某地新生界水源地勘察施工设计方案研究

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　　摘  要：根据某县供水规划需求，本次新生界备用水源地勘察拟在城南进行，以松散层第二含水层（组）和第三含水层（组）上段为勘察目的层。采用电法勘察确定目的层段的富水区段，设计施工2个探采结合井，兼验证勘察孔。
　　关键词：新生界;水源地;勘察;探采结合井
　　中圖分类号：TU991.11      文献标志码：A       文章编号：2095-2945（2019）25-0089-02
　　Abstract： According to the demand of water supply planning in a county， the investigation of the reserve water source in the Cenozoic is to be carried out in the south of the city， with the second aquifer （group） and the upper section of the third aquifer （group） as the exploration target layer. The rich water section of the target section is investigated and determined by electric method， two exploration-production combined wells are designed and constructed， and the exploration holes are verified.
　　Keywords： Cenozoic; water source; exploration; exploration-production combination well
　　引言
　　随着区内及周边城镇矿区用水量逐年增加，出现了超量开采，造成地下水位持续下降，由此导致地面沉降和地下水污染问题日渐严重。目前县城城区中心地带深层地下水位埋深近60m。此外由于工业废水不达标排放，生活污水未经处理直接排放，造成了水质不同程度污染，根据水质化验资料显示，地下水中F含量超标，溶解性总固体部分超标，Fe、Mn含量部分也处于临界值，无论从生态环境质量和人民生活饮用水质量，均急需要解决实际问题。且原先建设的水厂在安徽省地下水超采区限采范围内。为确保城镇可持续发展，提升和改善城镇居民饮用水安全保障能力，某地县政府拟建设新的水源地以置换县城中的水源井至县城地下水超采区限采范围外。根据《供水水文地质勘察规范》要求，结合《安徽省地下水超采区治理方案》中规定的限采区范围及某地县委县政府的供水规划，根据本区供水水文地质特征，编制了某地新生界水源地勘察施工设计方案[1-3]。
　　1 电法勘察设计
　　1.1 目的与任务
　　（1）初步查明基岩界面及新生界砂层的埋藏深度，初步查明目的含水层的发育及分布规律，概略评价区域水文地质条件。（2）圈定新生界第二含水层（组）和第三含水层（组）上段的富水区域，为水源井提供理想的成井位置及深度。
　　1.2 勘察区范围
　　根据某县地下水供水规划，初步确定本次城南水源地勘察评价的范围，其水资源评价面积约75.00km2。
　　1.3 工作布置原则
　　充分利用前人资料和研究成果，按照全局与重点有别的原则，合理的布置实物工作量，以求得投入效益的最大化。
　　1.4 工作布置方案及工程量
　　根据此次水文电法勘察任务、水文地质特征、方法的有效性与经济技术合理等综合因素，确定工作方法采用瞬变电磁法。
　　根据规程要求，结合本次勘察实际情况，本次新生界电法勘探设计3个勘查面积单位，每个面积单位5条测线，共计15条瞬变电磁测线，坐标点120个，试验点10个，检查点4个（不小于坐标点的3%），共计瞬变电磁物理点134个。
　　1.5 技术要求
　　（1）为保证原始资料的质量，整个施工过程采用国外进口的瞬变电磁设备，并严格按《规程》执行，质量检测点不少于3%。（2）按《规程》和《规范》要求，须经乙方上级主管部门批准后，且须经甲方认可后施工。（3）全区瞬变电磁检测点，要求甲级率≥80%，合格率为100%。（4）测量合格率要求达100%，优良级率不低于95%。（5）测点相对误差不大于0.5m，高程误差不大于0.5m，一级测线点位置误差不大于0.2m，高程误差不大于0.2m。（6）瞬变勘探野外施工网度为50m×40m，大地电磁勘探野外施工网度为1000m（测线距）×40m（测点距）。（7）野外采集的数据，需当天逐条曲线进行验收，认真进行质量监督与室内评级工作，发现异常畸变点，应及时布置重复观测和检测，以保证原始记录的质量。（8）建立现场资料处理站，及时对各种资料进行处理，以便指导和检查野外施工，并将各种属性数据及时输入计算机。
　　2 钻探勘察设计
　　2.1 目的与任务
　　（1）基本查明勘察区主要供水含水层（组）的岩性结构、厚度及分布规律。（2）计算供水含水层（组）的水文地质参数，初步评价水源地地下水资源量及允许开采量，为后期水源地总体设计及规划建设提供依据。（3）基本查明供水含水层的水质，并按生活饮用水水质标准进行评价。
　　2.2 勘察范围
　　本次钻探勘察评价范围与评价区范围相同，其水资源评价面积约75.00km2。
　　2.3 勘察对象
　　勘察对象为新生界松散层第二含水层（组）和第三含水层（组）上段。
　　2.4 工程布置原则 　　根据《供水水文地质勘察规范》和本次水源地勘察目的与任务，其主要工程布置原则如下：（1）为了满足城区供水的需求，钻井尽量布置在含水层较发育的地段。（2）坚持少投资大回报的原则，布置探采结合井。（3）根据某县地下水限采区范围及开采规划，了解现有供水井群分布情况，合理布置钻井，防止抽水试验及后期开采时井群间相互干扰。（4）重点布置第二含水层（组）、第三含水层（组）上段混合抽水井。（5）抽水试验方法应能够满足水文地质参数计算、地下水水资源开采评价的要求。
　　2.5 工程布置方案及工程量
　　根据上述工程布置原则，在勘察区布置2条勘探线（即A-A'、B-B'线），勘探线距约3000m，施工第二含水层、第三含水层（组）上段混合抽水井。其主要工程布置方案如下：
　　（1）钻孔布置：本次勘探沿勘探线布置探采结合井2口，均为抽水孔，采用无芯钻进。（2）抽水试验：为满足水文地质参数计算和了解目的层段含水层水量、水质情况的需要，每口井井管下置后需进行单井洗井工作，保证水清砂尽，然后分别进行单孔稳定流抽水试验。（3）取样及化验测试：每口探采结合井取水样1个，共计2个，化验项目为水质全分析及有害元素测试。（4）终孔层位及孔深：本次水文地质勘察钻探深度以了解新生界各含水层发育情况为目的，了解基岩界面埋深情况，钻井终孔层位为基岩界面。
　　2.6 施工技术要求
　　（1）施工顺序：先施工2019-水1水源井，后施工2019-水2水源井。
　　（2）钻孔结构：本次勘察按照《供水水文地质勘察规范》及钻井的设计目的，探采结合井目的层段及上部扩孔孔径φ500mm，下置φ273mm井管和滤水管。管外投放1-3mm滤料砂至第一隔水层（组），管外采用粘土球回填止水，目的层段下部采用粘土球捣实止水。
　　（3）钻探施工：2019-水1及2019-水2井均无芯钻进，为保持钻孔孔壁的稳定性，钻进时使用泥浆，扩孔时泥浆粘度应控制在20s以内，最后一级扩孔使用泥浆其粘度不超过18s。其它施工质量要求如孔斜孔深测量均按规范和标准验收。
　　（4）扩孔成井：水源井施工至终孔层位后，进行电测井，然后根据测井资料，确定分级扩孔至相应深度，下置相应的井壁管和滤水管。井管下置采取以下工序和措施施工：
　　a.探井：扩孔后先进行探井，查明井壁的圆滑规则，保证下管顺利进行。b.换浆：下管前钻具下至井底冲孔自下而上替换出孔内稠泥浆。c.校正孔深：下管前用钢卷尺精确丈量钻具，校正钻孔深度，确保准确无误。d.检查配置井管：对井管按质量要求严格进行检查，并按测井资料对井管及滤水管进行配置。e.下置井管：采用直接提吊法按顺序下置井管，滤水管外包80目尼龙纱网。f.投滤料：预防卡料堵塞，采用动态投料法，投料过程缓慢持续进行，直至投到设计深度为止。g.止水：目的层以下层段用岩芯管送粘土回填捣实止水，防止与上部含水层相通;水源井井管下置、投滤料后，填砾顶面至孔口用粘土球回填止水，以防地表及浅层水下渗，必须确保回填止水质量，检查止水合格后方能进行下一步工序。
　　2.7 抽水试验
　　本次勘察的抽水试验原则上采用稳定流抽水的方法，具体要求如下：（1）进行三个降程的抽水，每个降程降深≥3m，三点分布要均匀。（2）为满足后期抽水参数计算，抽水试验时间第一点要求延续不少于48h，稳定≥8h;其余两点稳定时间不少于8h。（3）抽水试验时观测频率为抽水试验开始后1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、60、80、100、120分钟观测一次，以后每30分钟观测一次，抽水结束后，应按非稳定流抽水试验开始的观测频率进行恢复水位观测，直到符合稳定标准。
　　2.8 计算及评价方法
　　本次勘察的抽水试验采用稳定流的方法，采用经验公式及恢复水位等方法计算含水层的水文地质参数;结合前期目的含水层水文地质参数计算含水层的弹性储存量与天然径流补给量，评价水源地允许开采量，水源地预期开采量可达20000m3/d;生活饮用水水质依据GB5749-2006水质标准中规定的各項指标进行。
　　参考文献：
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