.85半起泡很少的水沉淀物自良村20088.95-52.87软垢水非腐蚀性水477.98半起泡很少的水沉淀物自立村2008136.82-1.55软垢水非腐蚀性水241.34半起泡较少的水沉淀物水泥厂200891.09-2.85软垢水非腐蚀性水283.32半起泡很少的水沉淀物建民四队200899.61-3.18软垢水非腐蚀性水311.02半起泡很少的水沉淀物新立2008162.01-0.90软垢水非腐蚀性水188.14半起泡较少的水沉淀物王山东200816.66-26.31软垢水半腐蚀性水510.66起泡很少的水沉淀物新华2008102.69-3.03软垢水半腐蚀性水403.95起泡很少的水沉淀物建卫一队2008140.22-0.84软垢水非腐蚀性水146.18半起泡较少的水沉淀物建华2008170.36-1.65软垢水非腐蚀性水295.58起泡较少的水沉淀物建兴2008156.35-1.31软垢水非腐蚀性水257.82起泡较少的水沉淀物永清二队200889.04-3.66软垢水半腐蚀性水372.75起泡很少的水沉淀物侯家屯20088.15-47.43软垢水半腐蚀性水381.81起泡很少的水45 表4-11锅炉用水水质评价表评价计算公式标准指标地下水类型研究区数值评价指标H0<125,沉淀物很61.49~580.3区内地下水以第四系孔隙潜水锅少；5沉淀物较多和2+垢H0=S+C+36γFe+H0=125~250,沉淀物白垩系裂隙微60.47~588.0较少的水为3+2+217γAl+20γMg+59γCa总+较少；H0=250~500,承压水5主，极个别处量沉淀物较多；白垩系裂隙孔隙出现锅垢较多8.0~288.76H0>500,沉淀物很多承压水的水。区内白垩系裂第四系孔隙潜水-1.42~2.51隙孔隙承压水硬2+Kn<0.25,软垢水；白垩系裂隙微以软垢水为Hh＝SiO2+20γMg+0.26~1.35垢68Kn＝0.25~0.5,软硬承压水主，白垩系裂-2~++系（γCl+γSO4γNa-γK）；垢水；隙微承压水和数Kn＝Hh/H0Kn>0.5,硬垢水白垩系裂隙孔隙-101.63~0.63第四系孔隙潜承压水水软硬垢水和硬垢水为主。43.58~149.9第四系孔隙潜水起3大部分地区地F<60,不起泡；泡白垩系裂隙微25.17~179.9下水为不起泡++F＝62γNa+78γKF＝60~200,半起泡；系承压水5的水，少数为F>200,起泡数白垩系裂隙孔隙38.19~671.8半起泡的水。承压水6对酸性水：Kk＝1.008Kk>0,腐蚀性水；第四系孔隙潜水-3.21~6.49腐+3+2+22+大部分地下水（γH+γAl+γFe+γMgKk+0.0503*Ca>0,蚀+-半腐蚀性水；白垩系裂隙微为半腐蚀性-0.10~9.82系γCO--γHCO-）；Kk+0.0503*Ca2+<0,承压水水，极少数为332+数对碱性水：Kk＝1.008非腐蚀性水。（Ca白垩系裂隙孔隙腐蚀性水。-3.95~14.332+-以mg/L计）（γMg-γHCO3）承压水4.3.3农业灌溉用水水质评价（1）水温及矿化度：研究区地下水水温一般在4.5℃左右，低于北方灌溉用水标准，可用蓄水池晾晒或加长输水渠道等措施提高水温后再用于灌溉。区内地下水矿化度均小于1g/L，为良好的灌溉水源。（2）钠吸附比值（A）γ+NaA=()γγ22+++/2CaMg2+2++Ca、Mg、Na为每升毫克当量数。A>20，为有害水；A=15~20,为有害边缘水；A<8时，为相当安全的水。经计算，研究区白垩系碎屑岩类裂隙孔隙承压水地下水的钠吸附比值较大，46 局部地区超出了农业灌溉用水的标准（表4-12），不适宜农业灌溉；白垩系碎屑岩类裂隙微承压水和第四系孔隙潜水均满足农业用水标准（表4-13，表4-14），说明该地区地下潜水比较适合农业灌溉。表4-12白垩系碎屑岩裂隙孔隙承压水农业用水评价孔号孔位SAR评价孔号孔位SAR评价BA097农校1.06B0701自和村6.41BA098自联大队0.37B0601自联6.31BA017新友0.86B0503自立村3.44BA019新华1.06相当B0403水泥厂4.91安全建民四BA026永清二队0.97B04025.16的水队BA030革命屯2.20B0102新立2.44相当永清二安全BA032建华6.45B02036.45队的水有害边缘BA039张羽屯16.94B0104新华6.64水建卫一BA035建革村2.64B04012.01队BA050建卫一队1.00B0201建华3.74BA055梁海楼屯1.32B0101建兴3.42自卫一BA092新立0.66B060417.17队相当有害边缘场局医BA099马玉璋屯0.38安全B040514.99水院的水BA080长青大队1.02B0504浸油厂16.45BA073奉天屯8.62B0702自良村24.52B0001革命屯10.48B0106东胜20.52有害水B0505工业园区6.63B0206王山东23.45B0602自平9.53B0703侯家屯22.57B0205胜利村2.07表4-13第四系孔隙潜水农业用水评价孔号孔位SAR评价孔号孔位SAR评价B0207勘探孔2.56B0406勘探孔0.58B0301勘探孔0.91B0407勘探孔0.92相当相当自保四B0304勘探孔0.98BA096安全0.73安全队的水的水王山东B0305勘探孔0.71BA0820.65屯表4-14白垩系裂隙微承压水农业用水评价孔号孔位SAR评价孔号孔位SAR评价马玉坤屯BA1000.48B0204农利0.42（泉）盛家屯相当相当BA0910.63B0003新安0.42（泉）安全安全BA059自范大队0.48的水B0202苏家店0.46的水自民三BA090自卫一队1.00B06030.57队47 4.3.4苏打水水质评价苏打水作为近年来国内外新兴的一种天然保健水类型，由于其独特的保健作用，使得苏打水倍受人们青睐。据本次地下水资源评价，区内主要供水目的层白垩系裂隙孔隙承压水水质绝大部分达到苏打水标准，符合《饮用天然矿泉水》(GB8537-1995)的有关定义要求，本次施工勘探孔中有10个钻孔、及三个矿泉生产井（自治、福安、东安）水质达到苏打水标准，此外区内多处机民井及二水源水井水质也达到苏打水标准（表4-15）。据勘探孔调查资料综合分析，苏打水水质达标深井均揭露白垩系嫩江组主要含水岩组。含水岩组地层的沉积环境、埋藏环境、含水介质矿物成分化学特征、地下水补给径流条件为苏打水的形成创造有利条件。天然苏打水赋存的嫩江组细砂岩含水岩组属半封闭还原环境，还原环境往往pH值较高。据钻孔水质分析资料数据，天然苏打水中pH值8.0~9.0之间，总碱度以重碳酸盐产生的碱度为主。以此分析，含水岩组为还原环境及水中含有大量－HCO3是天然苏打水呈弱碱性的主要因素。表4-15天然苏打水达标井点分布情况一览表+-序井深分布村含水岩NaHCO3pH水化学苏打水达号（m）镇名称组时代mg/Lmg/L值类型标成分世罕泉参照孔K2n139.4342.008.80HCO3-Na水井1200自联村K2n125.30322.118.52HCO3-Na2200自平K2n157.20385.938.47HCO3-Na3200自和K2n137.20361.598.20HCO3-Na4200自良K2n177.10373.738.82HCO3-NaNa+、5200勘侯家屯K2n141.20252.188.84HCO3-NaHCO3-、探pH值6300孔浸油厂K2n145.20343.348.32HCO3-Na7200新华K2n149.20376.787.95HCO3-Na8150王山东K2n189.00364.598.04HCO3-Na9150永清K2n137.30373.738.34HCO3-Na10200东胜K2n181.10361.598.08HCO3-Na48 11机150张羽屯K2n151.50303.868.29HCO3-Na民12135井奉天屯K2n144401.138.07HCO3-Na13二200B84-1K2n150.0369.908.44HCO3-Na水14200源B85-1K2n152.5338.108.90HCO3-Na自治小15250K2n160.00319.499.04HCO3-Na矿学泉16200福安村K2n202.30426.948.48HCO3-Na水井17200东安村K2n206.10438.598.52HCO3-Na综上所述，天然苏打水是在半封闭碱性还原环境中，补给水与含水介质岩石-+产生溶滤作用，使大量HCO3、Na溶于水中，而形成重碳酸钠盐弱碱性类型的天然苏打矿泉水。4.4水环境质量评述4.4.1确定评价标准及评价因子由于研究区内铁、锰含量较高，如果这两项指标参与评价，水质级别将大大降低，且它们容易处理，故铁、锰不参与评价。根据徐恒力教授编著的《水资源开发与保护》，选择监测中的pH值、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、挥发性酚类、氰化物、砷、铬（六价）、铅、氟、碘、溶解性总固体、COD、锌、铜等18项指标为评价因子，对照《地下水质量标准》（GB/T14848-93）中地下水分类标准，对研究区地下水进行单项组分评价、划分所属类别（表4-16）。表4-16地下水质量分类指标序号项目Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类Ⅴ类5.5~6.5<5.51pH6.5~8.58.5~9>92溶解性总固体（mg/L）≤300≤500≤1000≤2000>20003硫酸盐（mg/L）≤50≤150≤250≤350>3504氯化物（mg/L）≤50≤150≤250≤350>3505铜Cu（mg/L）≤0.01≤0.05≤0.1≤1.0>1.06锌Zn（mg/L）≤0.005≤0.5≤1.0≤5.0>5.0挥发性酚类（以苯酚计）7≤0.001≤0.001≤0.002≤0.01>0.01（mg/L）8高锰酸钾指数（mg/L）COD≤1.0≤2.0≤3.0≤10>109硝酸盐（以N计）（mg/L）≤2.0≤5.0≤20≤30>3010亚硝酸盐（以N计）（mg/L）≤0.001≤0.01≤0.02≤0.1>0.149 11氨氮（NH4）（mg/L）≤0.002≤0.02≤0.2≤0.5>0.512氟化物（mg/L）≤1.0≤1.0≤1.0≤2.0>2.013砷（mg/L）≤0.005≤0.01≤0.05≤0.05>0.0514氰化物（mg/L）≤0.001≤0.01≤0.05≤0.1>0.115汞（Hg）（mg/L）≤0.00005≤0.005≤0.001≤0.001>0.00116镉（Cd）（mg/L）≤0.0001≤0.001≤0.01≤0.01>0.0117铬（六价）Cr6+（mg/L）≤0.005≤0.01≤0.05≤0.1>0.118铅（Pb）（mg/L）≤0.005≤0.01≤0.05≤0.1>0.14.4.2单项组分评价按类别分别确定单项组分评价分值Fi（表4-17）。表4-17单项组分评价分值类别ⅠⅡⅢⅣⅤFi0136104.4.3综合评价按下式计算综合评价分值Fn1F=∑Fini=1………………………………………………（1）22F+FmaxF=…………………………………………（2）2式中：F——各单项组分评价分值Fi的平均值；Fmax——单项组分评价分值中的最大值；n——为项数。4.4.4质量级别划分根据F值，划分地下水质量级别（表4-18），评价过程及结果(表4-19，4-20，4-21)。表4-18地下水质量级别划分级别优良良好较好较差极差F<0.800.8~<2.502.50~<4.254.25~<7.20>7.2050 表4-19白垩系裂隙孔隙承压水水环境评价结果项目溶-NH4ClSO4NO3NO2ZnF固CuPbCdHgCrAs酚氰CODpHF级别体井位B00011010000100000000000.72良好B05051001010100000000100.73良好B06043031006300000000104.29较差B04056061010300000000364.36较差B02053003100100000000102.15良好B07013001110100000100102.15良好B06011003016100010100164.32较差B0602600310010100000000307.19较差B050410011000100000300107.10较差B070230011010100000000367.14较差B05031000010100310100102.15良好B040310000000100000000107.09较差B040230031010100000100307.12较差B010210000000100300000107.10较差B02031013000300000100102.16良好B01041011000300000000002.13良好B04011001000000000100000.72优良B020110000000100000000107.09较差B0101100011000100000000107.13较差B02031003000100010300102.16良好B07036001000100000000064.28较差B01063001600100000000104.27较差B040810100000100000000107.09较差B02096003300100000000304.19较好B01043001100100000000102.14良好B05023001300100000000102.15良好B040410003300100000000107.11较差B02081001000000000100000.72优良51 表4-20第四系孔隙潜水水环境评价结果项目溶解性NH4ClSO4NO3NO2ZnFCuPbCdHgCrAs酚氰CODpHF级别总固孔号体B020710000000000000000307.09较差B030110001000000000000607.10较差B03046001000000000000304.26较差B03053000000000000000302.13良好B040610160000300600000307.16较差B040710010010000000100367.12较差表4-21白垩系裂隙微承压水环境评价结果项目溶解性总固体NH4ClSO4NO3NO2ZnFCuPbCdHgCrAs酚氰CODpHF级别孔号农利20081000101000100000000107.18较差新安20083003006000000000004.27较差苏家店20083003000000000300102.16良好自民三队200831010000100000300107.11较差马玉坤屯200700010000000000000307.09较差（泉）盛家屯200701010100100300000607.13较差（泉）20076103000100000000304.28较差自范大队20083300000100300000002.16良好2007031101003003000001007.19较差自卫一队200803010000600300000107.14较差由评价结果可知：第四系孔隙潜水水质环境良好及以上级别也仅1个勘探孔。可以看出，研究区浅层潜水环境比深层水差，尤其以氨氮含量影响最大，其主要原因是由于农业污染导致的。由于潜水受外界环境影响大，因此未经处理的天然水不具有供水意义。-白垩系裂隙微承压水水质环境整体较差，其主要由水中的NO3导致的，而-水中的NO3离子的含量主高低要受外界人为活动的影响，可见研究区内的白垩系裂隙微承压水受外界环境影响较大，不具有供水意义。白垩系裂隙孔隙承压水中良好以上级别水点9个，占总样数的40%，较差为52 -13个，占总数的60%，影响水质级别的主要因素为COD及氨氮。氨氮超标原因，主要是因为农村大量的化肥施用不当且由于该地区机民饮用井未采取止水措施而造成的。虽然研究区钻孔资料显示供水环境质量一般，但其主要是由个别因素导致的，并通过对该地区的调查，水环境质量较差区多为未采取止水措施的机民井村庄，以此推断该地区环境质量较差区除城区外，应以点状分布，对城区整体供水影响较小（图4-1）。综上所述，研究区地下水作为生活饮用水时必须进行除铁、锰，消去氨氮等水质处理，如建水源地，要对水源地环境加强管理，做好水源地卫生防护工作。53 第5章研究区地下水资源量计算与评价本次对地下水资源量计算按不同地下水类型及水文地质条件进行。对供水意义不大的白垩系碎屑岩类裂隙微承压水不予计算。研究区所处地貌单元为岗阜状高平原和乌裕尔河河谷平原，主要供水目的层：（1）第四系松散岩类孔隙潜水层：主要分布在乌裕尔河、闹龙河河谷区交汇处，含水岩组颗粒粗、透水性较好，富含第四系孔隙潜水，虽然含水层较薄，但其补给途径通畅，补给速度快，具有重要供水意义，是区内主要供水目的层之一。（2）白垩系碎屑岩类裂隙孔隙承压含水层：研究区分布较稳定，全区分布，厚度大，富含裂隙孔隙承压水，具有集中供水意义，是区内主要供水目的层之一。5.1第四系松散岩类孔隙潜水资源量计算研究区第四系地下水未被大规模开采，仅有一个村屯（王山东屯）的百姓生活取水，取水方式为压水井，开采量相对较小，故现状开采量未计算。为更准确评价研究区第四系地下水资源量，根据其水文地质条件和抽水试验成果资料，划分为两个亚区（南部Ⅰ1和北部Ⅰ2）。本节是在稳定流理论的基础上对第四系孔隙潜水补给量、开采量的计算。根据河漫滩区水文地质特征，设计开采方案为辐射井进行计算评价。5.1.1参数选择水文地质参数主要依据研究区单孔抽水试验（不带或带一个观测孔）资料计算求得，另外参考搜集资料、经验值等，综合确定。（1）抽水试验准确性验证根据孔B0303、B0304互阻抽水试验，计算两孔涌水量实测值与计算值之比，用比值反映野外抽水试验的准确性，计算公式如下。54 *3式中：Q：两孔同时抽水时各孔涌水量（m/d）；3Q：各孔单独抽水时涌水量（m/d）；S：各孔单独抽水时主孔降深，S1，S2，（m）；t：各孔单独抽水时，观测孔的降深，t1，t2，（m）；***t：两孔同时抽水时，有效水位消减值，t1，t2，（m）。由计算结果（表5-1）知，两孔干扰涌水量实测值和计算值差距很小，在允许范围内，故野外抽水试验数据可靠，用以计算水文地质参数是可行的。表5-1准确性验证表单抽时观测孔降实测Q计算Q*序号孔号降深S（m）33（Q-Q*）/Q深t（m）（m/d）（m/d）1B03033.420.07421.92408.660.032B03042.650.09603.36587.920.03（2）含水层渗透系数（K）根据第四系水文地质特征，采用裘布依稳定井流公式计算渗透系数，Ⅰ1区用带观测孔的B0303、B0304抽水数据（表5-2），渗透系数采用平均值140.45m/d。Ⅰ2区用B0105、B0207抽水资料计算(表5-3)，渗透系数采用平均值68.69m/d。表5-2Ⅰ1区渗透系数计算表观测孔含水层管径主孔降观测孔渗透系数K涌水量Q与主孔渗透系数孔号厚度rw3深降深采用平均值（m/d）距离r1K（m/d）H(m)(mm)Sw(m)S1(m)值（m/d）(m)B03032.792194022.30.0750103.71140.45B03042.65219628.82.670.0950177.190.733Q(lgr1−lgrw)计算公式：K=(2H−Sw−S1)(Sw−S1)表5-3Ⅰ2区渗透系数计算表渗透系含水层压力水管径渗透系数K采影响半涌水量Q降深井类孔号厚度头高度r03数K用平均径R（m/d）Sw(m)型M(m)H承(m)(mm)（m/d）值值（m）（m/d）B01054.76.1219287.762.3129.38125.21承压-68.69潜水B02071.54.72219312.722.26108234.87井55 RQlgr计算公式：K=0R=10SK(h=H承－Sw)2201.37(2HM−M−h)承0，（3）给水度（μ）本次选用的给水度（μ）为研究区前人报告和勘查规范中的保守值（表5-4）。（4）降水入渗系数（a）本区第四系含水层上覆0.5~3.5m厚粉质粘土，地下水埋深1.1~3.2m。根据《黑龙江省北安市地下水资源调查评价报告》，本区降水入渗系数为0.10。（5）开采系数（ρ）根据《松嫩平原地下水资源及其环境问题调查评价报告》，确定北安地区开采系数为0.8。表5-4给水度取值表本报告北安市城市供水1:5万地下水勘查规范SL454-2010采用值水文地质勘察报告书细砂中细砂中砂中粗砂粗砂μ0.210.08~0.110.085~0.120.09~0.130.10~0.150.11~0.150.15.1.2资源量计算（1）天然资源量研究区第四系松散岩类孔隙潜水主要补给来源为大气降水入渗补给和侧向径流补给量，另外有洪水淹没垂直入渗补给和丰水期河水侧渗补给量。为了提高保证程度，本次计算评价补给量时对于后面两者水量未计算在内。地表水另外有高平原区降水汇集于冲沟而排泄于漫滩区的水量也未计算在内。仅计算了大气降水入渗补给和侧向径流补给。（a）降水入渗量按下式计算：Q=αFX/365降3式中：Q降：降水入渗量（m/d）；α：降水入渗系数；2F：计算面积（m），河漫滩第四系松散岩类孔隙水地区，在1：50000地形图上量取；56 X：年降水量（m），取1959~2004年平均降水量。3计算得：Q=αFX/365=10056.9m/d降计算参数取值及计算结果（表5-5）。表5-5降水入渗量计算成果表23F（m）aX（m）Q降（m/d）67664032.50.100.542510056.9（b）侧向径流量（Q侧）研究区侧向径流补给来源于东部上游区和北部闹龙河水库的渗流量。故分别选择东部和北部第四系勘探孔资料计算参数，并利用下式计算侧渗径流量：Q=KIBH侧3式中：Q侧：侧向径流量（m/d）；K：含水层渗透系数（m/d），取值见5.1.1参数选择；I：天然水力坡度，在枯水期等水位线上量取计算得；B：计算断面宽度（m），在1：50000地形图上量取；H：含水层厚度（m），北部边界取钻孔B0105的含水层厚度4.7m，东部边界取钻孔B0303、B0304、B0305含水层厚度的平均值3.65m（表5-6）。表5-6侧向径流量计算成果表3K（m/d）IB（m）H（m）Q侧（m/d）备注北部边界68.690.001521504.71041.17东部边界140.450.000547003.651204.71（c）总补给量（Q补）3Q=Q+Q=10056.9+1041.17+1204.71=12302.78m/d补降侧（2）可开采量（Q开）（a）开采系数法采用开采系数法对可开采量进行计算：3采用公式：Q=Q×ρ=12302.78×0.8=9842.22m/d开补3式中：Q开：可开采量（m/d）；3Q补：总补给量（m/d）。57 ρ：开采系数。（b）补偿疏干法（水平集水管）研究区第四系潜水含水层厚度不大，分布面积有限，天然补给量虽有但不均匀。冬季河水结冰断流，补给极微或中断；夏季雨水淹没河谷，是渗入补给的有利时期，但时间不长。为了最大限度地借用储存量，用补偿疏干法计算可开采量。一根集水管的开采量计算公式：2u2K232233Q=B[H−hH−(H−h)]开20220t3开式中：3Q开：一根集水管的开采量（m/d）；B：集水管长度（m），根据河谷水文地质特征（含水层厚度、均一性、埋深等），结合高程、被淹没几率等，确定为1000m；μ2：给水度，取0.1，无量纲；K2：含水层渗透系数（m/d），根据5.1.1节，取值115.23m/d；H2：天然含水层厚度（m），取钻孔B0303、B0304、B0305含水层厚度的平均值3.65m；h0：集水管直径（m），根据经验值，结合第四系水文地质条件，取0.5m；t开：连续开采时间（天）。如果用河水断流时间代替式中的t开，则求出的Q开就能保证旱季枯水期连续开采而不会中断。t=rT开旱式中：t开：连续开采时间（天）；r：安全系数，经验值：r=1.1~1.5，本次评价取中间值1.3。T旱：勘测年河水断流时间，乌裕尔河春夏秋不会断流，但冬季因结冰断流，经水文站多年观测，乌裕尔河每年12月，次年1月、2月、3月会断流，故取值120天。经计算得：58 2u2K2322333Q=B[H−hH−(H−h)]=1507.342m/d开20220t3开计算补给量及其保障分析：计算的Q开虽能保证冬季连续开采而不会中断，但不一定有补给保证。为了说明补给的保证程度，必须计算雨季可能得到的补给量。在洪水淹没期间，主要依靠渗入量补偿借出的储存量，该处的淹没不仅为洪水淹没，亦包括雨季河谷低洼田地地带大量积水。将一根集水管的开采量带入下式，计算：22KB(H−h)220l=Q开式中：l：单侧影响宽度（m）；其它意义同上。经计算得：22KB(H−h)220l==999.3mQ开一根集水管影响范围内，渗入补给量按下式计算：Q=2KBlI补1式中：3Q补：渗入补给量（m/d）；K1：表层入渗系数（m/d），取0.1；B：集水管长度（m），1000m。l：单侧影响宽度（m）；I：水力坡度，被洪水淹没期间，雨水垂直补给，近似取为1。计算得：3Q=2KBlI=199867.6m/d补1在洪水淹没期间得到的补给量，除了正常开采量外，还应当补偿借出的储存量，所以应该满足以下不等式：Qt≥Q(t+t)补补开补开59 式中：t补：洪水淹没河谷时间（天），根据多年气象周期，结合北安市水务局监测，以河谷为轴，1000m范围内每年淹没时间T补为4~6天，本次评价取保守值4天，安全系数为0.1~0.5，取中间值0.3，故t补=0.3×T补=1.2天。Q补、Q开、t开同前。计算得：Qt≥Q(t+t)补补开补开33即：199867.6×1.2=239841.1m>1507.342×（1.2+156）=236954.2m3满足不等式，故1507.342m/d的开采量是有补给保证的。两根集水管的距离为：2l=2×999.3=1998.6m加上每根管直径0.5m，计算间隔取2000m。集水管布设于闹龙河与乌裕尔河交汇处，且垂直于河流铺设。根据第四系水文地质条件、集水管间隔，结合淹没区范围，铺设5根集水管。所以，总可开采量为：33Q总开=nQ开=5×1507.342m/d=7536.71m/d式中：3Q总开：总可开采量（m/d）；n：集水管根数；3Q开：单根集水管开采量（m/d）。3综上，研究区第四系松散岩类孔隙潜水补给量为12302.78m/d，可开采量分别用开采系数法和补偿疏干法计算后，为安全起见，取相对较小值：可开采量取补偿3疏干法计算得7536.71m/d。5.2白垩系碎屑岩类裂隙孔隙承压水资源量计算白垩系嫩江组裂隙孔隙承压水是本次研究主要目的层之一。目前白垩系嫩江组裂隙孔隙承压水在研究区并未被大规模开采。根据调查、走访，及北安市有关部门提供的资料，在城区大部分工厂、饭店、洗浴中心、居民生活用水等均为闹龙河水库提供的自来水，仅部分市政农垦部门、工厂等有自备井（表5-7）。在城区周边农村各村屯，无用水大工厂，本层水仅为村民生活提供饮用，以点60 状均匀分布于城市周边，面积大，开采量相对较小，故本节资源量评价时未统计城市周边农村现状开采量。为评价更科学，更准确，取得更精确的计算结果，根据白垩系裂隙孔隙承压水水文地质条件的差异性，将研究区白垩系划分为三个亚区（Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3）。计算研究区储存量（包括体积储存量和弹性储存量），并在稳定流理论基础上用平均布井法计算可开采量。根据水文地质条件、操作的可行性选择拟建水源地，结合非稳43定流理论计算水文地质参数，评价其为北安市市区提供2×10m/d地下水的保证能力。提出合理开采方案。表5-7北安市城区机民井现状开采量统计表井数抽水时间泵流量开采量序号井位33（个）（h/d）（m/d）（m/d）1油库（战备库）1220402冷冻玉米厂（新井）15201003农垦油厂1220404农校1220405物资处1320606卫校1320607农场局医院11020200881978（920）部队1320609农场局13206010省三院152010011完达山乳业1242048012邮政分检中心12204013乳品厂1242048014铁路局152010015食品公司13206016啤酒厂1243072017发电厂220208003总计开采总量为3440m/d5.2.1参数选择白垩系裂隙孔隙承压水分别做了稳定流抽水试验和非稳定流抽水试验。稳定流抽水试验水位降深值是在抽水主孔观测，因受到三维流、水跃值等因素影响，观测记录的降深值存在误差，用以计算的参数也就不准确了，故选择带观测孔的单孔抽水试验（胜利村、自和四队）用非稳定流理论计算水文地质参数。本次评价用Waterloo61 Hydrogeologic公司开发的水文地质软件AQUIFERTEST，主要确定含水层的导水系数T、渗透系数Ｋ、弹性释水系数S。计算过程（图5-1，图5-2，图5-3）。自和四队同样根据抽水数据计算，计算结果（表5-8）。图5-1胜利村降深—时间曲线图图5-2胜利村泰斯（Theis）理论分析图62 图5-3胜利村库珀-雅各布分析（Cooper-Jacob）分析图表5-8非稳定流参数计算成果表观测观测孔至孔水孔2主孔位降导水系数T（m/d）渗透系数K（m/d）弹性释水系数S号距离深（m）（m）泰斯分库珀-雅各布泰斯分库珀-雅各布泰斯分库珀-雅各布分析Cooper-Jaco析Cooper-Jaco析Cooper-Jaco析theisbtheisbtheisb胜利702.131051053.013.000.000410.000182村自和205.0248.149.71.251.290.0006060.000443四队5.2.2资源量计算研究区白垩系裂隙孔隙承压水存在于嫩江组中细砂岩之中，隔水顶板、隔水底板为嫩江组泥岩，厚层状，隔水效果好。本区属径流区，地下水主要补给来源为上游侧渗补给，源头为东北部丘陵区赋存的基岩风化裂隙水、砂岩孔隙潜水和碎屑岩63 裂隙孔隙承压水。总体流向为自东北向西南。（1）储存量计算体积储存量按下列公式计算：Qr=μ·F·M式中：3Qr―体积储存量，m；μ―含水层给水度，无量纲，参照《黑龙江省北安发电厂南水源地供水水文地质勘探报告》，取0.08；2F―各亚区面积，m；M―各亚区含水层平均厚度，m。计算结果（表5-9）。表5-9体积储存量计算成果表23分区计算面积F（m）含水层厚度M(m)体积储存量Qr（m）68Ⅱ3129.5×1034.83.6×1068Ⅱ2297.5×1058.013.8×1068Ⅱ113.0×1041.00.43×10据1：5万地形图各亚区钻孔含水层厚度平8备注合计：17.83×10查得均值弹性储存量计算公式：Qt=F·S·H式中：3Qt―弹性储存量，m；2F―各亚区面积，m；S―弹性释水系数，无量纲，根据表5-8，取胜利村、自和村泰斯分析、库珀-雅各布分析结果平均值：0.00041。H―自含水层顶板算起的压力水头高度（m）。因白垩系裂隙孔隙承压水含水层为多层叠置，故其含水层顶板埋深依据综合后的水文地质剖面图量取，取各亚区平均值。承压水头为各亚区水头平均值（表5-10）。表5-10弹性储存量计算成果表自主要含水层分计算面积F主要含水层静水位埋深顶板算起的压弹性释水系弹性储存量23区（m）顶板埋深(m)(m)力水头高度，数SQt（m）H(m)64 66Ⅱ3129.5×1071.726.0945.610.000412.42×1066Ⅱ2297.5×107520.8254.180.000416.61×1066Ⅱ113.0×10756.1268.880.000410.37×10在剖面图上据1：5万各亚区静水通过各亚区顶含水层岩性备量取各亚区合计：地形图查位埋深平均板、静水位埋相近，各亚6注主要含水层9.40×10得值深计算得区取值一样埋深白垩系裂隙孔隙承压水储存量为体积储存量和弹性储存量之和，即：8683Qc=Qr+Qt=17.83×10+9.40×10=17.924×10m83综上，研究区白垩系裂隙孔隙承压水储存量为17.924×10m。（2）可开采量计算研究区白垩系裂隙孔隙承压水可开采量采用稳定流平均布井法。根据研究区水文地质条件的差异性，为取得更精确的计算结果，将计算区划分为三个亚区（Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3）。采用公式：Q=Qn开单Fn=24R式中：3Q开：可开采量（m/d）；3Q单：推断单井涌水量平均值（m/d）；n：设计井数（个），取整数部分；2F：分区面积（m）；R：影响半径(m)，稳定流抽水观测水位降深有误差，计算参数不准确。本处计算评价参数依照《黑龙江省北安市第二水源地供水水文地质详细勘察报告书》给出。参数确定和计算结果（表5-11）。表5-11平均布井法可开采量计算成果表计算面积F影响半径单井最大涌水量设计井数可开采量Q开分区233（m）R(m)Q单（m/d）（个）（m/d）6Ⅱ3129.5×10400240202484806Ⅱ2297.5×105006502971930506Ⅱ113.0×10600110099900各亚区各井推断据1：5万地参照研究区降深50m，管径合计：备注取整数部分3形图查得其他报告300mm，最大涌251430m/d水量平均值83综上，研究区白垩系裂隙孔隙承压水储存量为17.924×10m。D级可开采量为3251430m/d。65 5.3地下水资源量评价研究区地下水主要目的层为第四系松散岩类孔隙潜水和白垩系碎屑岩类裂隙孔隙承压水，分别对其资源量进行计算和评价。计算和评价所使用参数均由野外抽水试验数据计算得。第四系潜水主要分布在乌裕尔河与闹龙河交汇处，为参数的选用更符合实际，取得更精确的计算结果，将第四系计算区划分为两个亚区（Ⅰ1、Ⅰ2）。采用裘布依稳定井流公式对含水层渗透系数、影响半径进行计算，取值为各井平均值。主要补给来源为大气降水入渗补给和侧向径流补给量，另外有洪水淹没垂直入渗补给和丰水期河水侧渗补给量。为了提高保证程度，本次计算评价补给量时对于后面两者水量未计算在内。另外有高平原区降水汇集于冲沟而排泄于漫滩区的水量也未计算在3内。研究区第四系松散岩类孔隙潜水补给量为12302.78m/d，可开采量分别用开采系数法和补偿疏干法计算后，为安全起见，取相对较小值，即补偿疏干法计算得到3的C级可开采量7536.71m/d。白垩系承压水为研究区主要供水目的层，用稳定流平均布井法评价其资源量，83单井涌水量取用各亚区最大涌水量的最小值，计算资源量为17.924×10m，D级可3开采量为251430m/d。依据本区水文地质条件和北安市供水需求，布设600m×750m3的4排布井格局，共布设40眼开采井，单井设计出水量Q=500m/d，拟建水源地C43级总开采量Q总=500×40=2×10m/d，远小于本区资源量，是有保证的。66 第6章结论1.本次对北安市市区地下水资源评价，查明了研究区第四系、白垩系供水水文地质条件，确定了适宜开采区及主要开采区，通过抽水试验求取了水文地质参数（参量），为地下水资源计算与评价提供了可靠依据。2.研究区第四系松散岩类孔隙潜水分布于研究区乌裕尔河、闹龙河漫滩区。含水层由砂、砂砾石、含粘土砂砾石组成，厚1.5~7.4m，砂以中砂为主，粒径一般0.5~2.0mm。砾石含量30~50%，砾石直径一般1~2cm。渗透系数29.38~177.19m/d。底板为不透水的白垩系嫩江组泥岩，上覆0.5~2.5m厚的粉质粘土。地下水位埋藏较3浅，枯水期2~4m，丰水期1~3m，单井涌水量287.76~641.76m/d。pH值6.37~7.02，矿化度小于1g/L，为低矿化度淡水，接受大气降水及地表水垂直入渗补给，是区内主要供水目的层之一。3.研究区白垩系碎屑岩类裂隙孔隙承压水全区分布，含水层主要为白垩系嫩江组一段、二段下部细砂岩，其次为粉砂岩、中砂岩，较松散，颗粒粒径一般0.075~0.25mm，大者2mm。含水层分布较稳定，多层叠置，单层一般厚为2~6m，最厚者达12m，含水层累计厚度一般30~60m，最薄14.19m，最大厚度95.5m，含水层埋藏深度30~190m，渗透系数0.07~0.59m/d。承压水位埋深2.5~36.44m，水位降深10.5~72.5m，3单井涌水量82.6~542.42m/d。地下水pH值6.78~8.45，矿化度0.133~0.816g/L，水化学类型为HCO3-Na和HCO3-Ca·Na型，属低矿化度软水，水质良好，为区内主要供水目的层之一。34.研究区第四系松散岩类孔隙潜水补给量为12086.46m/d，补偿疏干法计算得C3级可开采量7536.71m/d。835.白垩系碎屑岩类裂隙孔隙承压水资源量为17.924×10m，D级可开采量为3251430m/d。远小于本区资源量，是有保证的。6.研究区第四系松散岩类孔隙潜水水化学类型以HCO3Cl-CaNaMg、HCO3SO4-NaCaMg复合型为主；白垩系裂隙孔隙承压水以HCO3-Na和HCO3-Ca·Na型为主，是天然苏打水，尤其王山东、东胜附近，钠离子含量181.10~189.00mg/l，67 重碳酸根离子含量361.59~385.93mg/l，pH值8.04~8.08，长期饮用对人体有益，是一种宝贵的矿泉水资源，有着广阔的开发前景。7.研究区白垩系裂隙微承压水中，偏硅酸、锶等离子含量较高，偏硅酸最高含量达到33.80mg/l，锶含量达到1.516mg/l，达到国标天然矿泉水标准，但此含水层易于污染，水量小，在加强保护前提下可以作为小规模矿泉水开发。68 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致谢在本论文完成之际，首先要感谢导师王锡魁教授。王教授在我的论文完成过程中给予了很多技术方法和研究思路上的指导，他学识渊博、治学态度严谨，不但传授给我科研方法，还告诉我做人做事的道理，导师的言传身教使我在学习生活上受益匪浅。李艳博老师，李影老师和本单位的导师王国文总工程师，在三年的学习和论文完成过程中也得到了他们太多的帮助和支持，在此一并表示感谢。其次，本论文的基础数据大部分来源于黑龙江省水文地质工程地质勘察院完成的《黑龙江省北安市市区地下水资源详查报告》，文中也参考和引用了该报告的部分研究成果，为论文的研究莫定了理论基础。在此对该单位领导及同行的支持和付出表示感谢。最后，衷心感谢所有支持和帮助过我的亲人和朋友，并祝他们永远快乐！72 个人简历姓名：郑余性别：男民族：汉1981年8月出生于黑龙江省齐齐哈尔市2000年9月考入东北农业大学农业水利工程专业，2004年7月毕业并获得工学学士学位2004年9月在黑龙江省区域地质调查所工作，目前职称为水、工、环地质工程师2009年3月考入吉林大学地球科学学院攻读工程硕士学位至今在学期间发表的学术论文[1]郑余，赵鑫.岩土工程勘察中地下问题研究.民营科技，2012，8：77[2]赵鑫，郑余.黑龙江省地下水环境现状及应对措施.科技致富向导，2012，11：8373'