1、建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),河南省沁北電廠水源地地下水取水論證,實(shí)例一 地下水,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),目錄,一、研究區(qū)概況 二、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件 三、地下水水流數(shù)值模擬 四、不同方案下的地下水水位預(yù)測 五、結(jié)論與建議,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),北溫帶大陸季風(fēng)氣候，四季分明，雨量充沛。多年平均降水量644.2mm (五龍口站19562000年資料),一、研究區(qū)概況氣象,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),模擬期的1987年至1989年平均降水量和蒸發(fā)量分別為579.8 mm和714.5mm。,一、研究區(qū)概況氣象,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),沁河,白澗河,安全河,石河,區(qū)內(nèi)主要河流有沁河、白澗河

2、、安全河和石河,一、研究區(qū)概況水文,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),沁河發(fā)源于山西省沁源縣太岳山脈霍山南麓二郎神溝，自北向南流經(jīng)沁源，安譯、沁水、陽城、晉城等縣、市，于晉城栓驢泉進(jìn)入河南境內(nèi)，于濟(jì)源市五龍口出太行山進(jìn)入平原區(qū)，經(jīng)沁陽、武陟、于武陟(zhi)縣南賈村注入黃河。,一、研究區(qū)概況沁河,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),沁河（五龍口站）水位變化曲線,一、研究區(qū)概況沁河,沁河（五龍口站）流量變化曲線,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),一、研究區(qū)概況沁河,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),區(qū)域地形總的趨勢為北高南低， 西高東低，北部為太行山山區(qū)，南部為沁河及蟒河沖洪積扇區(qū)，根據(jù)成因及形態(tài)，模擬區(qū)地貌分為四個(gè)區(qū)。

3、,一、研究區(qū)概況地形地貌,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),地貌分為四個(gè)區(qū)：,1、中高山區(qū)(區(qū)),洪積扇區(qū),沖積平原區(qū),河谷區(qū),沖積平原區(qū),2、洪積平原區(qū)(區(qū)),3、沖積平原區(qū)(區(qū)),4、河谷區(qū)（區(qū)）,一、研究區(qū)概況沁河,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),工業(yè)用水量：826.148萬m3/a， 人畜用水量：358.610萬m3/a， 井灌凈用水量: 2705.805萬m3/a， 合 計(jì) : 3890.563萬m3/a (1.234 m3/s) 地下水開采主要用于季節(jié)性農(nóng)田灌溉，全區(qū)井灌面積90950畝 。,一、研究區(qū)概況地下水開采現(xiàn)狀,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),沁北電廠水源地區(qū)內(nèi)主要出露的地層為第四系地

4、層，廣泛分布于太行山前洪積扇及沁河、蟒河沖洪積平原上 ，地表出露有Q4，Q3，鉆孔內(nèi)可見Q2及Q1 。,A-A,B-B,C-C,二、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件地層分布,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),（1） 全新統(tǒng)(Q4) 沿沁河兩岸從上游到下游，厚度逐漸變薄，粒徑逐漸變小，粘性土含量逐漸增多。五龍口以上，卵石層厚約50m，間夾薄層砂類土透鏡體五龍口以下卵石層厚度約2050m，粘性土透鏡體軸向加長，逐漸相連，留村以下，表層有約10m厚的中細(xì)砂層，下覆20m厚的卵礫石層，富含地下水，為主要取水層。,（2）上更新統(tǒng)(Q3) 廣泛分布于山前洪積扇和沁河沖積扇上，在洪積扇上以漂礫石、卵礫石為主，粒徑100300m

5、m，成份以石灰?guī)r為主，磨圓度較差，間混粘性土，卵石礫石在深部變薄，與亞粘土透鏡體成互層狀態(tài)，厚度變化較大，一般在50150m左右。,二、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件地層分布,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),（3） 中更新流(Q2) 主要為洪積相，其次為坡積、殘積相，巖性為棕紅色，棕黃色亞粘土及粘土，含鈣質(zhì)結(jié)核，局部夾砂礫石層透鏡體，地表僅在山麓零星出露，鉆孔內(nèi)分布于標(biāo)高928m，厚約2885m。,（4）) 下更新統(tǒng)(Q1) 地表未出露，僅在宋寨南“地6”孔中遇到該層。主要為棕紅色粘土，含鈣質(zhì)結(jié)核和卵礫石，多呈硬塑狀，部分固結(jié)為堅(jiān)硬土，分布標(biāo)高在-28m以下，厚度大于140m。,二、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件地層分布

6、,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),區(qū)內(nèi)松散含水層的分布可劃為四種 ：,沁河河谷沖積層含水層(Q4a1) 沁河沖積扇含水層(Q4a1) 沁河古河道沖洪積層含水層(Q23al+pl) 山前洪積扇裙含水層(Q24pl+dl),二、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件地下水賦存條件和分布特征,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),沁河新老沖積扇分布圖,二、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件地下水賦存條件和分布特征,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),按照地形地貌，地層巖性，富水程度及地下水化學(xué)特性，將本區(qū)劃分為三個(gè)不同的含水層富水性分區(qū) ：,（一）極強(qiáng)富水區(qū)(I區(qū)),（二）強(qiáng)富水區(qū)(區(qū)),（三）中等富水區(qū)(區(qū)),極強(qiáng)富水區(qū),強(qiáng)富水區(qū),中等富水區(qū),二、地質(zhì)及

7、水文地質(zhì)條件地下水賦存條件和分布特征,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),1、沁河沖積扇的五龍口以上河谷潛水的徑流補(bǔ)給； 2、沁河段的滲漏補(bǔ)給，經(jīng)計(jì)算有0.86 m3 / s的流量； 3、農(nóng)田灌溉的渠道和田面的回歸入滲補(bǔ)給； 4、大氣降水的入滲補(bǔ)給。,地下水的主要補(bǔ)給來源包括 ：,二、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件地下水補(bǔ)給、徑流、排泄,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),1、自五龍口到沙溝的7800 m的地段，該地段內(nèi)地下水往沁河下游方向（大體向東方向）徑流運(yùn)移。,2、沁河沖積扇地下水往東徑流運(yùn)移至沙溝以下河段，由于河床標(biāo)高降低，坡降加大，故出現(xiàn)了一部分地下水溢出排泄到河水之中。沙溝龍泉河段14400 m，地下水排出量

8、為0.89 m3 / s。此段是地下水的徑流排泄地段。,3、自龍泉起沁河沖洪積層地下水主要以向河流排泄為主，其余部分地下水繼續(xù)往東、往南的下游方向流動(dòng)。,研究區(qū)的徑流和排泄的方式包括：,二、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件地下水補(bǔ)給、徑流、排泄,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),研究區(qū)地下水等水位線及流向示意圖,二、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件地下水補(bǔ)給、徑流、排泄,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),水源地地下水動(dòng)態(tài)的特征包括：,1、降水入滲型(IIA+B區(qū)) 該區(qū)分布于山前洪積扇裙，水位埋深較大，一般在2070m，地下水補(bǔ)給主要靠降水入滲補(bǔ)給，地下水位隨降雨量增加而上升，但上升的時(shí)間往往滯后1015天。,降水量與觀測井CH6水

9、位變化過程曲線,二、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件地下水動(dòng)態(tài)特征,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),2、降水灌溉型(IIIA+B區(qū)) 該區(qū)分布于沁河左右兩岸沖積扇上，水位埋深較淺，一般在310m，區(qū)內(nèi)有廣惠渠及廣利渠兩個(gè)灌渠，機(jī)井廣泛分布，其地下水除受降雨入滲補(bǔ)給外，且與農(nóng)灌季節(jié)關(guān)系密切，灌溉期水位普遍升高，非灌溉期水位普遍降低，但年變幅較小。,二、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件地下水動(dòng)態(tài)特征,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),沁河水位與觀測井水位示意圖,3、水文型(區(qū)) 該區(qū)分布于沁河兩岸的階地及漫灘上，地下水埋深較淺，25m。地下水與沁河河水關(guān)系密切，沁河漲水，地下水位升高；沁河落水，地下水位降低，其地下 水位總趨 勢比河水

10、 位低，說 明河水補(bǔ) 給地下水,二、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件地下水動(dòng)態(tài)特征,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),計(jì)算區(qū)內(nèi)地下水共分成六個(gè)水化學(xué)類型區(qū)：,1、重碳酸型水區(qū)(I區(qū)),2、重碳酸硫酸型水區(qū)(區(qū)),3、硫酸-重碳酸型水區(qū)(區(qū)),4、硫酸一氯化物型水區(qū)(區(qū)),5、 重碳酸一氯化物型水區(qū)(V區(qū)),6、重碳酸硫酸氯化物型水區(qū)(區(qū)),二、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件地下水化學(xué)特征,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),Visual MODFLOW 水流模擬流程圖,三、地下水?dāng)?shù)值模擬模型建立,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),模擬區(qū)網(wǎng)格剖分圖,根據(jù)模擬區(qū)已收集到的資料及地層的垂向分布特征，將研究區(qū)含水層系統(tǒng)概化為一層，共剖分成146行

11、和184列，每個(gè)單元格長為198米，寬為144米，為了準(zhǔn)確地模擬未來水源地、沁河兩岸的地下水流場變化，在上述地區(qū)將剖分網(wǎng)格加密。,三、地下水?dāng)?shù)值模擬模型建立,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),在整個(gè)計(jì)算區(qū)內(nèi)較為均勻地選擇了17眼觀測孔，以期達(dá)到控制孔隙水流場的目的。,觀測井分布示意圖,三、地下水?dāng)?shù)值模擬模型建立,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),含水層參數(shù)分區(qū)圖,考慮計(jì)算區(qū)含水層的巖性特征、大量的抽水試驗(yàn)資料等實(shí)際情況，將計(jì)算區(qū)分為15個(gè)參數(shù)區(qū)，并根據(jù)所掌握的抽水試驗(yàn)資料及經(jīng)驗(yàn)值來給定參數(shù)的初值。,圖例,三、地下水?dāng)?shù)值模擬模型建立,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),開采井分布圖,模擬區(qū)內(nèi)已有的開采井主要用于農(nóng)田

12、灌溉，根據(jù)實(shí)際開采量將各鄉(xiāng)分布的開采井概化成大井。,三、地下水?dāng)?shù)值模擬模型建立,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),第一年,第二年,第三年,第一年末，各個(gè)地下水水位觀測孔的模型模擬與實(shí)際觀測地下水水位結(jié)果之間的平均誤差為0.868m，均方根為1.09m，標(biāo)準(zhǔn)化均方根為7.14；第二年末，平均誤差為0.657m，均方根為0.812m，標(biāo)準(zhǔn)化均方根為5.68；第三年末，以上三參數(shù)分別為0.518m，0.629m，4.43%。,三、地下水?dāng)?shù)值模擬模型建立,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),觀測孔II-5,觀測孔CH6,觀測孔CH7,下圖分別為三個(gè)觀測孔計(jì)算水位與觀測水位對(duì)比的變化過程曲線，結(jié)果顯示模擬的結(jié)果較好，

13、說明所建立的模型正確。,三、地下水?dāng)?shù)值模擬模型建立,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),四、不同方案下的地下水水位預(yù)測方案的確定,沁河來水方案 河三個(gè)來水方案指沁河干流無骨干調(diào)節(jié)工程、有張峰水庫、有張峰與河口村水庫調(diào)節(jié)三種情況下的沁河月、年來水過程（五龍口斷面下泄流量過程）。,地下水三個(gè)開采方案,地下水三種開采方案是指沁北電廠取水量分別為全年0.97m3/s （二月份為1.6 m3/s）與全年1.6m3/s和全年0.97m3/s三種開采方案 。,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),方案一是沁河無水庫調(diào)節(jié)和開采量為0.97m3/s（二月份為1.6 m3/s） 方案二是指沁河在張峰水庫調(diào)節(jié)的情況下和開采量為0.9

14、7 m3/s （二月份為1.6 m3/s ） 方案三是指沁河由張峰水庫和河口村水庫進(jìn)行調(diào)節(jié)，開采量為0.97 m3/s （二月份為1.6 m3/s ） 方案四為是沁河無水庫調(diào)節(jié)和開采量為1.6 m3/s,由來水方案和開采方案的組合得到九個(gè)預(yù)測方案：,四、不同方案下的地下水水位預(yù)測方案的確定,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),方案五是沁河在張峰水庫調(diào)節(jié)的情況下和開采量為1.6 m3/s 方案六是指沁河由張峰水庫和河口村水庫進(jìn)行調(diào)節(jié)，開采量為1.6 m3/s 方案七為是沁河無水庫調(diào)節(jié)和開采量全年為0.97 m3/s 方案八是沁河在張峰水庫調(diào)節(jié)的情況下和開采量為0.97 m3/s 方案九是指沁河由張峰水庫

15、和河口村水庫進(jìn)行調(diào)節(jié)，開采量為0.97 m3/s,由來水方案和開采方案的組合得到九個(gè)預(yù)測方案：,四、不同方案下的地下水水位預(yù)測方案的確定,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),MODFLOW對(duì)每個(gè)方案都進(jìn)行了預(yù)測計(jì)算，模擬期從1990年7月到2000年6月，畫出降深最大點(diǎn)G2的降深最大出現(xiàn)時(shí)的全區(qū)地下水降深等值線圖。G2的具體位置見下圖。,四、不同方案下的地下水水位預(yù)測,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),方案一的開采區(qū)漏斗中心的降深平均達(dá)到14m，開采區(qū)的中心點(diǎn)G2的最大降深為21.56m，出現(xiàn)在1997年的2月份,方案一最大降深等值線圖,四、不同方案下的地下水水位預(yù)測方案一,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),方案

16、二的開采區(qū)漏斗中心的降深平均達(dá)到14m，開采區(qū)的中心點(diǎn)G2的最大降深為20.56m，出現(xiàn)在1997年的2月份,方案二最大降深等值線圖,四、不同方案下的地下水水位預(yù)測方案二,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),方案三的開采區(qū)漏斗中心的降深平均達(dá)到14m，開采區(qū)的中心點(diǎn)G2的最大降深為20.08m，也出現(xiàn)在1997年的2月份,方案三最大降深等值線圖,四、不同方案下的地下水水位預(yù)測方案三,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),方案四的開采區(qū)漏斗中心的降深平均達(dá)到18m，開采區(qū)的中心點(diǎn)G2的最大降深為23.63m，出現(xiàn)在1995年的3月份,方案四最大降深等值線圖,四、不同方案下的地下水水位預(yù)測方案四,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證

17、上崗培訓(xùn),方案五最大降深等值線圖,方案五的開采區(qū)漏斗中心的降深平均達(dá)到18m，開采區(qū)的中心點(diǎn)G2的最大降深為22.98m，出現(xiàn)在1994年的11月份,四、不同方案下的地下水水位預(yù)測方案五,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),方案六最大降深等值線圖,方案六的開采區(qū)漏斗中心的降深平均達(dá)到18m，開采區(qū)的中心點(diǎn)G2的最大降深為22.91m，出現(xiàn)在1994年的11月份,四、不同方案下的地下水水位預(yù)測方案六,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),方案七的開采區(qū)漏斗中心的降深平均達(dá)到13m，開采區(qū)的中心點(diǎn)G2的最大降深為18.72m，出現(xiàn)在1995年的3月份,方案七最大降深等值線圖,四、不同方案下的地下水水位預(yù)測方案七,建

18、設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),方案八的開采區(qū)漏斗中心的降深平均達(dá)到13m，開采區(qū)的中心點(diǎn)G2的最大降深為18.31m，出現(xiàn)在1994年的11月份,方案八最大降深等值線圖,四、不同方案下的地下水水位預(yù)測方案八,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),方案九的開采區(qū)漏斗中心的降深平均達(dá)到13m，開采區(qū)的中心點(diǎn)G2的最大降深為18.27m，出現(xiàn)在1994年的11月份,方案九最大降深等值線圖,四、不同方案下的地下水水位預(yù)測方案九,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),各個(gè)方案最大降深出現(xiàn)時(shí)間對(duì)比,四、不同方案下的地下水水位預(yù)測,建設(shè)項(xiàng)目水資源論證上崗培訓(xùn),在開采量為全年0.97 m3/s （二月份為1.6 m3/s ）情況下（方案一、二、三），最大降深都出現(xiàn)在1997年2月，從沁河的來水情況看，2月是枯季，來水量較小，而且2月份的開采量是一年內(nèi)最大的（1.6 m3/s ），所以最大降深的出現(xiàn)是合理的。 而開采量為全年1.6 m3/s和0.97 m3/s時(shí)，在無水庫調(diào)節(jié)的情況下（方案四和方案七），最大降深出現(xiàn)在1995年3月底，這是因?yàn)榍吆釉跓o水庫調(diào)節(jié)時(shí)二月份和三月份的來水量都較小，沁河補(bǔ)給兩岸地下水的量也較??；在張峰庫單庫調(diào)節(jié)的情況下（方案五和方案八）這時(shí)最大降深的出現(xiàn)在1994年11月底；在張峰庫和河口村水庫雙庫調(diào)節(jié)的情況