遼寧濱海河谷地下水庫(kù)建設(shè)研究

趙麗波，李 順，溫德娟

（1.遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，遼寧沈陽(yáng)110031；2.四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院，四川成都610065）

遼寧濱海河谷地下水庫(kù)建設(shè)研究

趙麗波1，李 順2，溫德娟1

（1.遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，遼寧沈陽(yáng)110031；2.四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院，四川成都610065）

在對(duì)遼寧濱海河谷區(qū)進(jìn)行地下儲(chǔ)水空間分類(lèi)的基礎(chǔ)上，從地下儲(chǔ)水空間的結(jié)構(gòu)特征、邊界條件、庫(kù)容確定及補(bǔ)給源方面論證了重點(diǎn)濱海河谷區(qū)建設(shè)地下水庫(kù)的可行性.通過(guò)對(duì)構(gòu)建地下水庫(kù)的重點(diǎn)要素的分析，認(rèn)為六股河、興城河、復(fù)州河、登沙河濱海河谷區(qū)初步具備建設(shè)地下水庫(kù)的條件.

濱海河谷；地下水庫(kù)；儲(chǔ)水空間；可行性分析；遼寧省

地下水庫(kù)指以含水層（儲(chǔ)水構(gòu)造）為空間的水資源人工調(diào)蓄系統(tǒng).地下水庫(kù)一般分為5種類(lèi)型：調(diào)蓄型地下水庫(kù)、開(kāi)采漏斗型地下水庫(kù)、河谷型地下水庫(kù)、陸地巖溶型地下水庫(kù)、濱海岸溶型地下水庫(kù)［1］.本文研究區(qū)為遼寧重點(diǎn)濱海河谷區(qū)，包括六股河、興城河、復(fù)州河、登沙河等幾個(gè)地段.

1 遼寧濱海河谷區(qū)地下水分布特征

遼寧濱海河谷區(qū)具有一定開(kāi)采價(jià)值的地下水儲(chǔ)水空間類(lèi)型主要為第四系孔隙型，主要包括以下幾種：第四系山間河谷型、山前沖洪積扇型、第四系濱海河谷型、沖積平原型儲(chǔ)水空間［2］.

1.1 山間河谷型儲(chǔ)水空間

該類(lèi)型主要分布于遼東低山丘陵的鴨綠江流域河谷區(qū).第四系地層主要沿山間河流分布，地下水主要賦存于第四系沖洪積砂礫石含水層中，構(gòu)成線狀和條帶狀儲(chǔ)水空間.地下水水力性質(zhì)主要為潛水，變質(zhì)巖和碎屑巖分布地區(qū)圍巖構(gòu)成弱透水或隔水邊界，碳酸鹽巖地區(qū)圍巖構(gòu)成透水邊界.河流入滲和降水入滲是地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源，其次是周邊側(cè)向徑流補(bǔ)給.河谷出山口是山區(qū)河流及地下水的集中排泄區(qū)，構(gòu)成儲(chǔ)水構(gòu)造的透水排泄邊界.

遼寧海岸帶地區(qū)山間河谷型儲(chǔ)水空間主要分布位置及特征見(jiàn)表1?.

1.2 山前沖洪積扇型儲(chǔ)水空間

規(guī)模較大的沖洪積扇有遼河扇、渾河扇、太子河扇、海城河扇、東沙河扇、羊腸河扇、西沙河扇及大小凌河扇等.沖洪積扇型儲(chǔ)水空間主要特點(diǎn)如下：

（1）扇區(qū)含水層主要由砂礫石、礫卵石及含礫粗砂組成.含水層的富水性從扇的頂部到前緣，從軸部到兩側(cè)邊緣逐漸減弱.

（2）弱透水層分布不連續(xù)，地下水具有統(tǒng)一水頭，垂向上可概化為一個(gè)含水層.地下水水力性質(zhì)為潛水，局部具有微承壓性.

（3）沖洪積扇型儲(chǔ)水構(gòu)造的邊界特征是，兩側(cè)由扇間坡洪積物組成的弱透水層和隔水層構(gòu)成弱透水邊界和隔水邊界，扇的前緣由弱透水層和顆粒較細(xì)的含水層構(gòu)成弱透水邊界，扇的頂部由第四系山間河谷型儲(chǔ)水構(gòu)造的排泄邊界構(gòu)成補(bǔ)給邊界（透水邊界），底部由下更新統(tǒng)黏土含礫層、新近系泥巖、老變質(zhì)巖等構(gòu)成隔水邊界，局部為由灰?guī)r、新近系砂巖地層構(gòu)成的透水邊界.

（4）地下水的補(bǔ)給來(lái)源主要為側(cè)向徑流補(bǔ)給及垂直入滲補(bǔ)給，其排泄主要為人工開(kāi)采、邊緣區(qū)側(cè)向徑流排泄和垂直蒸發(fā).

遼寧海岸帶地區(qū)山前沖洪積扇型儲(chǔ)水空間主要分布位置及特征見(jiàn)表2.

表1 主要山間河谷型儲(chǔ)水空間特征表Table 1 Features of the groundwater storage of intermontane valley type

1.3 濱海河谷型儲(chǔ)水空間

第四系濱海河谷型儲(chǔ)水空間僅分布于遼東半島和遼西濱海地區(qū)，均為獨(dú)流入海河谷.遼東半島河流一般較窄，遼西濱海河谷則較寬，其分布及邊界性質(zhì)與山間河谷型儲(chǔ)水空間基本相同，地下水水力性質(zhì)主要為潛水.降水入滲和河流入滲是地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源，其次是周邊側(cè)向徑流補(bǔ)給.河流入?？谑呛恿骷暗叵滤募信判箙^(qū)，構(gòu)成儲(chǔ)水構(gòu)造的透水排泄邊界［3］.

濱海河谷型儲(chǔ)水空間主要特點(diǎn)如下：

（1）河谷狹窄、階地與漫灘寬度不大.

（2）地下水補(bǔ)給來(lái)源豐富，徑流途徑短，含水層厚度較薄.

（3）由于河流入?？诘叵滤c海水水力聯(lián)系密切，河谷地下水資源開(kāi)采易引起海水入侵.

（4）濱海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，水資源貧乏，濱海河谷地下水是其寶貴的水資源.

（5）河谷中上游地下水水質(zhì)良好，下游地區(qū)受潮汐及人工開(kāi)采影響，發(fā)生海水入侵，部分河谷地下水水質(zhì)惡化，礦化度可大于1.0 g/L.

遼寧海岸帶地區(qū)濱海河谷型儲(chǔ)水空間位置及特征見(jiàn)表3.

1.4 沖積平原型儲(chǔ)水空間

由沖積、湖積形成了巨厚第四系地層的下遼河中部平原區(qū)，是遼寧地區(qū)地下水匯集的中心，含水層厚度大，貯水空間巨大，構(gòu)成沖積平原型儲(chǔ)水空間.下遼河中部平原區(qū)地表水系發(fā)育，地下水資源豐富，補(bǔ)給條件良好，目前開(kāi)采程度較低，是遼寧地區(qū)未來(lái)水資源開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)區(qū)［2］.

沖積平原型儲(chǔ)水空間主要特點(diǎn)如下：

（1）平原區(qū)第四系地下水含水層分為潛水和承壓水上下兩層.上層巖性由上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)沖積中細(xì)砂、細(xì)粉砂，局部粗砂組成，含水層厚度一般為20～50m；下層由中、下更新統(tǒng)沖積及冰水堆積中粗砂、中細(xì)砂、砂礫石混土等組成，含水層厚度一般為60～150m.

（2）平原型儲(chǔ)水空間的邊界特征是，兩側(cè)山前沖洪積平原及沖洪積扇前緣弱透水層和含水層構(gòu)成弱透水邊界或透水邊界；下游邊界為確定濱海三角洲咸水體邊界，為弱透水邊界；底部為新近系頂部相對(duì)穩(wěn)定的泥巖層（厚度大于3m）隔水邊界.

表2 主要山前沖洪積扇型儲(chǔ)水空間特征表Table 2 Features of the groundwater storage of piedmont alluvial fan type

（3）地下水的補(bǔ)給來(lái)源主要為側(cè)向徑流補(bǔ)給及垂直入滲補(bǔ)給；其排泄主要為蒸發(fā)排泄和人工開(kāi)采，少量為徑流排泄.

表3 主要濱海河谷型儲(chǔ)水空間特征表Table 3 Features of the groundwater storage of coastal valley type

1.5 巖溶型儲(chǔ)水空間

工作區(qū)內(nèi)巖溶儲(chǔ)水空間主要包括濱海巖溶型儲(chǔ)水空間、隱伏巖溶型儲(chǔ)水空間和巖溶盆地型儲(chǔ)水空間.

該類(lèi)型主要分布于遼東半島南部的大連地區(qū).地下水主要賦存于巖溶孔隙含水層中，構(gòu)成濱海巖溶型儲(chǔ)水構(gòu)造.地下水水力性質(zhì)主要為潛水.以濱海小獨(dú)流入海河谷流域?yàn)閱卧?，一般以周邊分水嶺構(gòu)成儲(chǔ)水構(gòu)造的隔水邊界，局部以隔水?dāng)嗔褬?gòu)成隔水邊界；河谷出山口是山區(qū)河流及地下水的集中排泄區(qū)，構(gòu)成儲(chǔ)水構(gòu)造的透水排泄邊界.河流入滲和降水入滲是地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源，其次是周邊側(cè)向徑流補(bǔ)給.該類(lèi)型儲(chǔ)水構(gòu)造地下水較豐富，但一般范圍較小，地下水補(bǔ)給條件較好，地下水一般為淺循環(huán).由于人為開(kāi)采，多出現(xiàn)海水入侵.

遼寧海岸帶地區(qū)巖溶型儲(chǔ)水空間位置及特征見(jiàn)表4.

2 重點(diǎn)濱海河谷區(qū)地下水庫(kù)建設(shè)可行性分析

地下水庫(kù)的構(gòu)建需要考慮3個(gè)關(guān)鍵要素：從水量、水質(zhì)和工程成本上具有實(shí)用價(jià)值的調(diào)蓄水源；由封閉-近封閉邊界圈閉的有實(shí)用規(guī)模的調(diào)蓄空間；人為干預(yù)程度合乎調(diào)蓄目標(biāo)要求的水更替條件［4］.下面對(duì)4個(gè)重點(diǎn)濱海谷區(qū)建設(shè)地下水庫(kù)的可行性進(jìn)行初步分析.

2.1 調(diào)蓄條件

（1）雨洪資源

表4 主要巖溶型儲(chǔ)水空間特征表Table 4 Features of the groundwater storage of karst type

區(qū)內(nèi)地形平緩，地下水埋藏淺，有利于大氣降水對(duì)地下水的入滲補(bǔ)給，但季節(jié)分配很不均勻，補(bǔ)給期主要集中于每年的6～9月份.雨洪特點(diǎn)為時(shí)間分配不均，空間差異大，滯留時(shí)間短.研究區(qū)降雨量的70%主要集中在汛期，甚至是汛期當(dāng)中的幾場(chǎng)大雨，容易形成非澇即旱，旱澇交替發(fā)生的局面.若修建蓄集雨水工程，將收集的雨水加以利用，不失為一種良好的補(bǔ)給來(lái)源.

（2）河流來(lái)水

研究區(qū)河流來(lái)水季節(jié)分配也不均勻，隨著汛期到來(lái)，河流徑流量增大.區(qū)內(nèi)主要河床由砂礫卵石構(gòu)成，滲透性能好，有利于河水對(duì)地下水的補(bǔ)給.汛期來(lái)臨時(shí)，可將河流水通過(guò)滲流渠或地下暗渠引滲到地下庫(kù)區(qū)儲(chǔ)存起來(lái).至今，在遼寧濱海河谷重點(diǎn)河谷區(qū)的興城河上游已建?。ㄒ唬┬退畮?kù)2座，?。ǘ┬退畮?kù)2座；復(fù)州河上下游分別修建了松樹(shù)水庫(kù)、東風(fēng)水庫(kù)；登沙河上建有橡膠壩截潛工程一座，有市自來(lái)水公司截潛工程一處.這幾個(gè)重點(diǎn)河流雖經(jīng)過(guò)地表調(diào)蓄，但經(jīng)攔蓄利用的水量也僅是河流來(lái)水量的一部分，大部分作為過(guò)境水量而流失.如果能將部分無(wú)法調(diào)蓄的河流水量作為地下水庫(kù)的補(bǔ)給水源，將對(duì)建設(shè)地下水庫(kù)十分有利.

（3）地表水庫(kù)棄水

在汛期到來(lái)之前，可將興城河、復(fù)州河上的地表水庫(kù)中的水輸送到地下水庫(kù)庫(kù)區(qū)，實(shí)現(xiàn)地下水庫(kù)利用地表水庫(kù)棄水進(jìn)行補(bǔ)給，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了地下水庫(kù)與地表水庫(kù)的聯(lián)合調(diào)度.

（4）工業(yè)廢水和城市污水

遼寧沿海經(jīng)濟(jì)帶在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，工業(yè)廢水及城市污水的排放量呈迅速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，在保證地下水不受污染的前提下，工業(yè)廢水和城市污水預(yù)先進(jìn)行水質(zhì)預(yù)處理，也可作為地下水庫(kù)的補(bǔ)給水源.

2.2 調(diào)蓄空間

遼寧海岸帶重點(diǎn)濱海河谷區(qū)六股河、興城河、復(fù)州河、登沙河地段，調(diào)蓄空間皆能滿(mǎn)足實(shí)際需要.地下水庫(kù)容量及資源量計(jì)算見(jiàn)表5.

表5 遼寧濱海河谷地下水庫(kù)容量及資源量計(jì)算表Table 5 Capacity and resource amount of the groundwater reservoir in the coastal valley of Liaoning

2.3 水更替條件

綜合分析重點(diǎn)河谷區(qū)土壤類(lèi)型及植被類(lèi)型，認(rèn)為河谷型地下儲(chǔ)水空間覆蓋層下滲條件好，在河谷沖積平原上植被蓄土保水功能較強(qiáng)，有明顯的調(diào)蓄作用，可以減慢雨洪水的匯流速度.

3 結(jié)論

經(jīng)過(guò)對(duì)重點(diǎn)地段地下儲(chǔ)水空間特征、邊界條件、補(bǔ)給水源、水更替條件及徑流特征的分析，結(jié)果表明重點(diǎn)研究區(qū)六股河、興城河、復(fù)州河、登沙河地段具備建設(shè)地下水庫(kù)的條件，只要施加適當(dāng)?shù)娜斯じ深A(yù)，是完全可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)建多年調(diào)節(jié)型地下水庫(kù)的.

［1］杜新強(qiáng)，廖資生，李硯閣，等.地下水庫(kù)調(diào)蓄水資源的研究現(xiàn)狀與展望［J］.科技進(jìn)步與對(duì)策，2005（2）:178—180.

［2］李寶蘭，楊紹南.遼寧省第四系地下水庫(kù)勘察規(guī)劃［J］.安全與環(huán)境工程，2009（1）:7—10.

［3］王衛(wèi)東，宋慶春，李寶蘭，等.濱海地下水庫(kù)利用與保護(hù)［J］.地質(zhì)調(diào)查與研究，2004（4）:268—272.

［4］孫曉明，王衛(wèi)東，徐建國(guó)，等.環(huán)渤海地區(qū)地下水庫(kù)開(kāi)發(fā)利用前景［J］.地質(zhì)調(diào)查與研究，2007（1）:54—61.

CONSTRUCTION OF GROUNDWATER RESERVOIR IN THE COASTAL VALLEYS OF LIAONING PROVINCE

ZHAO Li-bo1,LI Shun2,WEN De-juan1

（1.Liaoning Institute of Geology and Mineral Resources Survey,Shenyang 110031,China；2.College of Architecture and Environment,Chengdu University，Chengdu 610065，China）

Based on the classification of the groundwater storage in the coastal valleys of Liaoning,the feasibility of the construction of groundwater reservoir in the major coastal valley areas is studied from the aspects of underground structure,boundary conditions,capacity and supply source of the storage space.With analysis on the key elements for the construction of groundwater reservoirs,it is concluded that the coastal valley areas with Liugu River,Xingcheng River,Fuzhou River and Dengsha River fulfill the basic requirement.

coastal valley;groundwater reservoir;storage space;feasibility analysis;Liaoning Province

1671-1947（2011）04-0268-04

P641.81；P343.3

A

2011－05－09；

2011-07-26.編輯：張哲.

趙麗波（1972—），女，主要從事地質(zhì)與礦產(chǎn)勘察工作，通信地址遼寧省沈陽(yáng)市皇姑區(qū)寧山中路42號(hào)，E-mail//zhaolibo0903@163.com