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

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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。