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质认识实习

1实习目的：

2实习时间及地点：

3实习内容：

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3150km2。山路平水文站多年平均流量为11.1m3/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，渗漏量1.284—1.734m3/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，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1749m3/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2730m3/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。

表焦作地区主要河流基本情况一览表

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。断层呈东西向走向，倾向南，倾角700-800，为一正断层，落差200—300m。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600—700，北盘上升，南盘下降，落差700—1000m。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300—1000m。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12m3/s。

该断层与也是岩溶水强径流带，演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650—850。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。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。

图2-1焦作地区基岩断裂构造纲要图（1：20万）

（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；F6—39号井断层；

F7—3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）

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。

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。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。

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5—10km地段全部漏失补给地下水。