膠東半島地下水庫

1、膠東半島地下水庫理論技術(shù)與勘查評價1目錄引言自然條件概述自然地理特征 區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)概況 膠東半島地下水庫屬性基本概念地下水庫建設(shè)基本條件地下水庫類型 地下水庫系統(tǒng)構(gòu)成 地下水庫建設(shè)適宜區(qū)分析 地下水庫工程及其運行管理人工工程2地下水庫運行管理 地下水庫勘查評價（以煙臺市夾河地下水庫為例）目的任務(wù)煙臺市夾河地下水庫勘查評價區(qū)域環(huán)境地質(zhì)條件（自然地理地質(zhì)與環(huán)境） 庫區(qū)水文地質(zhì)條件（地下水庫建設(shè)條件）截滲壩選址及水文工程地質(zhì)條件 地下水庫效能評價綜合評價 青島大沽河地下水庫簡介結(jié)語3引言膠東半島是指山東半島膠萊河以東地區(qū) ,也是山東省半島城市群的主要組成部分和經(jīng)濟社會最發(fā)達地區(qū)。該區(qū)的大氣降水

2、特點和地形地貌、地質(zhì)條件不利于水資源的天然蓄積和利用。地下水庫的開發(fā)建設(shè)不僅有效增加了水資源的供應(yīng)，而且基本消除了這些地區(qū)日益嚴重的海水入侵之患，有著重要的生態(tài)環(huán)境意義，以“地下水庫”為核心的水資源調(diào)蓄利用技術(shù)在膠東半島有重要的實用推廣價值。 4自然條件概述自然地理特征：半島區(qū)地貌屬于典型的濱海中低山丘陵區(qū)，區(qū)內(nèi)除中南部膠萊盆地（萊陽、萊西附近區(qū)域）地形較為平坦外,其他地區(qū)地勢起伏較大，大部分區(qū)域海拔高度在30200m之間。半島海岸線曲折，多海灣、岬角和島嶼。 膠東半島屬暖溫帶季風(fēng)氣候。年降水量一般650850毫米，多年平均降水量718.8mm，降水量在年內(nèi)和年際間分布不均是本區(qū)的氣候特點 。

3、 區(qū)內(nèi)河流屬半島邊緣水系，一般發(fā)源于中部山地，南北分流，獨流入海，河床比降大，源短流急，大部分獨流入海。河川徑流量豐枯期相差懸殊，河水暴漲暴落，汛期集中全年徑流量的7080，非常不利于地表水的自然涵養(yǎng)與利用。 5區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)概況 ：在大地構(gòu)造單元上，膠東半島由膠北隆起、膠萊凹陷和威海膠南斷隆構(gòu)成。丘陵、低山占總面積的70，其分布的巖石類型主要以巖漿巖和變質(zhì)巖為主，第四系松散層主要分布在河流溝谷、山前及濱海地帶，其厚度一般1030m，最大厚度80m 。 膠東半島主要地下水類型為巖漿巖和變質(zhì)巖類的基巖裂隙水，分布廣泛，但富水性差，基本不具備集中供水意義；灰?guī)r或大理巖類巖溶裂隙水，但在半島地區(qū)

4、分布較為零星，供水意義受限。目前膠東半島集中供水的地下水水源地基本都是第四系松散巖類孔隙水，水源地主要分布于河流中下游及山前的沖洪積平原，這些地段一般也是建設(shè)地下水庫的有利地段，有良好的儲水和開發(fā)利用條件。 上世紀八十年代是地下水開采的迅速增長期，又逢連年的枯水年，造成地下水位急劇下降，形成了較大范圍的地下水位負值漏斗區(qū)，在一些重要河流的下游和濱海平原區(qū)海水入侵迅速發(fā)展，帶來較為嚴重的地質(zhì)環(huán)境問題； 6膠東半島地下水庫屬性(?) 基本概念 地下水庫是指充分利用天然地下儲水空間開發(fā)建設(shè)的具有攔蓄、調(diào)節(jié)和利用地下水作用的水利工程 。地下水庫最主要的特征作用就是更好地實現(xiàn)了人工調(diào)控地下水資源，實現(xiàn)了

5、地表水與地下水的聯(lián)合調(diào)度，提高了水資源利用率。地下水庫建設(shè)基本條件 水源條件 ：膠東半島有比較豐富的降水(基礎(chǔ))，多年平均降水量在700mm以上；地表水系較為發(fā)育，均可形成一定的地表徑流量，多年平均河川徑流量為74.23億m3，攔蓄量為25.18億m3，僅為河川徑流量的33.92%，有66.08%的河川徑流量白白流走，這是用于人工調(diào)蓄的重要水源；另外，山東省的西水東調(diào)也為地下水庫提供了間接補給水源，因此建庫水源條件比較充足。7地下儲水空間：主要是第四系沖積、沖洪積物的孔隙，其空間介質(zhì)顆粒較粗，巖性多為中粗砂和卵礫石，給水度在0.10.3，滲透系數(shù)10100m/d，主儲水層厚度一般530m。有效

6、庫容一般在幾百萬幾億m3。邊界條件：就地下水庫主儲水層而言，其邊界條件可分為底部圍巖邊界、上下游斷面邊界和上部邊界。良好的地下水庫邊界條件應(yīng)是：水能進的來、留的住，要求底部圍巖和下游斷面邊界透水性要差，不利于水的泄出；上游和頂面邊界滲透性要好，有利于地下水的補給。膠東地區(qū)地下水庫的邊界基本符合此條件。環(huán)境條件：環(huán)境條件是左右地下水庫建設(shè)重要因素，膠東半島的整體環(huán)境狀況良好，因為該區(qū)的大部分重要城市均位于濱海地區(qū)，適宜建設(shè)地下水庫的河流中上游人為污染源較少，多年來各級政府非常重視環(huán)境保護工作，因此基本不影響地下水庫建設(shè)。通過控制截滲壩高程和人工開采等措施，建設(shè)地下水庫一般不會產(chǎn)生次生災(zāi)害，反而通

7、過涵養(yǎng)水源、截斷海水入侵而有利于改善生態(tài)地質(zhì)環(huán)境。8地下水庫類型 根據(jù)地下儲水的空隙介質(zhì)條件可分為孔隙型、裂隙型和巖溶型地下水庫；還可根據(jù)地下水庫所處的地貌單元位置進行分類，如山間溝谷型、沖積扇型、濱海平原型、沖積平原型等。 在膠東半島建設(shè)地下水庫多需兼顧調(diào)蓄水資源和防止海水入侵的雙重功能，膠東半島所建地下水庫一般屬于山間溝谷和濱海平原型或二者接合的第四系孔隙型地下水庫，基本均需構(gòu)建地下截滲壩，其庫容個別為大型，以中小型居多。 9地下水庫系統(tǒng)構(gòu)成 地下水庫是由多個功能要素構(gòu)成的一個自然人工復(fù)合系統(tǒng)，這個大系統(tǒng)從對地下水的作用來講可大致分為三個分系統(tǒng)：補給滲入系統(tǒng)、儲存徑流系統(tǒng)和開發(fā)與保護系統(tǒng)。

8、 構(gòu)成要素:水：水作為地下水庫工程的核心，是地下水庫系統(tǒng)中一直處于不斷變化和循環(huán)的要素。地下水庫儲存、利用的主要水類型是地下水，作為地下水補充來源的大氣降水、符合條件的各類地表水等都是地下水庫的組成部分。賦水介質(zhì)：就是指地下水庫含水層的巖性，本區(qū)地下水庫的含水介質(zhì)為第四系松散沉積物，主要有：卵礫石、各種砂類等。儲水空間：由地下水庫的賦水介質(zhì)所決定，儲水空間為第四系松散層的孔隙。地下水滲流場：地下水的滲流場是地下水運動的重要特征，是由地下水的補、徑、排條件和地質(zhì)條件所決定的，水滲流場包括流網(wǎng)形態(tài)分布和滲流強度。 10地表攔蓄水工程：用于涵養(yǎng)地表水源，為地下水庫提供更加充足的水源補給保證。 地下截

9、滲工程：用于截斷地下水滲流，主要作用是截斷自上游向下游的地下泄流，在膠東半島的另一重要作用是形成阻止下游海（咸）水入侵的屏障。取水系統(tǒng)：為地下水庫的主要輸出系統(tǒng)，指用于抽取地下水的各種開采井、集水廊道及附屬構(gòu)筑物等。 補源增滲工程：為了提高地表水和地下水的轉(zhuǎn)化效率、增加地表水入滲量而采取的各種人工措施，包括地表引滲回灌工程和提高地層滲透系數(shù)的增滲工程。監(jiān)測系統(tǒng)：為保證地下水庫的可持續(xù)運行而采取的對地下水位、水質(zhì)和環(huán)境變化為主的監(jiān)測措施。11地下水庫建設(shè)適宜區(qū)分析在膠東半島適宜建設(shè)地下水庫的地段為河流中下游山間河谷地帶及濱海平原區(qū) ，地下水庫的具體選址還應(yīng)著重考慮以下幾方面因素：建庫目的：在膠東

10、半島，地下水庫建設(shè)一般都要兼顧地下水的開發(fā)利用和地質(zhì)環(huán)境保護，多數(shù)以利于地下水開發(fā)為主，但在有的地段偏重考慮生態(tài)環(huán)境保護。用水需求：用水需求是建設(shè)地下水庫的前提，要當(dāng)前用水和長遠規(guī)劃相結(jié)合、平時供水和應(yīng)急相結(jié)合，統(tǒng)籌規(guī)劃地下水庫的布局和建設(shè)安排。建壩條件：主要指截滲壩位置的水文和工程地質(zhì)條件和截滲壩的施工難度。 除已建成的地下水庫外，在具備建庫條件的龍口市中村河、蓬萊市平暢河、牟平區(qū)沁水河、榮成市龍河、文登市老母豬河、黃壘河、青島市白沙河等地均有建設(shè)地下水庫的需求和意義（詳見圖 、表 ），有的已列入政府建設(shè)規(guī)劃 12地下水庫工程及其運行管理人工工程 ：人工工程是維系地下水庫系統(tǒng)正常運行的重要組

11、成部分，它以地下截滲工程和地下水開采工程為主體工程，以地表蓄水補源工程、排污工程及監(jiān)測工程等為輔助工程。 截水、截滲工程 ：取水工程 ：增滲補源工程 ：環(huán)保工程 ：地下水監(jiān)測工程 ：地下水庫運行管理13建立運行管理機構(gòu) ：地下水開采管理 ：人工補源工程管理： 環(huán)境保護與監(jiān)測 ：14地下水庫勘查評價（以煙臺市夾河地下水庫為例）目的任務(wù) 地下水庫勘查評價的目的: 勘查評價是地下水庫建設(shè)的重要前期基礎(chǔ)性工作，地下水庫勘查評價就是要為地下水庫工程立項、工程部署和建設(shè)以及建成后的運行管理提供基礎(chǔ)資料和科學(xué)依據(jù)。地下水庫勘查評價的任務(wù): 在對已有各種資料（氣象、水文、地質(zhì)等）的收集、整理基礎(chǔ)上，采用野外調(diào)

12、查、地球物理勘探、鉆探、試驗和測試、監(jiān)測等手段進行實地勘查，通過對取得資料的綜合分析完成如下任務(wù)：查明擬建地下水庫庫區(qū)及周邊水文地質(zhì)條件，查清環(huán)境地質(zhì)及污染狀況，建立水文地質(zhì)概念模型和數(shù)學(xué)模型；進行地下截滲壩的選址并提供建壩所需水文地質(zhì)、工程地質(zhì)資料和依據(jù)。進行地下水庫庫容計算，主要是總庫容和可調(diào)節(jié)庫容。進行地下水資源評價，預(yù)測不同人工調(diào)控方案下的地下水動態(tài)，進行調(diào)蓄和開采方案優(yōu)化。進行地下水人工補給試驗，評價不同人工補給手段的適用條件和補源效果，提出人工補源工程部署意見。進行地下水庫總體效能評價，提出運行、管理和環(huán)境保護建議。15煙臺市夾河地下水庫勘查評價區(qū)域環(huán)境地質(zhì)條件（自然地理、地質(zhì)與環(huán)

13、境）自然地理:地貌單元屬魯東丘陵區(qū)的一部分，地形總體南高北低，山丘高程一般100200m。由夾河沖積所形成的山間河谷平原和下游的濱海平原，地勢較為平坦，地面高程一般525m，地形坡降37。夾河是膠東半島的主要河流之一，分為東西兩支,總流域面積2296km2（圖 ）。東支為外夾河，全長68km，該支流未建有大的地表水庫；西支為內(nèi)夾河，全長75km，中游建有門樓水庫，為煙臺市的重要供水水源，設(shè)計興利庫容1.26億m3。本區(qū)屬暖溫帶季風(fēng)氣候，四季分明，氣候溫和，多年平均氣溫12.5，最高氣溫38.4，最低氣溫-13.1。煙臺市多年平均降水量652.9 mm（1951-2007年）. 區(qū)域地質(zhì)概況 ：

14、夾河流域所分布的基巖主要為下元古界粉子山群和荊山群的變質(zhì)巖，巖性有片巖、變粒巖、斜長片麻巖、大理巖等，部分地段為巖漿巖類的花崗巖等侵入體。地下水庫庫區(qū)具備良好的圍巖條件 。16環(huán)境地質(zhì)：夾河是煙臺市的主要水源地，另外還具有防洪排澇、灌溉、旅游、生態(tài)、環(huán)保等多種功能，對煙臺市的發(fā)展起著十分重要的作用，被稱為是煙臺市的母親河。因此歷來重視該區(qū)的環(huán)境保護工作，使流域保持了良好的自然生態(tài)環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境。區(qū)內(nèi)環(huán)境地質(zhì)問題主要涉及地表和地下水的人為污染、小規(guī)模采礦的廢水廢渣排放、較大面積的地下水降落漏斗和下游的海水入侵，其中對地下水庫建設(shè)影響最大的是地表和地下水的質(zhì)量狀況。 17庫區(qū)水文地質(zhì)條件（地下水庫

15、建設(shè)條件） 水源條件：大氣降水 ：地表徑流 ：夾河流域面積2296km2，已建地表蓄水工程蓄水能力近5億m3有效調(diào)節(jié)能力2.5億m3，其中內(nèi)夾河因建有門樓、庵里等大中型水庫，地表徑流的攔蓄利用率可達80%；外夾河上未建大的地表攔蓄工程，地表徑流僅能利用10%左右，因此，本區(qū)人工調(diào)蓄利用的水源以外夾河地表棄水為主，內(nèi)夾河門樓水庫泄水次之?！翱退保嚎退菑谋玖饔蛲庖M的水資源，是一種間接水資源。在建的膠東半島引水工程計劃每年向門樓水庫輸水3650萬m3，這部分水量根據(jù)需要既可儲存于地表是也可轉(zhuǎn)儲于地下水庫。18庫區(qū)第四系水文地質(zhì)特征：庫區(qū)內(nèi)第四系地層主要為沖洪積層，平面上沿夾河呈“褲”形條帶狀分布，按其水文地質(zhì)特征自上到下可分為三個類型區(qū)：潛水區(qū) ：位于外夾河旺遠以南，第四系厚度1020m，分布寬度小于1000m。 潛水或微承壓水區(qū)：位于外夾河旺遠至玉樹莊、內(nèi)夾河門樓水庫壩下至崇義地段，第四系厚度一般1530m，分布寬度10002500m。地層基本呈二元結(jié)構(gòu) 。淺層潛水、深層承壓水區(qū)：位于外夾河玉樹莊、內(nèi)夾河崇義以北至壩線之間，第四系厚度一般2035m，最厚達44.5m，分布寬度20004500m。 19庫區(qū)入滲能力分析 自然入滲能力