埃塞俄比亞CALUB水源地地下水資源評價

李建濤

河南省地質礦產勘查開發局第四地質礦產調查院 河南 鄭州 450000

一、前言

Calub工作區位于DABOWEIN鎮向南至HANAN一帶的FAFEN河及區內支流的沖積區域,工作區呈長方形,總面積400Km2,長約27Km、寬約15Km。通過抽水試驗、滲水試驗結合水文地質參數,進行地下水資源儲量計算,該探采井對該地區地下水資源的合理開發利用具有重要意義。

二、探采井基本情況

該探采井設計井身40.00m,實施的3眼井實際深度45m、42米、46米不等,使用347mm鉆頭,下219mm套管和濾水管至井底,其井管外環間隙使用粒徑9～12mm濾料圍填,洗井至水清沙凈。

三、抽水試驗

對1號井進行了2個落程的穩定流抽水試驗,延續時間28小時,含水層厚度為16.35m,靜水位17.29m。第一次抽水試驗出水量為15.19m3/h,降深3.89。第二次抽水試驗出水量為10.64m3/h,降深2.62m。

根據水文地質參數計算公式,計算穩定流抽水試驗影響半徑和滲透系數

其中:M——含水層厚度(m)

Q——涌水量(m3/h)

S——降深(m)

Q——單位涌水量(m3/h.m)

R——影響半徑(m)

r——濾水管半徑(m)

K——滲透系數(m/d)

四、滲水試驗

本區地表淺部巖性以粉質粘土為主,結合滲水試驗數據,根據公式計兩組滲水試驗的入滲系數,其計算公式如下。

其中:Q——穩定的滲入水量;

F——試坑(內環)滲水面積;

Z——試坑(內環)中水層厚度;

HK——毛細壓力(一般等于巖石毛細上升高度之半,粉質粘土取160cm);

L——試驗結束時水的滲入深度(試驗后開挖確定)。

通過計算滲1、滲2兩組滲水試驗求取的入滲系數分別為0.0413、0.0352m/d,結合經驗系數驗證,本區的粉質粘土入滲系數取平均值為0.038m/d。雙環滲水試驗成果如圖1和表1所示。

表1 雙環滲水試驗成果表

圖1 滲水試驗歷時曲線

五、地下水資源計算

1.年補給總量估算

,結合中細砂影響半徑經驗數值取值200m,井群范圍外擴200m獲得的補給面積約3.1×106m2;根據埃塞俄比亞礦業部公布的水文地質圖,工作區補給量少于50mm/a,結合工作區降雨量大小,年補給量取值40mm/a,得出該工作區的年補給總量為:3.1×106m2×40mm/a=12.4×104m3/a≈339.7m3/d;

2.靜儲量法。根據含水層厚度(M)、分布面積(F)及給水度(μ),對淺層水儲量進行估算,進一步論證供水的可靠程度。

其中:F含水層分布面積;以第四系厚度大于17.3m面積為限,取值3.22Km2

M含水層厚度(m),取平均值10m;

μ給水度,取中粗砂的給水度經驗值0.25。

得出Q靜=F×M×μ=3.22×106×10×0.25=805×104m3

考慮潛水采補平衡安全,開采時水位下降不超過含水層厚度的一半,因此,可動用資源量為402.5×104m3,補給周期按五年考慮,則即每天可利用量為2205.5m3。

3.允許開采量估算。考慮區內年內、年際降水量不均,補給的可靠安全系數按75%取值,則淺層水補給允許開采量為12.4×104 m3/a×75%=9.3×104m3/a≈254.8m3/d。

考慮區內地下水開采以第四系頂部地下水為主,初略估算每天的開采量為200m3,所以目前區內地下水可開采量等于每天的補給量和可動用靜儲量減去人工開采量,即339.7+2205.5-200=2345.2 m3/d。

六、結論

(1)該區域探采井抽水及水質化驗,工作區第四系淺層地下水靜水位17.29m,降深3.89m時單井出水量15.186m3/h,滲透系數7.172m/d,影響半徑95.41m,水溫31.7℃;

(2)通過兩組雙環試驗分析得出數據,本區的粉質粘土入滲系數取平均值為0.038m/d;

(3)通過計算區內淺層地下水的年補給總量、靜儲量確定區內地下水允許開采量約為2345.2m3/d,能夠滿足當地油田營地生產用水的基本需求。