磐石市城区供水工程水资源论证报告

'磐石市城区供水工程水资源论证1总论1.1项目来源随着城市的发展、人民生活水平的提高及工业与人口的进一步增长，磐石市城区现有的供水能力将远远不能满足要求。为此，磐石市供水公司提出了城区供水工程建设项目，并编制项目建议书，经磐石市计委批准立项后编制了该项目的可行性研究报告，进而开展该项目的水资源论证工作。1.2水资源论证目的和任务本次工作的目的：充分收集、利用已有的水文地质勘察资料、成果以及水文观测资料对拟建供水水源地进行水资源论证，作为建设项目取水（预）申请的技术依据。其主要任务是：1、对建设项目取用水合理性进行分析；2、结合已有的水文、水文地质资料，对建设项目取水水源及取水可行性与可靠性进行分析论证；3、进行取水影响分析，分析取水对区域水资源和其他用户的影响；4、进行退水影响分析，确定退水处理方案和达标情况，做出退水对水功能区和第三者的影响以及排污口设置的合理性分析；5、提出水资源、水环境保护措施。1.3编制依据1、《中华人民共和国水法》；2、《磐石市城市总体规划》；3、《吉林省磐石市供水工程可行性研究报告》；4、《建设项目水资源论证管理办法》---中华人民共和国水利部、中华人民共和国国家发展计划委员会令第15号，2002.3.24；5 磐石市城区供水工程水资源论证5、《建设项目水资源论证导则（试行）》（SL/Z322—2005）；6、《水资源评价导则》（SL/T238—1999）；7、《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）；8、《地下水质量标准》（GB/T14848—93）；9、《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）；10、《水文地质手册》；11、《城市给水工程规划规范》（GB50282—98）；12、《供水水文地质勘察规范》（GB50027—2001）；13、《吉林省地表水功能区》(DB22/388-2004)；14、《吉林市水资源保护十一·五规划》；15、《城市居民生活用水量标准》（GB/T50331—2002）16、《磐石市污水处理工程项目可行性研究报告》17、《污水综合排放标准》（GB8978—1996）。1.4取水规模、取水水源与取水地点本工程原计划共两个建设方案。方案一：取水水源：地下水，从二处水源地取水。取水地点：1、磐石市南郊，东以磐石—牛心公路为界，西以挡石河为界，北至县水泥厂—西兴立线，南至三合屯；2、石咀镇，即石咀铜矿矿坑水源地，位于磐石市东北17km。取水规模：1、磐石市南郊水源地日取水量8000m3；2、石咀铜矿矿坑水源地日取水量5000m3。方案二：取水水源：水库蓄水，即地表水。取水地点：柳杨水库，距磐石市16.3km5 磐石市城区供水工程水资源论证，位于磐石市富太镇辉发河支流富太河上。取水规模：日取水量50000m3。1.5工作等级根据建设项目所在流域和地区的水资源状况、水文地质条件、取水规模、取水和退水影响等确定取水水源论证工作等级如下：1、磐石市南郊水源地为三级；2、石咀铜矿矿坑水源地为二级；3、柳杨水库水源地为二级。1.6分析范围与论证范围1、磐石市南郊水源地分析范围为磐石市城区及其周边地区，论证范围为南郊一带，计算区面积为25km2。2、石咀铜矿矿坑水源地分析范围与论证范围为石咀铜矿矿区，按地表水流域确定面积约为90km2。3、柳杨水库水源地分析范围与论证范围为水库控制流域（面积92.5km2）和水库下游富太镇区域。分析范围与论证范围见图1-1。1.7水平年根据现有资料和调查结果及建设项目实施计划，确定2004年为现状水平年，2010年为规划水平年。1.8论证委托书，委托单位与承担单位2005年8月10日在磐石市签定了《磐石市供水工程水资源论证合同书》委托单位：吉林省磐石市供水公司承担单位：吉林省水文水资源局吉林省吉林水文水资源勘测局5 磐石市城区供水工程水资源论证南郊水源地图1-1建设项目水资源论证分析范围和论证范围图5 磐石市城区供水工程水资源论证2建设项目概况2.1建设项目名称及项目性质建设项目名称：吉林省磐石市城区供水工程。建设项目性质：新建。此外，配套工程有净水厂一座，污水处理厂一座。2.2建设地点、占地面积和土地利用情况建设地点：两个地下水水源地分别位于磐石市南郊和磐石市东北17km处的石咀镇；地表水源地是距磐石市区16.3km的柳杨水库。净水厂厂址在磐石市城区东北角；污水处理厂厂址设在市区南郊，挡石河下游。相对位置见图2-1。占地面积：南郊地下水水源地10眼深水井的泵房占用少量土地，输水管道埋在地下，取水工程占地面积可以忽略不计；石咀铜矿水源地取用矿坑水，不再占用土地；净水厂占地面积15000m2；污水处理厂占地87000m2。净水厂和污水处理厂的建设需要征用土地102000m2。2.3建设规模及实施意见该项目计划总投资额为3685.23万元。方案一：南郊水源日取水量8000m3，建10眼深井，石咀铜矿矿坑水源地日取水量5000m3，二处水源地共计日取水量13000m3。两水源水送入净水厂，净水厂净水能力为13000m3/d，净化后达到饮用水标准，经泵统一送入市政供水管网。工期为二年，建成后第一年可实现日供水量6500m3，建成后第二年满负荷供水，即日供水量13000m3。主要建设内容包括新建8000m3/d水源地，新建5000m3/d水源地，新建处理能力为13000m3/d净水厂一座，新建输配水管网，新建污水处理厂一座，处理规模近期30000m3/d，远期达到75000m3/d，新建处理能力为5000m3/d的污水回用系统。5 磐石市城区供水工程水资源论证图2-1建设项目位置图6 磐石市城区供水工程水资源论证方案二：取柳杨水库水为水源，日取水能力为50000m3并建设日净水能力为50000m3的净水厂一座，净化后达饮用水标准，经泵送入市政供水管网。2.4建设项目业主提出的取用水方案南郊水源拟建10眼深井，单井深水泵流量为40m3/h，扬程为92m，电机功率为22KW。取水全部汇总到输水管，由输水管送至净水厂。管线主要通过市区，一般沿城市道路一侧通过，过铁路采用顶管通过。石咀铜矿矿坑水经三台潜水泵（一备二开）将水提升后入同一根输水管，管线沿原小铁道埋地敷设至净水厂。潜水泵单台流量为120m3/h，扬程为130m，电机功率为75KW。柳杨水库取水，在库区建设取水戽头，经地下输水管线送至净水厂。2.5建设项目业主提出的退水方案城市工业污水除大型企业生产污水尽可能自身处理达标后排放外，均经预处理后排入城市污水管道，与生活污水混合后集中进入污水处理厂处理，达到国家规定的排放标准后排入挡石河。污水处理厂周围设置50m宽的防护隔离带。3建设项目所在区域水资源状况及其开发利用分析3.1基本情况3.1.1自然地理磐石市位于吉林省的中南部，吉林市的南部，地处北纬42°39´—43°27´，东经125°39´—126°41´，城区面积12.6km²。东靠桦甸市，南临辉南县，西与梅河口市、东丰县、伊通县接壤，北与长春市、永吉县毗邻。地势为北高南低，平均海拔318～325m。3.1.2地形地貌63 磐石市城区供水工程水资源论证磐石市处于吉林省中南部低山丘陵区，为长白山区向松嫩平原的过渡地带。市区座落于挡石河河谷平原，四周群山环抱，地势北高南低，东侧山高陡峭，西侧丘陵低缓连绵，地貌总体上分为构造剥蚀低山、丘陵、河谷平原和喀斯特地貌。3.1.3社会经济磐石市位于吉林省中部经济区的长吉磐三角区，既可接受长春市的经济辐射，又可接受吉林市的经济辐射，为磐石市的经济发展创造了有利的地域环境。磐石市幅员面积3866.5km²。其中城区面积12.6km²，人口11.4万，至2004年底全市人口53.3万，其中非农业人口17.33万。全市产值500万元以上的工业企业33户。2004年底，全市工业总产值61.21亿元，位于吉林省的前列。此外，磐石市招商引资工作成效显著，2004年当年合同外资金额3064万美元，实际使用外资金额1547万美元。磐石市自然资源丰富。目前仅发现的各类矿产资源达44种，其中金属矿种15种，非金属矿种27种。全市探明矿产储量位居全国前10位的有4种，分别为镍、硅灰石、电石灰岩和隐晶质石墨。其中，红旗岭镍矿是全国较大的镍生产基地。磐石市又是吉林省较大的产粮区之一，全市耕地面积89704公顷，粮食作物产量55.35万吨。2004年全市农业总产值29.48亿元。目前磐石市基本上形成了建材、冶炼、农副产品加工及矿产几大行业，初步建成了一个环境优美，基础设施较为完备，经济发达的县级城市。3.1.4河流水系磐石市水系较发育，属松花江水系，城区63 磐石市城区供水工程水资源论证主要有辉发河的支流挡石河及其支流拐子炕河与磐石河，挡石河磐石水文站以上集水面积为471km²，挡石河径流量年际变化较大，月平均流量不均。图3-1挡石河磐石水文站2002-2004年月平均流量柱状图3.1.5气候特征磐石市属北温带大陆性季风气候区，四季分明，寒暑温差变化明显，春季干燥多风，夏季温热多雨，秋季凉爽多晴，冬季漫长寒冷。多年平均气温4.1℃，多年平均降水量700.7mm，四季降雨量不均，其中6-8月份降水量占全年降水量的80%左右。多年平均蒸发量1050.4mm。最大冻土深度为1.62m，年平均风速2.5m/s,最大风速为15.8m/s。常年主导风向为西风和西南风。3.2水资源状况及其开发利用分析3.2.1水资源状况磐石水文站多年平均降水量为700.7mm，2004年降水量为691.8mm，多年平均蒸发量为1050.4mm。磐石市城区地下水多年平均天然资源量为1196.84×104ｍ³/a。石咀镇地下水多年平均天然补给量为757.38×104ｍ³/a，即2.075×104m3/d。63 磐石市城区供水工程水资源论证柳杨水库多年平均来水量为1640×104m3/a，2004年来水量为2334×104m3。3.2.2水资源开发利用分析地下水资源是磐石市的主要供水水源，磐石市的城市供水全部依赖地下水。目前磐石市供水公司的供水水源地有三处，分别分布于磐石市城区的北部，即一水源地；磐石市城区的东北，即二水源地；磐石市城区的西部，即三水源地。三个水源地现有供水井20眼，日平均开采地下水13400ｍ³，供水人口8.9万。此外，在磐石市城区还有各单位和用户用于生产和生活的自备水源井80眼，平均日开采地下水量近8000ｍ³。近年来，城市供水量呈逐年增加趋势。磐石市城区2004年工业用水开采量292.0×104m3，生活用水开采量372.3×104m3，其它用水116.8×104m3,共计地下水开采量781.1×104m3。石咀镇2004年地下水开采情况是：工业用水29.5×104m3，农业灌溉用水109.8×104m3，城镇生活用水31.21×104m3，农村生活用水32.56×104m3，牲畜用水29.87×104m3，共计地下水开采量232.94×104m3。其中，镇内地下水开采量仅36.5×104m3。石咀镇地表水主要用于农业灌溉，年灌溉用水量为850×104m3。柳杨水库每年供水约700×104m3，主要为其下游的农田进行灌溉,保证率为80%.3.3区域水资源开发利用存在的主要问题1、城镇供水系统供水能力低，无法满足城镇用水要求。磐石市城市供水系统始建于上世纪70年代末，目前原有的设计标准和供水能力已满足不了城市发展的需要，同时管网老化现象严重。2、城区地下水开采缺乏统一规划和科学管理。63 磐石市城区供水工程水资源论证磐石市城区深井遍布市区，井的分布密度一般为3～4眼/km2，井距为300～400m，密集区密度可达8～9眼/km2，井距150m。由于没有统一的规划，井群分布不合理，局部地段井距短，分布过密，导致了井间干扰，致使单井出水量骤减，同时造成市区局部地下水超采。3、城镇污水没有做到达标排放，造成松花江流域水质污染。磐石市城市污水排放系数采用0.85，城区污水排放量接近2×104m3/d，且直接排入挡石河，造成挡石河水质污染。磐石市位于松花江流域的上游，是目前造成松花江上游水质污染的主要城市之一，对地下水质及生态环境也造成一定影响。4建设项目取用水合理性分析4.1取水合理性分析拟建项目为磐石市供水公司供水工程。随着磐石市人口的增长及经济的发展，现有的城市供水能力已满足不了城市发展的要求，建设新的供水水源迫在眉睫。拟建项目计划在磐石市南郊取地下水292×104ｍ³/a，即8000ｍ³/d，在石咀镇取地下水182.5×104ｍ³/a，即5000ｍ³/d；或在柳杨水库取地表水1825×104ｍ³/a，即5×104ｍ³/d，取水目的是城市供水。磐石市的城市供水主要依靠地下水。目前城区内的地下水开采潜力已经不大，而城区内挡石河由于水质状况差又无法用于城市生活供水。挡石河水质状况见表4-1。63 磐石市城区供水工程水资源论证表4-1挡石河磐石断面评价表评价项目全年汛期(6月至9月)非汛期(1月至5月,10月至12月)均值最大值水质类别超标倍数超标率均值最大值水质类别超标倍数超标率均值最大值水质类别超标倍数超标率必评项目水温（℃）15.319.8　　　19.819.8　　　10.810.8　　　流量（m3/s）12.124.0　　　24.024.0　　　0.1210.121　　　总硬度218336　　　100100　　　336336　　　溶解氧8.39.8Ⅰ　9.89.8Ⅰ　6.96.9Ⅱ　高锰酸盐指数7.47.4Ⅳ0.23100%7.37.3Ⅳ0.22100%7.47.4Ⅳ0.23100%化学需氧量19.024.8Ⅲ50%13.113.1Ⅰ　24.824.8Ⅳ0.24100%氨氮5.319.74劣Ⅴ4.3150%0.870.87Ⅰ　9.749.74劣Ⅴ8.74100%挥发酚0.0010.001Ⅰ　0.0010.001Ⅰ　0.0010.001Ⅰ　砷0.00350.0035Ⅰ　0.00350.0035Ⅰ　0.00350.0035Ⅰ　选评项目pH值6.76.8Ⅰ　　6.86.8Ⅰ　　6.56.5Ⅰ　　生化需氧量6.011.0Ⅳ0.5050%1.01.0Ⅰ　11.011.0劣Ⅴ1.75100%氟化物0.680.70Ⅰ　0.700.70Ⅰ　0.650.65Ⅰ　氰化物0.0020.002Ⅰ　0.0020.002Ⅰ　0.0020.002Ⅰ　汞0.000050.00005Ⅰ　0.000050.00005Ⅰ　0.000050.00005Ⅰ　铜0.00050.0005Ⅰ　0.00050.0005Ⅰ　0.00050.0005Ⅰ　铅0.0050.005Ⅰ　0.0050.005Ⅰ　0.0050.005Ⅰ　锌0.0250.025Ⅰ　0.0250.025Ⅰ　0.0250.025Ⅰ　镉0.00050.0005Ⅰ　0.00050.0005Ⅰ　0.00050.0005Ⅰ　六价铬0.0020.002Ⅰ　0.0020.002Ⅰ　0.0020.002Ⅰ　63 磐石市城区供水工程水资源论证续表4-1挡石河磐石断面评价表评价项目全年汛期(6月至9月)非汛期(1月至5月,10月至12月)均值最大值水质类别超标倍数超标率均值最大值水质类别超标倍数超标率均值最大值水质类别超标倍数超标率加评项目流速（m/s）1.993.88　　　3.883.88　　　0.100.10　　　铁0.030.03　　　0.030.03　　　0.030.03　　　硫酸盐105151　　　59.159.1　　　151151　　　氯化物25.536.6　　　14.514.5　　　36.636.6　　　硝酸盐0.641.06　　　1.061.06　　　0.210.21　　　水质类别劣ⅤⅣ劣Ⅴ63 磐石市城区供水工程水资源论证磐石市南郊地下水目前无大规模开采，水质状况较好，经处理后完全满足城市生活供水的要求；石咀镇地下水资源比较丰富，目前亦未大量开采，水质较好，可以用于城市供水。因此，拟建项目取用以上二处地下水是合理的。拟建项目的第二方案是在柳杨水库取水1825×104ｍ³/a，即5×104ｍ³/d。根据先地表后地下的原则，本项目取水应首选地表水，但柳杨水库的兴利库容为784.52×104ｍ³，每年有五个月的枯水期，且担负着其下游农业的灌溉任务，作为城市供水水源是不安全的，但可以作为城市供水的补充水源。4.2用水合理性分析拟建项目为磐石市供水工程，新增取水规模为474.5×104ｍ³/a，即每日新增取水量13000ｍ³。目前磐石市供水公司可供水量为489.1×104ｍ³/a，日供水量为13400ｍ³，供水人口8.9万人。此外，企业自备井供水292×104ｍ³/a，日供水量为8000ｍ³。以上合计供水量为781.1×104ｍ³/a，日供水量为21400ｍ³。新建二个地下水水源地后城市供水能力为963.6×104ｍ³/a,即日供水量为34400ｍ³。根据磐石市供水公司提供的资料，居民生活用水量历史情况见表4-2。根据磐石市城市规划,由于周边部分乡镇扩充到城区，以及外来人口的增加，2010年城市人口达20万人,城市居民供水统一由供水公司供给，供水量为938.05×104ｍ³/a，即2.57×104ｍ³/d（见表4-3），而周边乡镇原有的零散供水井不并入城区的供水管网。此外,根据磐石市供水公司提供的资料,到2010年磐石市公共建筑用水量、居民生活用水量及漏失水量63 磐石市城区供水工程水资源论证，即城市用水量的预测见表4-4。4-2居民生活用水历史情况表项目年1998年2002年2004年居民生活年用水量254.8×104ｍ³346.8×104ｍ³372.3×104ｍ³居民生活平均日用水量6980ｍ³9500ｍ³10200ｍ³市区居民用水人口6.97万人8.64万人8.9万人平均日用水量100L110L115L表4-3居民生活用水量预测表类别年城市人口用水普及率人均日用水定额生活日用水量201020万人95%135L2.57×104ｍ³表4-4城市用水量预测类别2010年用水量（104ｍ³/d）备注生活用水量2.57工业及公共建筑用水量1.36漏失水量0.79按20%的生活与工业用水量之和计算最高日用水量4.72由以上分析，供水公司新建设二个地下水水源地后，到2010年仍然满足不了城市用水的需要，还必须另有12800ｍ³/d的补充水源。见磐石市供水工程水量平衡图（图4-1）。根据用水量预测，2010年磐石市城市人均日用水定额取135L,符合当地的气候条件、给水设备类型及生活习惯，符合《城市居民生活水水量标准》（GB/T50331—2002）的要求。根据城市综合用水量分析，2010年磐石市城市单位人口综合用水量为0.24（万m3/万人.d），63 磐石市城区供水工程水资源论证低于《城市给水规划规范》（GB50282-98）要求的0.3-0.6。由此可以看出，该项目用水指标低于国家标准，其用水是合理的。4.3节水潜力与节水措施分析1、节水潜力分析根据该项目的用水组成分析，对于磐石市目前的供水系统来说尚有一定的节水潜力。就城市供水系统来说，漏失水量的控制对于节水潜力的挖掘是具有较大意义的。《城市供水管网漏损控制及评定标准》（CJJ92-2002）中规定的漏失率低于12%，《城市供水行业2000年技术进步发展规划》中提出了管网损失率小于7.8%—8.5%的奋斗目标，但在全国各类城市供水企业中只有很少企业能达到。该项目对于漏失水量的计算采用20%，这不符合节约利用水资源的原则和建设节水型社会的要求。对于磐石市目前的情况要达到《城市供水管网漏损控制及评定标准》（CJJ92-2002）中规定的漏失率低于12%应该说是不现实的，但漏失水量应争取控制在15%以下，这样每日可至少节水1975m³，每年可至少节水72.1×104ｍ³。另外，对于用水户而言也应该加大节水意识，挖掘节水潜力。2、节水措施首先，减少供水管网的损耗水量。加强供水管网的施工管理，保证供水管网的施工质量；加强供水管网的日常监测和维护，减少水量的漏失；有计划加快旧的供水管网的改造，提高其技术标准。其次，加强计划用水和定额管理。通过水平衡测试，分类制定科学合理的用水定额，逐步扩大计划用水和定额管理制度的实施范围。63 磐石市城区供水工程水资源论证第三，积极推广使用节水型器具。积极推广优质高效，性价比高的节水型器具，引导居民尽快淘汰现有住宅中不符合节水标准的生活用水器具。第四，加大中水回用力度。中水回用是水资源有效利用的形式之一，中水可以用于绿地、树木浇灌、道路清洁、车辆冲洗、基建施工、厕所冲洗、喷水池以及可以接受其水质标准的其他用水。通过以上节水措施还可以进一步挖掘城市的节水潜力，有效的节约水资源。4.4建设项目的合理取用水量经分析，建议该项目将原计划的二套取水方案合并调整为如下取水方案：1、磐石市南郊取地下水8000ｍ³/d；2、石咀镇取石咀铜矿矿坑水5000ｍ³/d；3、柳杨水库取水10825ｍ³/d。以上合计每日取水23825ｍ³，年取水量869.6×104ｍ³，完全满足磐石市2010年规划发展的要求。见磐石市供水工程节水后水量平衡图（图4-2）。5建设项目取水水源论证5.1水源论证方案该工程原提出的两套取水方案，经分析后现调整为地下水与地表水综合取水方案。一是从磐石市城区南郊和石咀镇两个地下水水源地取水；二是从柳杨水库取水。其中城区南郊和石咀镇两个地下水水源地分别为独立的水文地质单元，计划取水规模分别为8000m³/d和5000m³/d，柳杨水库建议取水10825m³/d。根据以上情况，制定论证方案如下：1、磐石市南郊地下水水源地论证：采用综合补给量法对南郊地63 磐石市城区供水工程水资源论证图4—1磐石市供水工程水量平衡图（单位：m3/d）63 磐石市城区供水工程水资源论证图4—2磐石市供水工程节水后水量平衡图（单位：m3/d）63 磐石市城区供水工程水资源论证下水资源量进行分析计算，采用开采模数法计算地下水可开采资源量，对地下水水质进行分析，最后论证取水的可靠性和可行性。2、石咀镇地下水水源地论证：根据区域地貌特征及地质条件计算地下水的补给资源量，根据石咀铜矿矿坑排水资料确定矿区地下水可开采资源量，分析地下水水质，论证取水的可靠性和可行性。3、柳杨水库的供水能力论证：根据柳杨水库的实测资料及前述用水合理性分析,作为城市供水的补充水源,对柳杨水库建议取用的水量10825m³/d,即年取水量395.1×104ｍ³进行各种保证率的调节计算,分析柳杨水库的水质,论证取水的可靠性和可行性。5.2地下取水水源论证该工程地下取水水源地为两处，即南郊水源地与石咀镇水源地。5.2.1南郊水源地取水水源论证南郊水源地位于磐石市城区南部，挡石河与拐子炕河流域下游的一级阶地部位，东以磐石—牛心公路为界，西以挡石河为界，北至水泥厂—西兴立线，南至三合屯。5.2.1.1地质、水文地质条件分析1、地层磐石市区属于东北地层区区划的松花江区，吉林—延边分区，吉林小区。区内火成岩、沉积岩较发育。工作区内出露的地层有石炭系、白垩系及第四系。见图5-1。（1）石炭系①早石炭世鹿圈屯组（C1l）下段以海相碳酸盐建造为主，中段以海相陆源碎屑、碳酸盐建造为主，上段以海相陆源碎屑岩建造为主，总厚度约为1800m。其底部被华力西晚期—印支早期石英闪长岩、花岗闪长岩所侵入。该组地层63 磐石市城区供水工程水资源论证图5-1磐石市城区地质图区内出露零星，主要分布于城区东纸坊的东北部，岩性主要为粉砂质板岩、砂岩、结晶灰岩及灰岩。②中石炭世磨盘山组（C2m）该组灰岩出露面积较大，由海相碳酸盐岩及海相陆源碎屑建造组成，总厚度650—87063 磐石市城区供水工程水资源论证m，上段岩性为灰白色质纯大理岩、结晶灰岩，厚度较大，下段岩性为青灰色大理岩、砂岩、板岩组成，厚度较小，与下伏鹿圈屯组为平行不整合接触。该组灰岩分布于城区的七个顶子、仙人洞、磨盘山一带，岩溶裂隙发育。由于岩浆岩的侵入切割，该组灰岩分布不连续。（2）白垩系早白垩世小南沟组（K1x）：出露于城区内的东纸坊—东小甸子一带。该组地层岩性为灰色、灰绿色、紫色砾岩，含砾砂岩夹砂岩和细砂岩。砾石呈次圆状，次棱角状，分选差，推测为冲积扇相沉积，厚度大于100m。（3）第四系本区第四系地层分布于城区挡石河及其支流拐子炕河、磐石河等地表水系的河漫滩、阶地及山间洼地内，分布面积较广。该组地层厚5—30m不等，其厚度由河谷区向山前地带逐渐变薄。①上更新统（Q3）冲积层：由河漫滩、二级阶地堆积物构成，出露面积较大，集中在山前的河流两岸。岩性为黄土状亚粘土，表层多呈黄色或黄褐色，结构疏松，土体呈蒜瓣状，易碎，耐流水冲刷能力弱。局部地段下伏1—2m砂砾石层，在山前地带直接覆盖于基岩之上。该层各处厚度不均（10—20m），河流下游出露的宽度较大，厚度也大，与上游相反。②全新统（Q4）冲洪积层：主要分布于河漫滩、一级阶地及较大的沟谷中，分布面积较大，其上层为腐植土、粉质粘土及亚粘土，厚度4—10m，夹有砂砾石以及发育有铁锰结核。其下层为松散砂砾石层夹淤泥质亚粘土，多覆盖在不同时代地层及各期侵入岩体上，堆积厚度10—30m，由于形成的条件不同，各区的厚度不同。2、岩浆岩区内岩浆侵入活动强烈、频繁、规模巨大。依据地质构造—63 磐石市城区供水工程水资源论证岩浆演化历史，将本区岩浆岩划分为印支期岩浆岩和燕山期岩浆岩。（1）中生代印支期（γ51）岩浆岩该时期岩浆岩以花岗闪长岩、石英闪长岩及闪长岩为主。该期岩浆岩分布广泛，主要分布于挡石河及磐石河上游山区，拐子炕河流域山区。（2）中生代燕山期（γ52）岩浆岩岩性以花岗岩类为主，本区出露面积较小，主要分布在城区东部孤顶子—左家东侧一带。岩石类型主要有辉绿岩、中粗粒二长花岗岩，中粒石英正长岩。3、变质岩区内变质岩主要是石炭纪的粉砂质板岩，砂岩夹大理岩及结晶灰岩，变质作用较弱，基本上保持了原岩的成分及结构特征。在磨盘子—仙人洞一带，磨盘山组灰岩岩性以大理岩，结晶灰岩为主。本区的变质岩还有热接触变质岩，主要有角岩化粉砂岩，斑点板岩，岩浆侵入灰岩形成的矽卡岩、硅灰岩等。4、地质构造磐石市地处辉发河深大断裂的西北、双阳盆地东南地段，处于吉中弧形构造带前弧的南翼，明城倾伏背斜的中段。磐石市断裂构造较发育，中新生代向斜盆地在不同地段发育程度不同，古生代构造层多以单斜构造为主。断裂构造主要有北东向辉发河深大断裂，北西向断裂、北东向断裂，与之有关的次级断裂也较发育。区内规模较大的构造都是区域构造延伸进入本区。5、水文地质条件磐石市南郊水源地位于挡石河与拐子炕河流域下游的一级阶地部位。含水层主要为第四纪松散岩类冲洪积物，岩性主要为中粗砂及63 磐石市城区供水工程水资源论证砂砾石，厚度8—12m，埋深一般3—5m，局部仅0.5—1m（如东兴立一带），含水层类型为孔隙潜水，单井涌水量500—1000m³/d，地下水动态为降水入渗—蒸发型，见图5-2。第四系含水层下伏花岗岩风化裂隙带，厚度为10—20m，单井涌水量小于500m³/d，与上覆的孔隙含水层之间无隔水层，二者构成统一的含水岩组。在七个顶子一带，第四系含水层之下为岩溶裂隙含水层，单井涌水量500—1000m³/d，该含水层与上覆的孔隙含水层构成统一的含水岩组。城区水文地质图见图5-3，地下水等水位线图见图5-4。6、地下水的补给、径流、排泄区内地下水天然条件下主要接受大气降水的补给及地下径流补给，排泄于河流。风化裂隙含水层、岩溶裂隙含水层与松散岩类孔隙含水层水力联系密切。开采条件下，当供水井距河流较近时，能激发河流补给。本区地下水的径流条件好，水力坡度为5‰，地下水的排泄主要为地下径流排泄、向河流排泄及人工开采排泄。5.2.1.2地下水资源量分析63 磐石市城区供水工程水资源论证图5-3磐石市城区水文地质图63 磐石市城区供水工程水资源论证图5-4磐石市城区地下水等水位线图本区地下水资源量计算所用资料和参数来源于以下几个方面：1、吉林水文水资源勘测局的水文资料；2、柳杨水库的水文监测资料；3、已有的水文地质勘察成果及钻探、抽水试验资料；4、地方打井积累的水文地质资料；5、磐石市多年地下水动态监测资料；63 磐石市城区供水工程水资源论证6、中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司提交的《磐石市供水水文地质勘察报告（详查阶段）》（2003年4月）；7、中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司与吉林大学环境与资源学院共同提交的《吉林省磐石市城市地下水资源评价》（2004年4月）。一、补给量计算1、大气降水入渗量Q渗=αFX其中：α—大气降水入渗系数；F—大气降水入渗面积；X—计算区年降水量。参数选取：大气降水入渗系数α，根据补给区地形、地貌、岩性、植被及前人的经验，综合考虑，取α=0.13；大气降水入渗面积依据地下水的补给范围，确定F=25km²；大气降水量采用吉林水文水资源勘测局磐石水文站1958-2004年的多年平均降水量，X=700.7mm。计算结果大气降水入渗量为Q渗=227.53×104ｍ³/a(=6234m³/d)磐石水文站90%频率的降水量为560.1mm，此时计算的大气降水入渗量为182.03×104ｍ³/a(=4987m³/d)。2、灌溉回渗补给量农田灌溉水的入渗补给量与大气降水的入渗补给存在重复量，所以计算灌溉回渗补给量应为Q回=ɑ回•ｑ•F-Q重Q重=α•X•F式中：63 磐石市城区供水工程水资源论证Q回——灌溉回渗补给量Q重——降水入渗与灌溉水入渗重复计算量ɑ回——回渗系数α——降水入渗系数X——灌溉期间降水量（按降水量的65%计算）ｑ——灌溉定额（750000ｍ³/kｍ²•a即500ｍ³/亩•a）F——灌溉面积灌溉回渗补给量计算结果见表5-1。表5-1灌溉回渗补给量计算成果表灌溉面积（kｍ²）灌溉定额（104ｍ³/kｍ•a）回渗系数（ɑ回）灌溉期间降水量X（ｍｍ）降水入渗系数（α）入渗重复量（104ｍ³/a）灌溉回渗补给量（104ｍ³/a）2.00750.18459.00.1311.9315.07即灌溉回渗补给量为15.07×104ｍ³/a，平均每天413m³。3、地下水侧向径流流入量对于南郊水源地，计算区外还有地下水的侧向径流补给量。在计算区外，本区上游即水源地的西部及东部等均有地下水的侧向径流流入量，计算公式如下：Q侧=kIBMT式中：Q侧——地下水侧向径流流入量（104ｍ³/a）k——流入断面含水层渗透系数（ｍ/d）I——流入断面地下水水力坡度B——流入断面长度（ｍ）63 磐石市城区供水工程水资源论证M——流入断面含水层厚度（ｍ）T——计算时长地下水侧向径流流入量计算结果见表5-2。表5-2地下水侧向径流流入量计算成果表流入断面长度B断面处k水力坡度I含水层厚度M径流流入量（104ｍ³/a）500017.510.003210.0102.26经计算，区外地下水径流流入量为102.26×104ｍ³/a，平均每天2802m³。4、开采条件下河水的激发补给量该项目建成后，目前的所有入河排污口将全部取消，城市工业污水均排入城市污水管道，与生活污水混合后集中进入污水处理厂，达到国家规定的排放标准后排入挡石河下游。因此，挡石河无污水排放后可基本恢复自然状态，其水质状况最低可以达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类标准。本水源地为傍河取水，地下水开采后，地表水将对本区地下水产生激发补给，故采用断面法计算开采条件下河水的激发补给量。计算公式：Q河=KILH其中：K—含水层渗透系数，根据开采动态资料，平均为15.7m/dI—水力坡度，根据已开采水源地（傍河取水）的地下水等水位线图求得：I=0.01L—河流补给段长度H—补给断面含水层厚度。计算结果件表5-3。63 磐石市城区供水工程水资源论证表5-3河水激发补给量计算表Q河（m³/d）K（m/d）IL（m）H（m）274715.70.0135005经上述计算,开采条件下本区地下水总补给量为每天10948m³，即399.62×104ｍ³/a。二、现状开采量目前，该区地下水仅有部分自备井及农村生活开采，开采量为32.06×104ｍ³/a，即平均每天878ｍ³。5.2.1.3地下水可开采量计算目前该水源地尚无大规模开采，大型抽水试验尚未进行，但该水源地与磐石市第三水源地的水文地质条件相似，均为傍河取水，因此，对该水源地地下水可开采量的计算采用开采模数法。计算公式为：Qθ=MθF其中：Qθ——资源评价区的可开采量（m³/h）；Mθ——区内典型地段（已开采地段）的开采模数（m³/h·km²），根据已开采地段实际资料求得；F——资源评价区的面积（km²）。开采模数计算公式为：Mθ=其中：Qc——典型地段地下水的总开采量（m³/h）；Fr——典型地段开采地下水形成的稳定降落漏斗的面积（km²）。根据水文地质条件的不同，将已开采地段划分为两个计算区：Ⅰ计算区（孔隙含水层与花岗岩风化裂隙带含水岩组）和Ⅱ计算区（孔隙含水层与岩溶裂隙水带含水岩组）。其中Ⅰ63 磐石市城区供水工程水资源论证计算区的典型地段开采模数依据第三水源地的供水井资料求得，Ⅱ计算区的典型地段开采模数依据福安街西修家、福安街七个顶子自来水井资料求得。计算结果见表5-4和5-5。表5-4开采模数计算表井位Qc（m³/h）Fr（km²）Mθ（m³/h·km²）供水公司301280.724838.6338供水公司302270.700538.5439供水公司303270.684739.4337供水公司304250.642738.8975供水公司305250.626939.8785西修家150.977515.3460七个顶子140.896815.6115取平均值得到Ⅰ计算区开采模数为Mθ=39.0775m³/h·km²,Ⅱ计算区开采模数为Mθ=15.4788m³/h·km²。南郊水源地可开采量计算结果见表5-5。表5-5南郊水源地可开采量计算结果表计算区F（km²）Mθ（m³/h·km²）Qθ（m³/h）Qθ（m³/d）Ⅰ8.639.0775336.18066Ⅱ2.015.478831.0744合计10.68810南郊水源地地下水可开采资源量为：Qθ=8810ｍ³/d。5.2.1.4开采后的地下水水位预测由于本区尚未进行大规模开采，因此无相应实测降深资料，但该区与磐石市供水公司三水源地水文地质条件相似，因此，开采后的情况与三水源地接近。该水源地分布面积较大，设计单井涌水量较小，仅为800ｍ³/d，且不需要动用静储量，63 磐石市城区供水工程水资源论证所以各开采井可以无干扰布设，故不会产生区域性的水位下降。而单井开采只会影响开采井影响半径以内的范围。根据计算，单井涌水量为800ｍ³/d时，水位降深仅3.7m；单井涌水量为1000ｍ³/d时，水位降深为5m，影响半径为160m。5.2.1.5地下水水质分析根据水质分析资料（见表5-6），本区地下水为无色、无嗅、无味、不含异物、透明的水，Ph值基本上为6.5-8.5，东兴立一带地下水的Ph值为6.4；地下水总硬度（CaCO3计）一般在180-300mg/L，七个顶子一带总硬度偏大，为597mg/L；本区铁的含量一般小于0.2mg/L，东兴立一带总铁含量达到21.7mg/L，严重超标；锰的含量一般小于0.05mg/L，东兴立一带地下水中锰的含量为1.52mg/L，严重超标；硫酸盐和氯化物的含量基本低于100mg/L，只是七个顶子和水泥厂一带氯化物的含量分别为257.00mg/L和123.00mg/L，七个顶子一带硫酸盐含量达到174.00mg/L；东兴立一带细菌学指标超标。根据《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85），本区地下水基本达到饮用水标准，局部超标只是一般的化学指标，并不严重。但东兴立地段地下水总铁及锰的含量严重超标，不适合直接饮用。此外，东兴立一带地下水因人类活动的影响，细菌学指标超标，需采取一定的措施处理。5.2.1.6取水可靠性与可行性分析1、可靠性分析经计算,开采条件下本区地下水总补给量为每天10948m³。目前区域内工农业用水总量为878m³/d。根据区域地下水动态观测资料，区域地下水埋深为2.5—3.5米,潜水蒸发量很小,大部分地下水以地下径流的方式排泄和向河流排泄。因此,南郊水源地开采地下水8000m³/d是可靠的。63 磐石市城区供水工程水资源论证表5-6南郊地下水水质分析综合成果表采样点位置阳离子阴离子游离CO2（mg/L）矿化度（mg/L）总硬度（mg/L）总碱度（mg/L）PH值库尔洛夫式化学类型Na+（mg/L）K+（mg/L）Ca2+（mg/L）Mg2+（mg/L）HCO3-（mg/L）Cl-（mg/L）SO42-（mg/L）西兴立25.001.2887.9013.70178.0088.2082.5014.70387.58276.00146.007.55HCO3-Cl-Ca站前街17.000.6856.303.7795.3038.3047.8018.80211.50156.0078.006.83HCO3-Cl-SO4-Ca供水管网东兴立点28.600.6286.19.22253.021.156.412.30338.52402088.07HCO3-Ca水泥厂26.600.61122.006.20259.00123.004.3416.30412.25330.00212.007.46HCO3-Cl-Ca七个顶子122.001.50189.0030.50294.00257.00174.0029.40921.00597.00241.007.26Cl-HCO3-Ca-Na三合屯13.500.3643.503.2891.5013.4070.608.17190.39122.0075.008.24HCO3-SO4-Ca河口屯10.000.7043.5017.40124.0020.6070.7014.70173.20180.00101.007.57HCO3-SO4-Ca-Mg东兴立段27.400.7065.6015.00124.0088.3073.0070.20279.20225.00102.006.43Cl-HCO3-Ca分析时间：2002年10月63 磐石市城区供水工程水资源论证2、可行性分析根据《磐石市城区地下水三区划定及开采控制方案》，磐石市城区地下水资源量（多年平均）1196.84×104ｍ³/a。由于本次计算南郊水源地面积的变化，目前磐石市城区及南郊地下水资源量可达1337.48×104ｍ³/a，平均每天为3.66×104ｍ³。现在，磐石市城区地下水开采量为781.1×104ｍ³/a，即平均2.1484×104m³/d，占资源量的58.7%，总体上为采补平衡区。而南郊水源地尚无大规模开采，开发利用程度仅为8.1%，因此，开采南郊地下水是可行的。5.2.2石咀镇水源地取水水源论证石咀镇水源地即石咀矿区，位于磐石市城区东北17km处，为长白山系的西麓低山丘陵区，处于松辽平原的东侧边缘。区内最高峰为东部松顶子山，海拔753.1m，其南、西、北为低山环抱。该区中央有蜿蜒曲折的富太河贯穿南北，河谷平原区海拔约345m，整个地形有利于地下水向地势低洼的河谷区径流汇集。区内地表水系发育（见表5-7），主要河流为富太河，发源于北部小老爷岭，由北向南经石咀、解放屯，汇入辉发河，全长45km，其间有大小支流相继汇入。由于河流规模较小，河谷狭窄，河床不深，雨季常造成洪水泛滥。研究区内富太河流域面积约90km2。本区多年平均降水量700.7mm，夏季多雨，占全年总降水量的70%左右，年平均相对湿度超过70%，多年平均水面蒸发强度1560mm。5.2.2.1地质、水文地质条件分析石咀铜矿位于吉林准褶皱带的南缘与辽东台背斜接壤地带，在磐石—明城背斜的东翼。本区地质图见图5-5。1、地层该区地层由老至新依次为：63 磐石市城区供水工程水资源论证表5-7富太河及其支流自然情况调查表河流发源地流向流速（m/min）流量（m3/min）汇入河流最大平均最大平均富太河小老爷岭北-南34331912辉发河小老爷岭河小老爷岭北-南2415——富太河圈岭河圈岭山麓西-东7———富太河西沟小河采旗村后山西-东0.5——13.44富太河蛤蟆塘河松顶山麓东-西0.98——20.76富太河三间房小河扇车山麓西-东—27.210.38—富太河（1）石炭系①下石炭世鹿圈屯组（C1l）：下段以海相碳酸盐岩建造为主；中段以海相陆源碎屑、碳酸盐岩建造为主；上段以海相陆源碎屑岩建造为主，总厚度约2000m。其底部被印支期（r51）石英闪长岩、花岗闪长岩侵入穿切。该组地层在矿区南部南王家沟一带出露面积较大，主要岩性为砂质板岩。②上石炭世石咀子组（C3s）：出露面积少,总厚度大于1200m。上段为海相碳酸盐岩层，下段为海相碎屑岩层。下段岩性以铁质粉砂岩、板岩、千枚岩夹薄层灰岩为特征，上段以厚层结晶灰岩和薄层大理岩夹板岩为特征。与下伏磨盘山组为整合接触。③上石炭世窝瓜地组（C3w）：该组地层主要出露于矿区北部小老爷岭—六间房一带，面积约7km2，是一套片理化较强的海相火山碎屑岩、海相陆源碎屑岩层组成。下部以陆源碎屑岩为主，夹有碳酸盐岩，上部为火山碎屑岩石。岩性主要为火山角砾岩、凝灰岩、流纹岩。（2）二叠系①下二叠世寿山沟组（P1s）：区内发育良好，出露面积大，厚度达271～500m。以海相陆源碎屑岩建造为主，下部为厚层结晶块状灰岩，夹少量泥质灰岩，上部为千枚状粉砂岩。该组与上覆的大河深组为整合接触关系。分布于矿区的东部。63 磐石市城区供水工程水资源论证图5-5磐石市石咀地区地质图63 磐石市城区供水工程水资源论证②下二叠世大河深组（P1d）：区内不太发育，出露零星，由浅海相酸性火山岩、陆源碎屑、碳酸盐岩建造，下部以流纹质凝灰岩为主，中部为安山质凝灰岩，上部为流纹质凝灰岩夹灰岩、砂岩，顶部为厚层块状灰岩。总厚度3600m。与其上覆的范家屯组（碎屑岩夹灰岩）为整合接触。分布于矿区的东部。（3）侏罗系下侏罗世南楼山组（J1n）：本组为中性、中酸性火山碎屑岩及熔岩。总厚度1900m。下部为粗火山碎屑岩，上部以细火山碎屑岩和熔岩为主。该组与下伏玉兴屯组呈整合接触。分布零星，主要在矿区东北部地段。（4）第四系①第四纪上更新统（Q3）：广泛分布于低山前丘陵区及河流二级阶地处，厚度5-10m，主要为黄土状粉质粘土。②第四纪全新统（Q4）：主要分布于富太河及其支流区河谷的狭窄地带。表层粉质粘土，下层为粗砂及砾石，沿河谷方向从上到下厚度变化幅度大，在六间房一带第四系厚度为8.2m，砾石层厚度3.5m左右，石咀镇第四系厚度10.1m，其中粗砂厚度6.5m，柳杨水库一带第四系厚度大，在15.0m左右，粗砂层厚度大于10m。北王家沟西四间房一带，第四系厚度为8.5m，粗砂砾石层厚度3.7-4.0m。2、岩浆岩区内出露主要为中生代印支期（γ51）岩浆岩，该时期岩浆岩以花岗闪长岩、石英闪长岩及闪长岩为主。该期岩浆岩出露广泛，在石咀镇内及石咀镇西部和东南部均有大面积分布。3、地质构造63 磐石市城区供水工程水资源论证区内断裂构造活动频繁，尤其是早期的断裂构造，在一定程度上控制了矿体的规模、形态和矿液活动的范围，同时也为岩墙的侵入创造了条件。本区的断裂多数是张性的，分成矿前、成矿期及成矿后等多期断裂，不同地质时期的断裂构造具有不同的特征。4、水文地质条件上世纪60年代中期以前，由于多年的矿区排水，矿区地下水的自然状态已被改变，多数的含水层已变成了透水层或季节性的含水层。60年代中期以后，石咀铜矿停产至今，该区地下水的自然状态基本恢复。（1）第四系潜水含水层：主要呈树枝状分布于富太河及其支流河谷地区，平均宽度为1km，南北约8km。含水介质主要为粗砂及砾石。含水层的厚度变化比较大，一般8-10m。含水层中的砂及砾石层含水丰富，最大涌水量约10L/s，地下水埋深一般10—25米。本区地下水主要补给源是大气降水，雨季地下水常以泉的形式排泄。根据矿区资料，1952年150m中段（标高218.64m）南掌子头涌水，造成坑道淹没，即是潜水通过基岩构造断裂溃入坑道造成。经过一年多大量排水，井下动水位降至330m中段。根据排水量计算，当时坑道最大涌水量可达96m3/min。由于涌水量较大，矿坑大量排水而消耗潜水储存量，形成了南至王家沟（距矿井2000m），北到六间房（距矿井1500m）的影响范围。说明第四纪潜水含水层富水性好，并与深层裂隙岩溶含水层有着密切的水力联系，也是裂隙岩溶水的重要补给源。（2）风化裂隙含水层：分布于本区的东部、北部安山岩地区及西部的花岗岩地区，基岩表层遭受强烈的风化作用，风化裂隙普遍发育，裂隙纵横交错，互相连通。赋存风化裂隙水，但水量不大，涌水量在1L/s左右。风化裂隙水多以地下径流的形式向河谷平原区径流63 磐石市城区供水工程水资源论证排泄，补给河谷区孔隙水。图5-6富太河河谷孔隙潜水赋存形式剖面图（3）裂隙岩溶含水层：石炭系上统石咀子组的灰岩地层构成矿体围岩，断裂、岩溶裂隙发育，尤其是分布于矿体周围的厚层大理岩，溶洞发育，除个别规模较大外，沿构造裂隙常发育一系列小溶洞，赋存丰富的裂隙岩溶水。裂隙岩溶含水层上部覆盖着厚度较大含水丰富的第四纪冲洪积层，二者水力联系密切，是裂隙岩溶水的主要补给来源（见图5-6）。根据资料，矿区150m中段（标高218.64m）涌水淹没的坑道中有大量的流沙、淤泥出现，说明地下水是通过岩溶裂隙从地表流入的，当590m中段（标高-221.36m）开拓后，矿坑涌水显著增加。上部各中段的出水点先后干涸，说明了590m中段至地表的空间内，裂隙岩溶发育且裂隙和溶洞及裂隙间具有统一的水力联系，650m中段（标高-281.36m）以下裂隙岩溶不发育，各中段的涌水量明显减少。矿坑的溶洞发育有随深度逐渐减弱的规律，根据前人成果，本区岩溶为古岩溶。采矿过程中，造成突水威胁的是长轴沿羽毛状断裂分布的大溶洞，溶洞最大直径达5m，延伸长度近10m，溶洞内有污泥和石块，距离地面比较近的溶洞内充填流砂。部分溶洞统计资料见表5-8。（4）矿坑涌水的特点矿坑内涌水主要来源于潜水的补给，坑道涌水有以下特点：63 磐石市城区供水工程水资源论证表5-8矿坑揭露溶洞信息表分布中段标高（m）规模产状备注330m中段北9号西川38.64筒状，直径约4-5m垂直延深不详大部分为石咀铜矿地测科提供。330m中段北1号西川38.64长轴近南北，垂直微向西倾，直径约5-6m，延深可达20m以上。590m中段第一大盲井-221.36长轴方向10°，长6m，近直立，延深十几米，宽3—4m，呈扁豆状。590m中段第三大盲井天轮室-221.36长轴近南北呈水平状分布，高约1-2m，宽1-1.5m，长10余米。590m中段-221.36倾向350º，倾角70º和180º倾角60º890m中段南沿-521.36在大理岩层理面中，小的不易发现，垂直延伸不详①坑道总涌水量与大气降水量相关本区年降水量以七、八月份为最多，而坑内涌水总量显著增加是九、十月份，可以看出大气降水约通过两个月左右的时间达到300-400m深的坑道内，但在390m中段以上较明显，当涌水点在530m、590m中段时就表现不明显。表5-9为坑道不同年份不同月份涌水量记录，显示出涌水量随季节的变化规律。②坑道涌水差异性大岩层中的断裂和岩溶裂隙发育带是地下水循环的通道，其本身也赋存大量的地下水，当坑道与钻孔揭露到此含水带时，涌水量一般较大，特别是揭露到溶洞，涌水量更大。在150m中段南，沿坑道碰到深部溶洞时，地下水以96m3/min的水量冲溃坑道顶板而出，造成淹没坑道事故。断裂破碎带涌水量一般也较大，通常在0.5～1m3/min，但是，也有的仅距涌水点几米，则涌水量很小。由于充水程度完全取决于断裂和岩溶的发育程度，而断裂的分布与岩溶发育极不均匀，使63 磐石市城区供水工程水资源论证表5-9历年每月井下涌水量表单位：m3/min月年123456789101112平均19529619536.64.58.68.79.37.46.76.77.38.511.1128.619549.610.510.68.47.77.58.19.011.410.79.910.99.5195510.28.510.16.84.07.48.19.111.410.69.910.98.919568.05.44.25.86.06.04.14.55.25.25.25.65.419574.84.24.35.25.04.45.86.48.37.63.63.55.219584.43.83.44.04.04.25.74.24.44.24.64.54.319595.019632.55.5得坑道充水程度上存在差别。③随采掘深度的增加涌水量减少根据表5-10坑道内各中段涌水量的变化，可看出涌水点的流量随采掘深度的加深而流量减少。330m和390m中段矿坑内涌水量大，涌水点多。随着开采深度增加，各开采中段涌水量明显减少，到710m中段，坑道涌水量小于1m3/min。由此看出590m到650m中段的涌水量变化不大而且比较稳定，从1958年到1966年一直保持比较稳定。710m中段以下虽然在采掘表5-10矿坑不同采掘中段涌水量对比单位：m3/min采掘中段330m390m530m590m650m710m770m标高（m）38.64-21.36-161.36-221.36-281.36-341.36-401.36涌水量最大17.111.49.55.64.0〈1〈1最小4.56.52.02.22.7〈1〈1平均8.69.55.45.23.0〈1〈1过程中揭露出破碎带，但仅有渗水现象，并且很快就干涸。650m以下已经开拓710m、770m、830m、950m五个中段，均未遇到较大涌水点，说明在650m63 磐石市城区供水工程水资源论证中段以上地下水的补给条件良好，为地下水的积极循环带，710m以下地下水与上部水力联系极弱。（5）地下水的补给、径流、排泄本区地下水的补给来源主要为大气降水，大气降水入渗后由山区向河谷区径流，排泄于河流及人工开采。本区地下水在开采条件下可以进行深层的循环，并可分为三个循环带，即季节循环带（包气带，从地表到潜水面的这一段）、积极循环带（由于包气带的增厚和下移，积极循环带随之下移，并且厚度减少，从590m中段向上至潜水面）、迟缓循环带（650m以下各中段）。5.2.2.2地下水资源量分析一、补给量计算计算区属于富太河流域，四周分水岭地带主要由火成岩及二迭系板岩构成，区域上为非含水岩层。因此，本区地下水分水岭和地表水分水岭一致。区内含水介质主要是分布在富太河河谷区的第四系砂砾石层及石咀铜矿一带的石炭系裂隙岩溶含水介质，赋存孔隙潜水和裂隙岩溶水。天然条件下，富太河排泄地下水，所以本区地下水主要补给来源是分水岭范围内的大气降水渗入补给。本区流域面积90.06km2，其中河谷区面积24.21km2，山区面积为65.85km2。依据中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司与吉林大学环境与资源学院对本区降水入渗条件的综合分析，山区降水入渗系数取0.12。河谷区地表分布粉质粘土和粉质砂土，根据在挡石河一带的试验资料，降水入渗系数取0.12。依据吉林水文水资源勘测局磐石水文站1958-2004年的资料，多年平均降水量为700.7mm。大气降水入渗量的计算依据如下公式：式中：α————降水入渗系数————均衡区面积63 磐石市城区供水工程水资源论证————多年平均降雨量则本区多年平均地下水补给量为757.26×104m3，即平均每天2.075×104m3。本区90%频率的降水量为560.1mm，此时大气降水入渗量为655.75×104m3，即平均每天1.7966×104m3。二、现状开采量石嘴镇2004年地下水开采情况是：工业用水29.5×104m3，农业灌溉用水109.8×104m3，城镇生活用水31.21×104m3，农村生活用水32.56×104m3，牲畜用水29.87×104m3，共计地下水开采量232.94×104m3。其中，镇内地下水开采量仅36.5×104m3。5.2.2.3地下水可开采量计算根据石咀铜矿矿井多年排水动态资料进行分析，采用动态分析法可确定石咀铜矿矿坑的稳定涌水量即矿坑的可开采资源量。由于矿区排水时间长，强度大，降落漏斗扩展范围广，因此计算的可开采资源量精度高。根据矿坑排水资料分析，从1953年到1958年矿坑的日平均排水量最少为6192m3，见表5-11。根据表5-12中的数据分析，随着采矿深度的加深，矿床涌水量逐渐减少，1959年开采到650m中段时，矿坑涌水量最小3m3/min，即每天矿坑涌水量仍可达到4320m3。从590m中段向上至潜水面为地下水的水平循环带。地下水在此带除垂直方向渗透外，主要是水平方向运动。在590m中段观察，出水点较多，而650m以下各中段，裂隙不发育，坑道干燥，出水点多为滴水形式出现。因此，应以590m中段的涌水量作为坑道的稳定涌水量。根据对多年矿坑排水统计资料分析，此开采中段多年最小矿坑63 磐石市城区供水工程水资源论证表5-11历年井下平均涌水量表年日平均涌水量（m3）备注195312384195413680195512816195677761957748819586192涌水量为5040m3/d～5760m3/d。由于矿坑涌水量从1952年到1958年，经过了多年排水，因此5040m3/d最小矿坑涌水量可作为矿坑稳定涌水量，保证率可达100%，此矿坑稳定涌水量即是石咀矿区的地下水资源可开采量。表5-12历年井下不同开拓阶段涌水量中段涌水量(m3/min)观测时间中段涌水量(m3/min)观测时间1509619525304.019573309.819555903.5—4.019583909.919566503—419595.2.2.4开采后的地下水水位预测根据矿坑排水资料，在矿坑常年排水中一般的排水量均远大于5040m3/d（最大排水量达96m3/min，即5760m3/h），因此该矿井排水时的降落漏斗范围为南至王家沟（距矿井2000m），北到六间房（距矿井1500m）。另据调查资料，1999年为枯水年，旱情严重，当地政府从矿井取水进行灌溉，当时取水量为150m3/h，即3600m3/d，5月13日开始连续取水36天，矿井水位下降12m后达到稳定，由此造成泉眼屯地下水位下降3m左右，四间房及北王家沟一带地下水位明显下降，对石咀镇内地下水位没有明显影响。63 磐石市城区供水工程水资源论证也就是此时开采井（矿井）的开采降落漏斗范围较矿坑排水时要小得多。因此，石咀铜矿矿井取水后，由于取水量5000m3/d小于当年矿井的排水量，该区地下水位下降的范围和程度不会超过过去矿井排水时的影响程度和范围。5.2.2.5地下水水质分析根据有关资料及本次工作取样分析，本区地下水特点如下：本区潜水pH值一般为7左右。水中的K++Na+、Cl-、SO42-、Mg2+等离子的含量有显著的增多，而Ca2+、HCO3-的含量却相应的减少了。潜水的矿化度不大，为低矿化度水，Cl-仅石嘴镇较高。潜水含水层中的地下水的硬度在75.5—197.5mg/l，属于软水到适度硬水。该区裂隙岩溶水中Ca2+、Mg2+、HCO3-的含量增高，矿坑内的岩溶水的硬度321.0—475.0mg/l，属于硬水。本区地下水在垂直方向水化学类型表现出不同的特点：在居民区地下水主要为氯化物重碳酸钙镁水；第四纪冲积层潜水主要为重碳酸钙水；岩溶裂隙水主要为重碳酸钙镁水；710m中段以下地下水主要为重碳酸镁水。地下水的化学性质在垂直方向上的变化，也是以650m深度为界面，以上为重碳酸钙镁水，Cl-和SO42-离子含量极少。以下则为重碳酸镁钙水，Cl-、SO42-和K++Na+虽然含量不大，但却有了明显的增加。地下水化学性质的这种变化，一方面是由于地下水在岩层中的垂直运动，随深度增加，地下水径流强度减弱，从而使地下水中离子的溶解度降低，重碳酸根离子则转变成为碳酸根离子，并与钙结合成碳酸钙沉淀而析出。而镁的碳酸盐的溶解度比较大，故镁的含量逐渐超过钙的含量。63 磐石市城区供水工程水资源论证另外，本区地下水中重金属元素的含量偏高，目前尚未超过生活饮用水标准，但今后必须加强监测，以保证饮水安全。本区水化学情况见表5-13、5-14。表5-131955年矿区地下水化学成分简表离子取样地点阳离子（毫克当量%）阴离子（毫克当量%）二氧化碳(g/L)硫化氢(g/L)总矿化度(g/L)PH值K++Na+Ca2+Mg2+HCO3-Cl-SO42-矿坑30m中段0.9983.2015.2785.413.510.320.0600.416.8330m中段0.7782.3416.4885.713.0610.400.0500.376.69330米中段1071孔3.9280.2415.8484.052.5112.020.050.100.347330m中段1011孔3.2681.5015.2486.482.279.890.0800.406.75330m中段1022孔0.8584.2614.8586.622.2110.090.0600.366.87西沟井1.1180.6717.8267.0713.4316.460.0200.236.94三间房井23.0155.6820.7970.399.0114.810.0200.086.83六间房13.5156.8027.9378.8810.498.970.0500.306.69王家沟0.0880.7519.1747.631.6250.720.0200.607.21三间房16.8466.8915.7272.9713.1912.420.0300.106石嘴村内33.6245.4020.7625.1159.509.050.1500.505.60河东28.9560.2910.7142.7032.8912.200.0300.125.90330m中段空洞2.0483.9013.5386.821.8910.110.0500.386.6390m中段0.3586.013.1687.211.4810.240.0600.536.6河东18.9451.6129.0545.2930.3813.920.1000.185.80西沟28.8665.243.7966.8517.6900.0300.166.20六间房10.4767.0415.4589.612.794.810.0600.336.5063 磐石市城区供水工程水资源论证表5-14石嘴矿区地下水水质补充监测综合成果表单位：mg/L序号检测项目铜矿278处北王家南王家六间房1色度（度）55552混浊度（度）11113嗅和味无无无无4pH值76.76.76.65电导率(μS/cm)5004405007606钙离子10476.51041187氯离子