水文與水資源工程教學實習指導第六章啟發(fā)性教學階段的基本技能訓練本教學階段的目的是通過教師現(xiàn)場有啟發(fā)性的教學與指導，使學生能夠了解和掌握各種類型地下水的賦存條件和富集規(guī)律，并能結(jié)合地形地貌、氣象水文、地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造等基本條件進行較為深入的分析?！?.1潮水峪鳳山組泥質(zhì)礫屑灰?guī)r裂隙水賦存條件分析6.1.1教學目的（1）掌握鳳山組泥質(zhì)礫屑灰?guī)r地下水形成與富集的基本條件。（2）比較鳳山組裂隙地下水的形成條件與東部落府君山組巖溶裂隙水、潘莊張夏組灰?guī)r巖溶裂隙水形成條件有何不同。6.1.2背景條件介紹潮水峪泉位于潮水峪溝的溝頭，在兩條小溪交匯處的東側(cè)，該泉現(xiàn)已被當?shù)鼐用耖_發(fā)引用。在泉的補給區(qū)分布著大面積寒武系鳳山組礫屑灰?guī)r。該灰?guī)r質(zhì)地堅硬、裂隙比較發(fā)育。發(fā)育有NS、EW、NE向三組裂隙。層面產(chǎn)狀292°∠17°，與山坡坡向相近。泉口西側(cè)有一條閃長巖脈，灰黑色，致密堅硬，寬約1.70~1.80m，走向320~325°，近直立。其附近灰?guī)r裂隙發(fā)育，見有小的牽引褶皺。泉水季節(jié)變化大，2001年8月尚有泉水流出，2002年8月泉已干涸。據(jù)泉南側(cè)民井水位分析，水位比泉口底3m左右，水位下降較大，補給條件不好，含水層滲透、調(diào)蓄能力差。6.1.3教學內(nèi)容（1）觀察潮水峪村東山坡鳳山組礫屑灰?guī)r的巖性、分布范圍、裂隙的發(fā)育狀況，并選擇典型地段統(tǒng)計裂隙率；（2）觀察閃長玢巖脈的巖性、產(chǎn)狀、寬度及其與圍巖接觸帶處的特征，分析其水文地質(zhì)意義；（3）觀察描述泉水出露的地形、地質(zhì)、水文地質(zhì)條件；（4）測量泉的流量、水溫，訪問泉水動態(tài)；（5）繪制泉附近的水文地質(zhì)平面圖和剖面圖。6.1.4討論（1）試分析泉水的成因；（2）寒武系鳳山組礫屑灰?guī)r裂隙水的形成與富集條件是什么?（3）泉水為什么在巖脈東側(cè)出露而不在西側(cè)出露?富水帶應如何圈定?（4）泉水的動態(tài)變化特點證明哪些水文地質(zhì)問題?6.1.5編寫報告潮水峪鳳山組礫屑灰?guī)r裂隙水賦存條件分析報告。

水文與水資源工程教學實習指導§6.2東部落寒武系府君山組灰?guī)r巖溶裂隙水形成條件分析6.2.1教學目的（1）了解寒武系府君山組的巖性特征、分布范圍以及灰?guī)r巖溶、裂隙的發(fā)展情況。（2）認識府君山組灰?guī)r巖溶含水系統(tǒng)的特征及巖溶水的富集規(guī)律。6.2.2背景條件介紹東部落村位于一小型山間盆地中，盆地西部和南部山高坡陡，其東部和北部為平緩丘陵。村莊座落在3~5m厚的第四系沉積、殘積層上。寒武系府君山組灰?guī)r分布在該村東側(cè)及西部的低山丘陵區(qū)，厚度約80m，地層走向近南北，傾角16°，其南部307高地一帶，分布的是寒武系饅頭組、毛莊組、徐莊組、張夏組地層，南部317高地一帶分布著大面積的中生界次火山巖，主要巖性為閃長玢巖。府君山組地層主要巖性為暗灰色中厚層豹斑狀細晶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖溶較發(fā)育，地表可見各類溶蝕現(xiàn)象，如溶溝、溶槽、溶洞。在村南的山腳下發(fā)育一較大溶洞，洞口略近圓形，直徑約3m，但深度較大，無法探測到，洞中有水出露。在村莊中有四個主要泉水的出露點，總流量大于10000m3/d，均為上升泉，泉水溫度12℃。6.2.3教學內(nèi)容（1）觀察、描述東部落村及其周圍泉水出露的地形、地質(zhì)部位，測量泉的流量、水溫，并訪問泉水動態(tài)。（2）觀察、描述東部落村南溶洞發(fā)育狀況及南側(cè)次火山巖的巖性、產(chǎn)狀、與圍巖的接觸關(guān)系及分布狀況。（3）從村東的193.7高地向西沿途觀察府君山組灰?guī)r的巖性、裂隙及巖溶發(fā)育狀況。（4）繪制東部落泉群出露的水文地質(zhì)平面圖及剖面圖。6.2.4討論（1）試分析府君山組灰?guī)r的巖溶發(fā)育規(guī)律。（2）試分析府君山組巖溶水系統(tǒng)的邊界及水循環(huán)條件。（3）試述該地巖溶地下水的富集條件。6.2.5編寫報告編寫寒武系府君山組巖溶裂隙地下水形成與富集條件報告。

水文與水資源工程教學實習指導§6.3潘莊寒武系張夏組灰?guī)r巖溶裂隙水成因分析6.3.1教學目的（1）了解張夏組灰?guī)r的分布、巖性、裂隙、巖溶的發(fā)育狀況。（2）認識泉水出露的地形、地質(zhì)、水文地質(zhì)條件。（3）分析張夏組灰?guī)r巖溶裂隙水的富集條件。6.3.2背景條件介紹潘莊位于石河上游的河谷階地上，潘莊周圍出露了大面積張夏組灰?guī)r。該組灰?guī)r層厚、質(zhì)純，主要為中厚層微晶灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r夾薄層黃綠色頁巖。該組灰?guī)r巖溶發(fā)育，地表可見溶溝、溶槽、溶洞等巖溶現(xiàn)象。該組灰?guī)r受到燕山晚期侵入巖的穿插切割，沿接觸帶巖溶發(fā)育。6.3.3教學內(nèi)容（1）觀察潘莊東南溝張夏組灰?guī)r巖性及裂隙、巖溶發(fā)育的狀況；（2）觀察描述花崗斑巖的巖性、節(jié)理裂隙發(fā)育情況及其與張夏組灰?guī)r的接觸關(guān)系；（3）測量泉的流量、水溫，訪問泉的動態(tài)；（4）繪制泉出露的水文地質(zhì)平面圖及剖面圖。6.3.4討論（1）泉為什么在潘莊東南溝處出露?（2）泉的動態(tài)有何特征，說明什么問題?（3）張夏組巖溶裂隙水的補給、徑流、排泄的特點？6.3.5編寫報告潘莊張夏組灰?guī)r巖溶裂隙水的成因分析報告。

水文與水資源工程教學實習指導§6.4亮甲山奧陶系下統(tǒng)灰?guī)r巖溶裂隙水形成條件與富集規(guī)律6.4.1教學目的（1）認識奧陶系下統(tǒng)灰?guī)r巖溶發(fā)育條件及發(fā)育規(guī)律。（2）了解奧灰?guī)r溶裂隙水儲存、運動和富集的特點及形成較大供水水源地的條件。6.4.2背景條件亮甲山為奧陶系亮甲山組地層標準剖面所在地，山下為較寬闊的大石河河谷，山西側(cè)分布著石碳二疊系碎屑巖類地層。亮甲山組地層主要巖性為中厚層豹皮灰?guī)r，下部夾少量礫屑灰?guī)r和薄層鈣質(zhì)頁巖。其下伏冶里組地層主要巖性為微晶質(zhì)純灰?guī)r夾少量礫屑及蟲孔狀灰?guī)r、礫屑灰?guī)r夾黃綠色頁巖。該組地層節(jié)理裂隙發(fā)育，在亮甲山東邊采石場可見到該組地層發(fā)育有3組節(jié)理裂隙，延深較遠，切割深度較大，裂隙張開性好。在亮甲山下發(fā)育一較大溶洞，洞高約2.5m，寬3m，可見深度20m，洞中蓄積著地下水，在枯水季節(jié)當?shù)鼐用癯樗疂驳兀樗霉転?2寸（30.48cm），可見水量之大。在亮甲山下采石場有3條輝綠巖脈，巖脈寬度l~2m，走向34°。在巖脈兩側(cè)有水井分布，巖脈西側(cè)井出水量稍小一些，單井出水量為1200m3/d，而巖脈東側(cè)單井出水量可達5000m3/d以上。在亮甲山東側(cè)山腳下共分布有6口開采井，其中有泰皇島市自來水公司供水井2口，北山電廠供水井2口，趙莊化工廠供水井1口，北河村供水井1口。6.4.3教學內(nèi)容（1）在石門寨北沿亮甲山東坡坡腳觀察灰?guī)r節(jié)理、裂隙發(fā)育狀況，溶蝕程度及充填程度；（2）觀察亮甲山下溶洞發(fā)育情況并分析其發(fā)育的條件；（3）觀察輝綠巖床及巖脈的巖性、產(chǎn)狀及其與巖溶發(fā)育及巖溶水富集的關(guān)系；（4）調(diào)查亮甲山下6口機井的分布位置，所處的地形地貌及地質(zhì)部位，并分析其地下水的富集條件；（5）調(diào)查機井的井深，地層剖面，水質(zhì)、水量及開采動態(tài)；（6）繪制亮甲山附近的水文地質(zhì)平面圖（1:2000）及剖面圖。6.4.4討論題（1）奧陶系下統(tǒng)灰?guī)r巖溶裂隙水的形成與富集的條件與規(guī)律是什么?富水帶如何圈定?（2）試分析本區(qū)的巖溶發(fā)育條件及規(guī)律；（3）試分析形成大中型供水水源地應具備的條件；（4）亮甲山下供水井的布置是否合理，為什么?（5）根據(jù)該處供水井的開采動態(tài)資料能說明哪些水文地質(zhì)問題?6.4.5編寫報告亮甲山水源地灰?guī)r巖溶裂隙水富集規(guī)律分析報告。

水文與水資源工程教學實習指導§6.5黑山嘴斷裂構(gòu)造低溫熱水泉的成因分析6.5.1教學目的（1）認識黑山嘴斷裂構(gòu)造裂隙水的形成和出露條件。（2）認識斷裂含水系統(tǒng)的基本特征。6.5.2背景條件黑山嘴低溫熱水泉（又稱408醫(yī)院溫泉）位于柳江向斜西翼的東南角，黑嘴子村附近。該區(qū)山勢陡峻、風景秀麗。泉位于湯河一東西向支流的北岸，高出河床2~3m，泉水流量較大，約為8000~10000m3/d，溫度為25~30℃。泉水的東側(cè)出露的是晚元古界青白口群下馬嶺組的灰黑色頁巖、粉砂巖及中粗粒石英凈砂巖。泉的西側(cè)為寒武系府君山組灰?guī)r，由于斷層作用，該組灰?guī)r僅出露很少一部分，從泉往西走約110m見一斷層，該斷層是柳觀峪——秋子峪斷裂的一支、連綿延續(xù)十幾千米。該斷層產(chǎn)狀為120°∠72°，上盤為府君山組灰?guī)r，下盤為燕山期(5)花崗巖。斷層的西盤大面積出露的是5花崗巖，構(gòu)成了陡峭的山峰。沿泉附近河岸觀察，泉西側(cè)的河岸及河床中分布的也是5的花崗巖。6.5.3教學內(nèi)容(1)觀察溫泉出露的地形地貌及地質(zhì)構(gòu)造條件。(2)測量泉水流量、溫度，調(diào)查訪問泉水水溫及水質(zhì)變化特點。(3)順河方向觀測河床及左岸的地層、巖石及地質(zhì)構(gòu)造。(4)垂直河流方向觀測兩岸山坡的地層、巖石及地質(zhì)構(gòu)造。(5)調(diào)查附近是否還有其它溫泉及水溫變化特點。6.5.4討論問題(1)溫泉形成機制。(2)泉水溫度變化的特點及其影響因素。6.5.5編寫報告黑山嘴斷裂構(gòu)造低溫熱水泉成因分析報告。

水文與水資源工程教學實習指導§6.6大石河河谷地表水、地下水形成與分布的調(diào)查分析6.6.1教學目的（1）掌握丘陵山區(qū)河谷中河水測流的基本方法和徑流特征。（2）掌握河谷孔隙潛水的形成特點和分布規(guī)律。（3）了解河谷地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)及其與地表水、地下水的關(guān)系。6.6.2背景條件石河河谷地貌類型有河床淺灘、河漫灘及各類階地。漫灘高出河床1~2m；一級階地為沖積階地，高出漫灘2~3m；二級階地陡坎高5~10m，為基座階地；三級階地為侵蝕階地?？紫稘撍饕x存于一級階地的砂礫石層中，層厚8~10m，富水性較好，單井涌水量大于500m3/d，水位淺埋，水質(zhì)較好，有較大的開發(fā)利用價值。6.6.3教學內(nèi)容（1）觀察石河河谷地貌特征、地層巖性，繪制河谷地貌剖面圖。（2）選取斷面實測河水流速、橫斷面、水深、河床巖性。（3）調(diào)查訪問民井、泉、坑，了解地層結(jié)構(gòu)、水位、井泉流量。（4）測量河水位、潛水位，確定地表水、地下水轉(zhuǎn)化關(guān)系。（5）選擇典型地段繪制河谷平原橫向地質(zhì)剖面圖。6.6.4討論問題（1）河谷孔隙潛水的埋藏、分布及其形成有何特點？（2）石河河谷孔隙潛水的分布規(guī)律及富集條件。（3）試分析河水、潛水變化特點及補排關(guān)系。（4）分析河水徑流變化的影響因素。6.6.5編寫報告石河河谷孔隙潛水分布規(guī)律與形成特征的報告。

水文與水資源工程教學實習指導§6.7吳莊背斜、花廠峪北溝溶洞成因分析6.7.1教學目的（1）認識吳莊背斜的地層、特征及其水文地質(zhì)意義。（2）了解花廠峪北溝溶洞形成條件、地下水富集規(guī)律。6.7.2背景介紹從258高地W100m山梁鞍部起觀察，先見C3t、C2b、O1m，再見O1L、O1y、?3f、?3c、?3g、?2z，產(chǎn)狀依次為100°∠30°、95°∠47°、70°∠46°、69°∠30°，近山頂處見一NE向花崗斑巖脈巖，為吳莊背斜東翼。在劉家房W500m山坳處，向西為?2z鮞狀灰?guī)r，在背斜轉(zhuǎn)折端，產(chǎn)狀東翼為85°∠24°，西翼為270°∠75°。在吳莊埡口的背斜核部有更多的小褶皺、逆斷層、花崗巖巖床，被擠壓破碎的背斜頂部的滑塌角礫，地層產(chǎn)狀多變，剖面終止處地層產(chǎn)狀257°∠40°、231°∠34°?；◤S峪北溝溶洞見于花廠峪北溝屯中兩溝匯合處下游側(cè)，地層為?3f中薄層灰?guī)r/O1y中厚層灰?guī)r，洞口見一條巖脈，洞中有水，洞中可容數(shù)百人。溶洞北側(cè)有一大口井，2001年8月水位埋深9.07m，2002年9月1日為10.30m，水位下降1.27m。6.7.3教學內(nèi)容（1）觀察吳莊北側(cè)埡口處的吳莊背斜形態(tài)、出露地層、構(gòu)造形跡，測量不同部位地層產(chǎn)狀，繪制素描圖和地質(zhì)剖面圖。（2）觀察埡口西側(cè)的巖漿巖及圍巖特征，分析背斜形成與巖漿活動的關(guān)系、接觸變質(zhì)。（3）觀察花廠峪北溝溶洞形成的地形、地質(zhì)和構(gòu)造條件，訪問洞中地下水動態(tài)，觀測溶洞北側(cè)大口井的水位、水溫。（4）了解巖溶水的分布及富集規(guī)律。6.7.4討論問題（1）吳莊背斜的成因與巖溶活動的關(guān)系。（2）花廠峪北溝溶洞發(fā)育特點及其地下水富集規(guī)律。

水文與水資源工程教學實習指導§6.8大石河谷沖積層滲水試驗6.8.1教學目的（1）掌握滲水試驗的操作方法。（2）利用滲水試驗數(shù)據(jù)分析計算滲透系數(shù)。6.8.2背景條件大石河在上莊坨南西發(fā)育有一級階地、漫灘，在左岸發(fā)育。漫灘在地形上因采砂挖坑而起伏不平，巖性以卵礫石為主，含有較多砂礫。卵石多在5～15cm，含量在50%以上；成分主要為巖漿巖。砂粒充填于卵礫石空隙中，較致密。一級階地較平坦，上部為淺黃色粉質(zhì)粘土，稍濕，塑性差，密實。種植玉米。6.8.3教學內(nèi)容（1）選擇漫灘、階地分別進行滲水試驗工作，水柱高10cm。（2）描述實驗場地的地形、地貌、地層巖性，作好滲水實驗記錄（時間、間隔、注入水量W、流量Q、流速v）；（3）平均滲透速度v=Q/F，做Q-t、v-t曲線，穩(wěn)定時K=v。6.8.4討論問題（1）滲透系數(shù)的影響因素；本區(qū)滲透系數(shù)的變化特點。（2）滲透系數(shù)與給水度有什么關(guān)系？6.8.3編寫報告大石河谷沖積層滲水試驗報告。

水文與水資源工程教學實習指導§6.9燕塞湖水庫調(diào)查6.9.1教學目的（1）了解燕塞湖（石河）水庫壩區(qū)主要建筑物布局、水庫經(jīng)濟技術(shù)指標和主要功能；觀察庫首區(qū)地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造和巖石。（2）了解水庫庫尾水位變化、河流作用、斷層、滑坡等。6.9.2背景介紹石河洪水峰高量大，常給下游造成較大危害。自清道光29年（1849）至1985年共發(fā)生較大洪水6次，1959年7月21～22日，Qmax=4750m3/s(小陳莊)，洪水淹沒農(nóng)田5000畝，沖毀鐵路路基，威脅山海關(guān)。大石河為山區(qū)性河流，河床總高差400m，平均坡降6%，山神廟以上20‰，大橋河口1.3‰。河床主要為卵礫石，含漂石和中粗砂；礫卵石主要為火山巖、花崗巖（據(jù)天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所李鳳林）。石河有較大支流5條，即二道河、西石河、花廠峪河、北沙河和鴨水河，多年平均徑流量1.68億m3/a，最大為3.85億m3/a（1959），最小0.292億m3/a（1957）。石河洪水期具有洪峰高、流量大、來勢猛、歷時短、泥沙多等特點。輸沙量主要集中于7～9月，以7月為最；月均輸沙率為26.7kg/s，14年平均輸沙量為1.041×105t；而1～5月和10～12月幾乎無沙入海。大石河水量豐富，以降水補給為主，平均流量很小，為0.3～0.6m3/s，枯水期最小為0.15m3/s，近年局部斷流。7～8月雨季時，徑流量占全年的70～80%，7月多年平均流量為25.4m3/s（小陳莊站）。石河大汛周期為20年，小汛5年。1959年7月21～22日普降暴雨、大暴雨，中心在青龍縣高杖子，一日降雨321.1mm，24h雨量469.8mm，山洪爆發(fā)，河水猛漲，石河小陳莊站流量4750m3/s。1962年7月24～26日，普遍降雨，7月24日起，連續(xù)降雨50h，27日2時，石河流量1410m3/s。1984年石河水庫最大入庫流量為4250m3/s，最大出庫流量為4180m3/s。石河水庫（又名燕塞湖）位于山海關(guān)區(qū)西北部小陳莊山口以北700m處的石河上，壩上控制流域面積560km2(占石河流域面積的93%)。1972年4月16日動工，1975年6月28日建成使用，是一座以供水為主，兼顧防洪、灌溉、發(fā)電等綜合效能的中型水庫。因風景秀美，20世紀80年代初辟為旅游景點，稱“燕塞湖”。該水庫設(shè)計洪水為百年一遇，校核標準為千年一遇。按供水保證率P=50%，總庫容6800萬m3，防洪4700萬m3，興利5163萬m3，年調(diào)節(jié)水量1.01億m3。水庫主體工程由大壩及其附屬建筑物溢洪道、放水洞、泄洪洞、發(fā)電洞和一座壩后式電站組成。大壩壩型為漿砌石重力壩，壩頂高60.6m，最大壩高44.6m，壩長365.0m，其中溢流壩段長90m，為實用堰，堰頂高程47.0m，上設(shè)高10.2m、寬8m升臥式平板鋼閘門9扇，最大泄洪能力為7000m3/s。壩體上游設(shè)有混凝土防滲墻，大壩東西兩側(cè)擋水壩段，高程34m處，垂直壩軸線方向各設(shè)一條觀測廊道。泄洪洞位于大壩左側(cè)主河槽處，2×2m方洞，進口底高程25.95m，用于瀉洪、沖砂、放空庫容，最大瀉量57.3m3/s。放水洞位于大壩右側(cè)，2×2m方洞，進口底高程32.0m，供城區(qū)用水，最大輸水量10.88m3/s，目前供水1.5m3/s。發(fā)電洞位于大壩左側(cè)，為一直徑1.5m圓洞，進口底高程35.0m，引水流量7.5m3/s。電站位于壩后，裝機容量960kW，設(shè)計年發(fā)電296萬kW