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[摘要]：通过对河南省辉县市南村镇刘家池村孔位确定的再认识分析，为我们今后在解决岩溶山区农村严重缺水问题野外地质定孔提供分析方法及方向。
[关键词]：水文地质 孔位确定 辉县市
中图分类号：S156.1 文献标识码：S 文章编号：1009-914X(2012)29- 0283 -02
一、概述
根据当地水利部门提供的信息，为河南辉县市南村镇刘家池村严重缺水的问题，地质技术员与物探技术员三进三出才确定孔位。本文通过对河南辉县市南村镇刘家池村孔位确定的再认识，为我们今后解决类似岩溶山区农村严重缺水采用机井解决时，确定孔位提供一定的分析方法和方向，使有限的资金发挥最大的效益，提高成井率。
二、水文地质特征分析
查明蓄水构造的蓄水条件和水循环条件,找出其中的富水段或富水带,以便选择和确定最佳的开采地段,需要通过详细的水文地质测绘,研究蓄水构造的分布和性质、含(隔) 水岩组特征、控水构造类型及组合关系。对于含水介质,要研究它的空隙特征及非均质特性;对于水循环条件,要研究蓄水构造、地下水的补给和排泄条件及相互关系,确定蓄水构造及其所处的地下水系统或外界水量交换的形式、地下水主要的径流部位的富水特征〔1〕。
南村镇刘家池村位于南村盆地南面边缘低山近东西向展布槽谷起始处，由于地表水缺乏，长期饮用水窖蓄水，水质、水量得不到保证，由于缺水，制约了经济发展，背负着贫穷的面貌。
2·1地层岩性
调查区内出露地层由新到老分述如下：
（1）第四系残、坡积层（Q4）：褐黄色粘土，厚0～10m。分布于斜坡低洼地带。
（2）奥陶系中统上马家沟组下段（O2x3）：上部为浅灰色薄—中厚层灰岩夹黄绿色页岩，顶部为10—15厘米厚页岩；中部为粉红色厚层状白云质灰岩夹薄板状泥灰岩及黄绿色页岩。泥灰岩中局部夹角砾状灰岩；下部为灰色泥灰岩，泥质灰岩夹页岩及泥灰岩与页岩互层。厚81.56～128.28米。主要分布于南面山巅。
（3）奥陶系中统下马家沟组上段（O2x2）：上部深灰色厚层状质纯灰岩，局部为豹皮状灰岩夹薄板状灰岩及泥质条带灰岩；中部深灰色厚—巨厚层灰岩夹泥质灰岩及角砾状灰岩；下部为角砾状灰岩。厚4.1～42.1米。调查区内均有分布。
（4）奥陶系中统下马家沟组下段（O2x1）：岩性为黄绿色、紫红色页岩，薄层泥灰岩，泥质粉砂岩夹少量透镜状石英砂岩，呈环带状分布。厚12.95～28.85米。
（5）奥陶系下统（O1）:上部岩性为灰白色薄—中厚层白云质灰岩，细粒结晶，含硅质、泥质条带白云质灰岩发育，往下硅质团块增多；中部岩性为浅灰色巨厚层中—粗粒结晶白云质灰岩、白云岩，普遍发育有燧石结核，局部为燧石团块，表面具皱纹，风化后呈糖粒状，产状不明显，往上硅质条带发育；下部岩性为浅肉红色中厚—巨厚层中—粗粒白云质灰岩风化后呈糖粒状，局部见有硅质团块。底部为2—3层黄绿色页岩，厚一般几厘米至数十厘米，厚者可达1米左右。厚121.1～210.58米。分布于调查区的西面。
2·2地质构造
调查区处于太行山隆起带南端，新华夏系构造与晋南山字型构造东翼反射弧的复合部位。调查区内有近南北向、北北东向、北东向断裂发育。见图1
2·3岩溶
调查区岩溶形态地表主要为溶沟、溶槽，地下埋藏的岩溶，据收集资料反映，主要以针状小溶孔、蜂窝状溶孔、溶蚀裂隙为主，直径一般大于0.20米的溶洞次之。岩溶发育有如下规律：（1）区内植被发育稀疏，碳酸盐岩裸露于地表，风化作用强烈，再加上地表水与地下水的交替作用，使表层及沟谷两侧岩溶发育。在垂向上有随深度增加而逐渐减弱的规律。发育深度一般在140米左右。(2)岩溶发育程度与岩性和岩石结构有关，一般讲中厚层状质纯灰岩岩溶发育，而含杂质高的泥灰岩岩溶发育较差。有纯灰岩→白云岩与白云质灰岩→含杂质泥灰岩岩溶发育程度逐渐减弱的趋势。(3)位于压扭性断裂旁侧影响带、主干断裂与支断裂的交汇部位与不同构造的复合部位岩溶发育最好，反之，远离这些部位的岩溶发育较差。
2·4各含水岩组富水特征
依据1/5万辉县南村盆地水文地质调查报告，调查范围含水岩组地下水的富水特征简述如下：
（3）奥陶系下统（O1）：含水岩组为白云质灰岩、白云岩，含水介质为溶孔—裂隙，为碳酸盐岩岩溶裂隙水，水化学类型以HC03—Ca.Mg型为主，HC03—Ca型次之。总矿化度200～500mg/l，总硬度12～16德国度，PH值7.2～8.2，为中—碱性水。富水等级为中等富水。局部受断裂构造的影响，含水介质为溶蚀构造裂隙，富水等级为强富水。
（4）奥陶系中统下马家沟组下段（O2x1）：含水岩组為页岩与砂岩，含水介质为裂隙，为碎屑岩裂隙水，总矿化度200～500mg/l，总硬度12～16德国度，PH值7.2～8.2，为中—碱性水。富水等级为极弱富水，为相对隔水层。
（5）奥陶系中统下马家沟组上段（O2x2）：含水岩组为灰岩、角砾状灰岩，含水介质为溶孔—裂隙，为碳酸盐岩岩溶裂隙水，水化学类型以HC03—Ca.Mg型为主，HC03—Ca型次之。总矿化度200～500mg/l，总硬度12～16德国度，PH值7.2～8.2，为中—碱性水。富水等级为强富水。局部受断裂构造的影响，含水介质为溶蚀构造溶蚀裂隙—溶洞，富水等级为强富水。
（6）奥陶系中统上马家沟组下段（O2x3）：含水岩组为白云质灰岩、角砾状灰岩，含水介质为溶孔—裂隙，为碳酸盐岩岩溶裂隙水，水化学类型以HC03—Ca.Mg型为主，HC03—Ca型次之。总矿化度200～500mg/l，总硬度12～16德国度，PH值7.2～8.2，为中—碱性水，富水等级为中—强富水。
2·5地下水的补、迳、排条件
调查区地势高，地下水主要补给来源是大气降水，其中裂隙岩溶水与松散岩类孔隙水，除直接受降水渗入补给外，还接受地表水渗漏补给，地下水补给区为调查区的西面、北西面，补给面积约3平方公里。地下水由北西向南东迳流，局部受断裂构造的控制，地下水由北向南迳流。地下水的排泄，主要以泉水形式进行排泄，人工开采已成为一种新的排泄方式。见图2. 三、物探异常特征分析
水文物探可从另一角度反映含水岩组和蓄水构造的富水特征,其主要表现为地球物理特征的异常反应。在构造的相应部位均应有物探异常反应,这些部位常构成基岩裂隙水的相对集中径流带。根据各参数曲线的变化特征,结合蓄水构造的蓄水条件和地下水动力特征分析,推断含水层位置〔1〕。
5号线与6号布测基本垂直。物探的结论：在水文地质条件具备的情况下，地下水的开采井位可选择在物探290/6号点上。
四、孔位成井可行性分析
考虑各种因素，地下水最大保障开采量按补给量的30%估算开采量为131（m3/d）。
4·3需水量：辉县市西平罗乡梨园沟村人口300人，大牲畜80头，按0.08m3/d·人或头计算其最低需水量为30.40（m3/d）。
4．4地质类比：根据与其条件相似的辉县市沙窑乡联岭西村HNGT779、南寨镇北寨村HNGT782和南寨镇张台寺村HNGT783成功经验及收集资料反映，地下水埋藏深度在南村盆地顶底板在56.80m（海拔359.20米）～158.30m（海拔296.70米）之间，地下水水位埋深在29.00～71.50米之间。结合现场踏勘收集到的ZK28成井资料综合分析，在调查区内由于受构造的影响，区内地下水存在两个不同的地下水系统。
通过上述几方面的分析及结合水文物探成果，在水文物探初步确定的点位上，设计孔深200米，开采水量30m3/d左右，是有成井供水的条件的。
五、成果验证
该孔于2011年3月18日正式进场投入SPJ—300型钻机一台，3月20日正式施工，3月28日结束凿井任务，3月28日抽水试验，3月29日结束抽水试验并采集水样。
5·1水质、水量满足了村民需求，达到了工作的目的。
5·2验证了在调查区内由于受构造的影响，地下水确实存在两个不同的地下水系统。
六、结论
1、之所以当时技术人员三进三出该点，主要因素是收集的资料欠缺（当地有关单位仅提供了一份1979年河南省地质局区测队进行了1：20万区域地质调查工作，著有《鹤壁幅区域地质调查报告》及地质图和矿产图，到工作接近尾声收集到了1978-1983年河南省地矿局水文地质一队开展了辉县南村盆地水文地质调查及著有报告及1：5万水文地质图），对含水岩組寒武系中统张夏组地层的厚度、下伏地层的岩性不明和含水岩组的富水特征不清及含水介质、构造分布情况及地下水移动不明造成。说明收集工作区以往地质、水文地质工作程度对初步确定靶区有很大的指导意义。
2、通过成功的工程实例，说明加强水文地质调查研究，为确定地下水富集块段、找水方向及方法提供有力的理论支撑。
3、加强对物探成果的解释与水文地质调查相结合和协调，为今后能及时有效确定孔位及提高成井率是很有必要的。
4、在岩溶山区找水打井，必须遵循科学规律，资料收集→野外地质踏勘靶区确定→水文地质调查测绘→水文地质地球物理勘探→综合分析施工设计→钻探实施→成井，是提高成功率的有力保障。
[关键词]：水文地质 孔位确定 辉县市
中图分类号：S156.1 文献标识码：S 文章编号：1009-914X(2012)29- 0283 -02
一、概述
根据当地水利部门提供的信息，为河南辉县市南村镇刘家池村严重缺水的问题，地质技术员与物探技术员三进三出才确定孔位。本文通过对河南辉县市南村镇刘家池村孔位确定的再认识，为我们今后解决类似岩溶山区农村严重缺水采用机井解决时，确定孔位提供一定的分析方法和方向，使有限的资金发挥最大的效益，提高成井率。
二、水文地质特征分析
查明蓄水构造的蓄水条件和水循环条件,找出其中的富水段或富水带,以便选择和确定最佳的开采地段,需要通过详细的水文地质测绘,研究蓄水构造的分布和性质、含(隔) 水岩组特征、控水构造类型及组合关系。对于含水介质,要研究它的空隙特征及非均质特性;对于水循环条件,要研究蓄水构造、地下水的补给和排泄条件及相互关系,确定蓄水构造及其所处的地下水系统或外界水量交换的形式、地下水主要的径流部位的富水特征〔1〕。
南村镇刘家池村位于南村盆地南面边缘低山近东西向展布槽谷起始处，由于地表水缺乏，长期饮用水窖蓄水，水质、水量得不到保证，由于缺水，制约了经济发展，背负着贫穷的面貌。
2·1地层岩性
调查区内出露地层由新到老分述如下：
（1）第四系残、坡积层（Q4）：褐黄色粘土，厚0～10m。分布于斜坡低洼地带。
（2）奥陶系中统上马家沟组下段（O2x3）：上部为浅灰色薄—中厚层灰岩夹黄绿色页岩，顶部为10—15厘米厚页岩；中部为粉红色厚层状白云质灰岩夹薄板状泥灰岩及黄绿色页岩。泥灰岩中局部夹角砾状灰岩；下部为灰色泥灰岩，泥质灰岩夹页岩及泥灰岩与页岩互层。厚81.56～128.28米。主要分布于南面山巅。
（3）奥陶系中统下马家沟组上段（O2x2）：上部深灰色厚层状质纯灰岩，局部为豹皮状灰岩夹薄板状灰岩及泥质条带灰岩；中部深灰色厚—巨厚层灰岩夹泥质灰岩及角砾状灰岩；下部为角砾状灰岩。厚4.1～42.1米。调查区内均有分布。
（4）奥陶系中统下马家沟组下段（O2x1）：岩性为黄绿色、紫红色页岩，薄层泥灰岩，泥质粉砂岩夹少量透镜状石英砂岩，呈环带状分布。厚12.95～28.85米。
（5）奥陶系下统（O1）:上部岩性为灰白色薄—中厚层白云质灰岩，细粒结晶，含硅质、泥质条带白云质灰岩发育，往下硅质团块增多；中部岩性为浅灰色巨厚层中—粗粒结晶白云质灰岩、白云岩，普遍发育有燧石结核，局部为燧石团块，表面具皱纹，风化后呈糖粒状，产状不明显，往上硅质条带发育；下部岩性为浅肉红色中厚—巨厚层中—粗粒白云质灰岩风化后呈糖粒状，局部见有硅质团块。底部为2—3层黄绿色页岩，厚一般几厘米至数十厘米，厚者可达1米左右。厚121.1～210.58米。分布于调查区的西面。
2·2地质构造
调查区处于太行山隆起带南端，新华夏系构造与晋南山字型构造东翼反射弧的复合部位。调查区内有近南北向、北北东向、北东向断裂发育。见图1
2·3岩溶
调查区岩溶形态地表主要为溶沟、溶槽，地下埋藏的岩溶，据收集资料反映，主要以针状小溶孔、蜂窝状溶孔、溶蚀裂隙为主，直径一般大于0.20米的溶洞次之。岩溶发育有如下规律：（1）区内植被发育稀疏，碳酸盐岩裸露于地表，风化作用强烈，再加上地表水与地下水的交替作用，使表层及沟谷两侧岩溶发育。在垂向上有随深度增加而逐渐减弱的规律。发育深度一般在140米左右。(2)岩溶发育程度与岩性和岩石结构有关，一般讲中厚层状质纯灰岩岩溶发育，而含杂质高的泥灰岩岩溶发育较差。有纯灰岩→白云岩与白云质灰岩→含杂质泥灰岩岩溶发育程度逐渐减弱的趋势。(3)位于压扭性断裂旁侧影响带、主干断裂与支断裂的交汇部位与不同构造的复合部位岩溶发育最好，反之，远离这些部位的岩溶发育较差。
2·4各含水岩组富水特征
依据1/5万辉县南村盆地水文地质调查报告，调查范围含水岩组地下水的富水特征简述如下：
（3）奥陶系下统（O1）：含水岩组为白云质灰岩、白云岩，含水介质为溶孔—裂隙，为碳酸盐岩岩溶裂隙水，水化学类型以HC03—Ca.Mg型为主，HC03—Ca型次之。总矿化度200～500mg/l，总硬度12～16德国度，PH值7.2～8.2，为中—碱性水。富水等级为中等富水。局部受断裂构造的影响，含水介质为溶蚀构造裂隙，富水等级为强富水。
（4）奥陶系中统下马家沟组下段（O2x1）：含水岩组為页岩与砂岩，含水介质为裂隙，为碎屑岩裂隙水，总矿化度200～500mg/l，总硬度12～16德国度，PH值7.2～8.2，为中—碱性水。富水等级为极弱富水，为相对隔水层。
（5）奥陶系中统下马家沟组上段（O2x2）：含水岩组为灰岩、角砾状灰岩，含水介质为溶孔—裂隙，为碳酸盐岩岩溶裂隙水，水化学类型以HC03—Ca.Mg型为主，HC03—Ca型次之。总矿化度200～500mg/l，总硬度12～16德国度，PH值7.2～8.2，为中—碱性水。富水等级为强富水。局部受断裂构造的影响，含水介质为溶蚀构造溶蚀裂隙—溶洞，富水等级为强富水。
（6）奥陶系中统上马家沟组下段（O2x3）：含水岩组为白云质灰岩、角砾状灰岩，含水介质为溶孔—裂隙，为碳酸盐岩岩溶裂隙水，水化学类型以HC03—Ca.Mg型为主，HC03—Ca型次之。总矿化度200～500mg/l，总硬度12～16德国度，PH值7.2～8.2，为中—碱性水，富水等级为中—强富水。
2·5地下水的补、迳、排条件
调查区地势高，地下水主要补给来源是大气降水，其中裂隙岩溶水与松散岩类孔隙水，除直接受降水渗入补给外，还接受地表水渗漏补给，地下水补给区为调查区的西面、北西面，补给面积约3平方公里。地下水由北西向南东迳流，局部受断裂构造的控制，地下水由北向南迳流。地下水的排泄，主要以泉水形式进行排泄，人工开采已成为一种新的排泄方式。见图2. 三、物探异常特征分析
水文物探可从另一角度反映含水岩组和蓄水构造的富水特征,其主要表现为地球物理特征的异常反应。在构造的相应部位均应有物探异常反应,这些部位常构成基岩裂隙水的相对集中径流带。根据各参数曲线的变化特征,结合蓄水构造的蓄水条件和地下水动力特征分析,推断含水层位置〔1〕。
5号线与6号布测基本垂直。物探的结论：在水文地质条件具备的情况下，地下水的开采井位可选择在物探290/6号点上。
四、孔位成井可行性分析
考虑各种因素，地下水最大保障开采量按补给量的30%估算开采量为131（m3/d）。
4·3需水量：辉县市西平罗乡梨园沟村人口300人，大牲畜80头，按0.08m3/d·人或头计算其最低需水量为30.40（m3/d）。
4．4地质类比：根据与其条件相似的辉县市沙窑乡联岭西村HNGT779、南寨镇北寨村HNGT782和南寨镇张台寺村HNGT783成功经验及收集资料反映，地下水埋藏深度在南村盆地顶底板在56.80m（海拔359.20米）～158.30m（海拔296.70米）之间，地下水水位埋深在29.00～71.50米之间。结合现场踏勘收集到的ZK28成井资料综合分析，在调查区内由于受构造的影响，区内地下水存在两个不同的地下水系统。
通过上述几方面的分析及结合水文物探成果，在水文物探初步确定的点位上，设计孔深200米，开采水量30m3/d左右，是有成井供水的条件的。
五、成果验证
该孔于2011年3月18日正式进场投入SPJ—300型钻机一台，3月20日正式施工，3月28日结束凿井任务，3月28日抽水试验，3月29日结束抽水试验并采集水样。
5·1水质、水量满足了村民需求，达到了工作的目的。
5·2验证了在调查区内由于受构造的影响，地下水确实存在两个不同的地下水系统。
六、结论
1、之所以当时技术人员三进三出该点，主要因素是收集的资料欠缺（当地有关单位仅提供了一份1979年河南省地质局区测队进行了1：20万区域地质调查工作，著有《鹤壁幅区域地质调查报告》及地质图和矿产图，到工作接近尾声收集到了1978-1983年河南省地矿局水文地质一队开展了辉县南村盆地水文地质调查及著有报告及1：5万水文地质图），对含水岩組寒武系中统张夏组地层的厚度、下伏地层的岩性不明和含水岩组的富水特征不清及含水介质、构造分布情况及地下水移动不明造成。说明收集工作区以往地质、水文地质工作程度对初步确定靶区有很大的指导意义。
2、通过成功的工程实例，说明加强水文地质调查研究，为确定地下水富集块段、找水方向及方法提供有力的理论支撑。
3、加强对物探成果的解释与水文地质调查相结合和协调，为今后能及时有效确定孔位及提高成井率是很有必要的。
4、在岩溶山区找水打井，必须遵循科学规律，资料收集→野外地质踏勘靶区确定→水文地质调查测绘→水文地质地球物理勘探→综合分析施工设计→钻探实施→成井，是提高成功率的有力保障。