江华县稀土矿区一期水文地质调查分析

2020-07-04魏永星

中国金属通报 2020年4期

关键词：严家风化花岗岩

魏永星

（湖南大学设计研究院有限公司，湖南长沙 410000）

1 水文地质试验

为查明评价区的地下水特征及地下水水质情况，本次水文地质调查工作根据稀土矿区不同区块及各河流流向，在各矿段所处山脉的山脚、峡谷及河流的上、下游布置钻孔，选取其中部分钻孔，进行了一系列的水文地质试验。具体水文地质试验及结果如下。

1.1 抽水试验

本次抽水试验为单孔非完整井抽水试验，按潜水含水层考虑。进水段孔径130mm，孔壁直接进水。按《水利水电工程钻孔抽水试验规程》（SL 320-2005）有关计算公式：

计算得到各地层的渗透系数结果为：Qal漂石⑤层 1.57×10-2～ 2.40×10-2m/s；Qel砾质粘性土 ⑥ 层4.81×10-4～ 7.68×10-4m/s；r5强风化花岗岩 ⑦ 层1.14×10-3～ 3.08×10-3m/s。

1.2 压水试验

为了解天然状态下，研究区岩石裂隙发育及张开程度，同时估算岩石渗透性能，本次研究工作在部分钻孔进行压水试验。试验按《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL31-2003）有关规定进行，相关参数计算下列公式计算：

本次研究工作完成多段次压水试验，测得各地层的透水率为：r5中风化花岗岩⑧层2.20×～3.76Lu，属弱透水；r5微风化花岗岩⑨层2.20×～3.76Lu，属微透水。

1.3 注水试验

本次注水试验采用试坑单环注水试验方法，按《水利水电工程注水试验规程（SL 345-2007）》有关计算公式：

计算得到各地层的渗透系数结果为Qdl粉质粘土（含砾）④层4.76×10-5～ 3.70×10-4；断层破碎带断层泥2.58×10-6～ 3.49×10-6。

2 地下水系统

江华县稀土矿区一期工程范围及周边主要的河流为春头源、扎头源及严加河，其基本特点如下表1。

表1 矿区河流基本情况表

以上河流径流及补给范围详见“江华县稀土矿区地下水系统分区图”。其所处地下水系统分属于西河地下水系统及富江地下水系统的次一级地下水子系统。矿区地下水系统以阻水断层F7为界，F7断层以东为春头源地下水系统，属西河地下水系统的南部子系统（包括扎头源、春头源、红花源、罗家溪等地下水系统）；F7断层以西为严家河地下水系统，属富江地下水系统的子系统。

春头源地下水系统：该地下水系统受地形控制，南高北低，地下水向北运移。主要含水岩组为第四系坡残积层及花岗岩强风化、中风化带，其底部边界为微风化花岗岩，其西部以F7断层为界，南部以姑婆山-野鸡凹等山脉沿省界为分水岭，东部以流车源西侧的马鞍山为分水岭，北东部以相公岭山脉为分水岭，北部以不同岩性交界面为透水边界。

严家河地下水系统：该地下水系统受地形控制，南高北低，地下水向北运移。主要含水岩组为第四系坡残积层及花岗岩强风化、中风化带，其底部边界为微风化花岗岩，其东部以F7断层为界，西、南部以姑婆山-金子岭-船岭脚为界，北部以不同岩性交界面为透水边界。具体分布见下图。

图1 江华县稀土矿区地下水系统分区图

3 地下水的补给、径流、排泄

3.1 春头源地下水系统

春头源地下水系统主要含水岩组为第四系坡残积层及花岗岩强风化、中风化带，其底部边界为微风化花岗岩。

（1）补给：矿区及周边补给源主要为大气降水。大气降水的入渗量除取决于降雨量、降雨频率和形式外，还取决于含水层的岩性和厚度。春头源地下水系统花岗岩残积土及强风化，厚数米～数十米，渗透性一般，降雨面积为73.4km2，按水量中等考虑，渗入系数为0.14（数据来源为区域水文地质普查报告江永幅G-49-（28））。

（2）迳流：花岗岩残积土、强风化渗透性一般，大约为0.5m/日～1.0m/日，中风化的花岗岩裂隙较发育，为弱透水层，因此，迳流速度慢，强度弱。

（3）排泄：部分地下水在斜坡或谷底以下降泉的形式排泄于地表，汇入河流中，部分通过北部透水边界渗流进入与之相邻的石灰岩溶蚀通道中，总体向北径流。