張江海，夏國天，賈志杰

（1.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇 南京 210000；2.江蘇省地質(zhì)勘查技術(shù)院，江蘇 南京 210000）

礦區(qū)位于江蘇省連云港市東?？h溫泉鎮(zhèn)北約2.5km，近鄰南埝村。礦區(qū)東西寬約2.29km，南北長約0.93km，面積約2.12km2。礦區(qū)水文地質(zhì)類型為簡單。

1 礦區(qū)含水層水文地質(zhì)特征

礦區(qū)主要分布的是第四系孔隙水含水層和基巖裂隙水含水層。

1.1 第四系孔隙水含水層組

礦區(qū)廣泛分布，巖性主要為全新統(tǒng)和上更新統(tǒng)殘坡積粘砂土和石英礫石組成，局部有一層上更新統(tǒng)坡沖積或全新統(tǒng)湖積鈣質(zhì)結(jié)核亞粘土。厚度隨地勢有些變化，據(jù)前人工作和本次鉆孔揭露，壟崗緩坡上緣較薄，一般0.5～1m；壟崗緩坡下緣較厚，一般2～3m，局部可達(dá)4m。該層總體為弱透水且富水性弱，水位受季節(jié)影響明顯，一般雨季含水，旱季幾乎無水或水位很低。該層民井單井涌水量一般為10m3/d，旱季水量極貧乏，只能作為居民生活用水水源。

1.2 基巖裂隙水含水層組

巖性主要為城頭片麻和東海表殼巖毛北巖組的榴輝巖（包括含礦層）、次生角閃巖等。因受長期風(fēng)化作用的影響，淺部巖石的物理、化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造遭到破壞，形成了較為發(fā)育的風(fēng)化裂隙帶。由于風(fēng)化帶裂隙產(chǎn)狀多較陡斜，因此較有利于降水入滲，故基巖裂隙含水層組的富水性總體上優(yōu)于第四系孔隙水含水層組。風(fēng)化帶以下巖石新鮮、堅(jiān)硬，發(fā)育有少量裂隙且多充填，另接觸帶發(fā)育有少量的儲(chǔ)水裂隙，故可將本區(qū)基巖裂隙水含水層劃分為上下兩個(gè)含水段。

風(fēng)化基巖含水段：本段巖石較疏松破碎顏色暗淡，風(fēng)化裂隙發(fā)育，裂隙內(nèi)或裂隙面上見鈣質(zhì)薄膜或粘土質(zhì)充填物。底板埋深4.95～18.6m?？傮w富水性差，榴輝巖和粗粒的片麻巖遭風(fēng)化破壞后富水性稍強(qiáng)，其它巖性較弱。本次勘探階段為防止井孔坍塌，確保勘探質(zhì)量和進(jìn)度，鉆進(jìn)過程中均采用泥漿護(hù)壁，故漏水現(xiàn)象不明顯。

新鮮基巖含水段：本段巖石堅(jiān)硬致密，巖芯較完整，顏色新鮮。一般節(jié)理裂隙不發(fā)育，富水性差，鉆進(jìn)時(shí)少見漏水現(xiàn)象。該含水段地下水主要受構(gòu)造裂隙控制，其分布不均勻。

2 礦區(qū)地下水補(bǔ)徑排條件

龍梁河橫穿礦區(qū)，地表水體對礦區(qū)的補(bǔ)給強(qiáng)烈。礦區(qū)第四系覆蓋層較薄，可以直接受大氣降水補(bǔ)給，大雨過后，地下水水位迅速增高，大氣降水對礦區(qū)的補(bǔ)給強(qiáng)烈。礦區(qū)及周邊地區(qū)巖性多為片麻巖，除淺部風(fēng)化帶有少量基巖裂隙水外，下部新鮮基巖富水性較弱，總體富水性一般，獲得臨區(qū)側(cè)向補(bǔ)給的水量不大。故礦區(qū)主要接受地表水體及大氣降水的補(bǔ)給。

據(jù)本次勘探階段的地下水位測量，地下水面的形態(tài)與地形較為吻合，基本上與地表高程呈現(xiàn)正相關(guān)。礦床所處的地勢為正地形（壟崗），地表水及地下水均向附近稍低的洼地方向流去，地表水對礦床的補(bǔ)給甚微。

由于覆蓋層薄，水位埋藏淺，故蒸發(fā)和植物蒸騰是主要排泄途徑，淺部地下水也是周邊農(nóng)村居民的生產(chǎn)生活用水主要來源，故有少量地下水消耗于人工取水。

3 礦坑涌水量預(yù)測

3.1 礦床充水條件

礦區(qū)為孔隙裂隙充水礦床，充水方式為直接充水，由于礦區(qū)將來為露天開采，據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)條件，礦床的主要充水水源為大氣降水和地下水。對于地下水充水水源來說，上部第四系松散層厚度不大，淺部風(fēng)化帶較為松散，裂隙較發(fā)育，深部的新鮮基巖則發(fā)育有構(gòu)造裂隙，故主要的充水途徑為基巖裂隙。

3.2 水文地質(zhì)模型概化

根據(jù)水文地質(zhì)條件和礦坑的開采設(shè)計(jì)深度，基巖裂隙含水層展布厚度相對穩(wěn)定，區(qū)域內(nèi)斷層規(guī)模均不大，且一般其水文地質(zhì)意義不大，故外圍可近似看作無限透水邊界。表層的第四系孔隙含水層厚度較小，富水性較差，本次計(jì)算不予考慮。風(fēng)化帶基巖與新鮮基巖概化為基巖裂隙含水層，據(jù)基巖風(fēng)化層與深部新鮮基巖含水層的混合抽水試驗(yàn)已求得其平均滲透系數(shù)。

3.3 最大涌水量計(jì)算

最大涌水量Qmax由兩部分組成，即含水層的涌水量Q（包括靜儲(chǔ)量和補(bǔ)給量）和匯集到露天采坑中的大氣降水量Q降：

3.3.1 大氣降水量Q降

根據(jù)降水匯流理論，由地表匯集到露天采坑中的大氣降水量的計(jì)算公式為：

式中：H——區(qū)域日平均降水量；

F——流入礦坑雨水的匯水面積，根據(jù)未來礦區(qū)地形和露天采坑的范圍，在1∶5000 的礦區(qū)地形圖上根據(jù)分水嶺勾畫后計(jì)算求得最大匯水面積約為0.24km2。

根據(jù)不同的降水特征，可得出平水期的正常降雨匯流量和極端強(qiáng)降雨條件下的采坑最大降雨匯流量，計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1 不同特征值降雨量形成的露天礦坑充水量計(jì)算表

3.3.2 含水層的涌水量Q

（1）計(jì)算滲透系數(shù)K。本次參數(shù)求解采用AquiferTest v3.0 軟件進(jìn)行，利用該軟件處理抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以避免人工配線過程中的隨意性，可以更加準(zhǔn)確地求取含水層水文地質(zhì)參數(shù)。根據(jù)抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用Aquifer Test軟件求參的數(shù)據(jù)擬合曲線如圖1～圖4所示。

（2）計(jì)算地下水疏干降落漏斗半徑采用經(jīng)驗(yàn)公式，該公式適用于長時(shí)間大口徑井抽水。

式中：S0——設(shè)計(jì)水位降深，m，本次按80m計(jì)算；

K——含水巖組滲透系數(shù)；

H——含水層厚度，m。

（3）計(jì)算大井引用半徑采用公式：

式中：f——計(jì)算區(qū)面積。

（4）計(jì)算涌水量采用無限邊界穩(wěn)定流公式：

式中參數(shù)含義如上所述。

通過上述公式計(jì)算得水文地質(zhì)參數(shù)，結(jié)果如表2所示。

表2 水文地質(zhì)參數(shù)計(jì)算成果表

由此計(jì)算可知，基巖裂隙含水層的最大涌水量Q=224.82～423.73m3/d。

綜上所述，礦區(qū)最大涌水量介于813.36～1012.27m3/d之間。

4 結(jié)語

在開采初期，由于對水位降深要求較小，且采坑規(guī)模較小，集水能力較弱，故開采初期采坑涌水量較小，而隨著采坑規(guī)模越來越大，采坑作為一個(gè)集水的“大井”，其匯集地下水和大氣降水的能力將逐步增強(qiáng)，故隨著開采的繼續(xù)，礦坑涌水量會(huì)逐漸增大。

礦區(qū)地形會(huì)隨著礦山建設(shè)發(fā)生較大的變化，未來排水溝等排水設(shè)施的開挖都會(huì)在較大程度上改變礦區(qū)的大氣降雨產(chǎn)流過程，因此匯流入礦區(qū)的大氣降水量可能會(huì)減小。