太原地區(qū)水文地質(zhì)概述

張 吉 漢

(山西省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)，山西 太原 030024)

太原地區(qū)水文地質(zhì)概述

張 吉 漢

(山西省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)，山西 太原 030024)

通過對(duì)太原地區(qū)水文地質(zhì)的勘察研究，了解了西山、北山、東山以及盆地區(qū)的水流形式和水動(dòng)力特征，并分析了含水層介質(zhì)與地下水富水特征，論述了地下水系統(tǒng)水化學(xué)和水溫的特點(diǎn)，為合理規(guī)劃地下水資源提供了參考資料。

地下水，含水層，水溫，特征

0 引言

太原地區(qū)的水文地質(zhì)是對(duì)這個(gè)地區(qū)地下水資源進(jìn)行評(píng)價(jià)最基本的依據(jù)，首先對(duì)已有的水文地質(zhì)資料進(jìn)行收集整理，然后進(jìn)行勘查，這需要對(duì)當(dāng)?shù)睾橘|(zhì)的巖性特征、水流形式、水動(dòng)力學(xué)特征還有水循環(huán)條件和同位素分布特征進(jìn)行全面的綜合系統(tǒng)的分析，而對(duì)地區(qū)水文的科學(xué)合理概化有利于當(dāng)?shù)氐叵滤Y源的科學(xué)合理規(guī)劃和利用開發(fā)，更有利于有關(guān)水政部門防治水污染和保護(hù)水源。因此本文從水流形式和水動(dòng)力特征、含水層的介質(zhì)、富水特征和水化學(xué)溫度場(chǎng)等方面來(lái)綜合概述太原地區(qū)的地質(zhì)。

1 水流形式和水動(dòng)力特征

通過進(jìn)行對(duì)含水層和水流及富水特征形式以及水循環(huán)條件的綜合分析可以將太原地區(qū)的地下水系統(tǒng)分成西山，北山，東山及盆地區(qū)四塊?？傮w看基巖山區(qū)的裂隙巖溶水主要靠降水、河流的入滲補(bǔ)給，容易沿著地層的傾向和構(gòu)造裂隙的發(fā)展發(fā)生移動(dòng)，其中包括沿巖溶和構(gòu)造裂隙發(fā)展的方向和沿?cái)嗔褜拥南聺B和頂托兩種移動(dòng)方法進(jìn)行補(bǔ)給相鄰含水巖層，基巖山區(qū)的巖溶裂隙水經(jīng)過降水和河流的入滲后會(huì)沿著東西北三方向向盆地徑流，地下水會(huì)由無(wú)壓水向承壓水逐步轉(zhuǎn)變過渡，而承壓水頭也受到地勢(shì)地形地貌的影響從幾米到幾十米不等，而盆地區(qū)的孔隙水主要是靠降水、渠道和河流的入滲還有基巖裂隙水的側(cè)滲進(jìn)行補(bǔ)給，下面將對(duì)太原地區(qū)地下水系統(tǒng)進(jìn)行水動(dòng)力和水流形式的分析介紹。

1)西山的地下水系統(tǒng)主要是屬于基巖裂隙水，含水層靠降水和汾河的入滲補(bǔ)給并向西部山前斷裂帶徑流，其中分為兩條主徑流帶，一是古交至?xí)x祠，二是古交至寺頭，在這兩條主要徑流帶中前者在徑流量上占據(jù)主導(dǎo)地位，晉祠泉是這條徑流上主要的集中排泄點(diǎn)，平均流量在20世紀(jì)50年代就能達(dá)到1.95 m3/s，寺頭泉是第二條主要徑流帶的主要排泄點(diǎn)，其在60年代平均流量為1 m3/s，寺頭泉由于王封地壘銀角東段和北石橫背斜的阻水作用使其巖溶水形成了一個(gè)局部的匯流排泄區(qū)域，大部分泉群出露分布在汾河北岸。

2)北山的地下水系統(tǒng)主要為巖溶地下水，其巖溶地下水由北部、西北部和東北部三個(gè)方向向蘭村徑流，在赤泥社以西部分地區(qū)的巖溶水主要靠降水和汾河入滲補(bǔ)給，而后以無(wú)壓水流形式向蘭村移動(dòng)，在赤泥社至蘭村和棋子山地壘中間的北部地區(qū)其巖溶地下水主要由東西北三個(gè)方向向泥屯盆地匯流，然后部分沿著南部及偏西南方向朝山前徑流，徑流在到達(dá)蘭村西焉邊山斷裂帶后向西流至蘭村，在其東北部的巖溶水也由東西北三個(gè)方向向陽(yáng)曲斷陷盆地匯流，其后徑流至西南方陽(yáng)曲鎮(zhèn)一帶，然后分成兩條徑流，一部分經(jīng)西張斷裂深部朝蘭村徑流，另外一部分沿著西焉邊山斷裂帶向西至蘭村徑流，因此該地區(qū)地下水系統(tǒng)主要分為泥屯至蘭村和陽(yáng)曲至蘭村兩條主徑流帶，在普遍狀態(tài)下以蘭村泉為主排泄點(diǎn)，側(cè)向徑流次之。

3)東山地下水系統(tǒng)以基巖溶裂隙水為主，地下水系統(tǒng)靠降水入滲補(bǔ)給后向山前方向徑流，其大部分徑流受緯向和邊山斷裂帶影響，在流至東山山前楊家峪和觀家峪一帶后向東排入娘子關(guān)巖溶水系統(tǒng)，只有少部分側(cè)向徑流排入盆地。

4)盆地區(qū)的地下水系統(tǒng)主要靠降水、河渠、灌溉等入滲和側(cè)向徑流補(bǔ)給，在普遍天然狀態(tài)下以潛水蒸發(fā)水排泄為主，而其后因?yàn)槌鞘邪l(fā)展和地下水開采的加大而發(fā)生了很大變化，陽(yáng)曲泥屯盆地的水位埋深由20世紀(jì)60年代的3 m～5 m下降至10 m～30 m，到70年代由于開采工程致使其地下水全部干枯。西張盆地的水位也陸續(xù)下降，其區(qū)域水流形式也由北向南徑流變成由周圍向漏斗中心徑流。太原城區(qū)內(nèi)在普遍天然狀態(tài)下淺層水位0 m～2 m，承壓水位埋深5 m～15 m，由于城市發(fā)展地下水的大規(guī)模集中開采使得深層水位很大幅度下降，形成了以動(dòng)物園至菜園村為中心的水位降落漏斗面積約為300 km2，其承壓水位也失去了制約能力,水流形式也由北向南徑流變成四周向漏斗中心徑流。南郊以及清徐盆地的水流形式保持了由邊山向中心、由北向南的徑流特征，其淺層水位以蒸發(fā)排泄和越流排泄為主要方法，而深層的地下水的主要排泄方式則以人工開采為主。

2 含水層介質(zhì)

西山地下水系統(tǒng)的地下主要是以?shī)W陶系碳酸巖類巖溶水，上覆石碳二迭系碎屑巖裂隙孔隙水，其含水介質(zhì)主要是奧陶系中統(tǒng)的上下馬家溝組為主和峰峰組石灰?guī)r，徑流排泄區(qū)上覆由石碳二迭系碎屑石。北山和東山的地下水都主要是碳酸鹽巖類巖溶水，其含水介質(zhì)北山為奧陶系中統(tǒng)上下馬家溝組石灰?guī)r，東山主要是奧陶系統(tǒng)上下馬家溝組峰峰組石灰?guī)r，其上覆基巖二迭系碎屑巖。盆地區(qū)則是以全新統(tǒng)松散堆積物砂礫石層和砂層為主要含水介質(zhì)。

3 太原地區(qū)地下水富水特征

太原地區(qū)地下水富水性主要是受到含水層巖性和地形地貌地質(zhì)構(gòu)造特征的綜合影響，通常情況下邊山強(qiáng)于山區(qū)，徑流排泄區(qū)和沖積扇、沖積平原區(qū)要強(qiáng)于補(bǔ)給區(qū)和洪積扇、洪積平原區(qū)，碳酸鹽巖石溶裂隙含水巖則強(qiáng)于松散巖類孔隙水含水巖組，而其又強(qiáng)于基巖裂隙含水巖組，在這其中富水性最弱的是碎屑巖類孔隙裂隙含水巖組。

1)西山地下水系統(tǒng)，從汾河沿岸至古交和河口周邊地區(qū)，單井的涌水量為每日1 000 m3/d～2 000 m3/d，其后至邊山斷裂帶富水性開始激增，白家莊地區(qū)涌水量為5 000 m3/d，開化溝和洞兒溝涌水量分別為7 000 m3/d和13 000 m3/d左右，最大單井流量為平泉自流井，其最大流量高達(dá)36 000 m3/d。

2)盆地區(qū)地下水系統(tǒng)的富水性從整體上看沖積扇要強(qiáng)于洪積扇，例如西邊山洪積扇單井單日涌水量在1 000 m3～5 000 m3，東邊山則要小于1 000 m3，而西張盆地的單井涌水量則達(dá)到了5 000 m3/d。

3)北山的地下水系統(tǒng)在匯流區(qū)的陽(yáng)曲泥屯盆地的涌水量在1 000 m3/d～2 000 m3/d，徑流至陽(yáng)曲鎮(zhèn)東焉一帶后有了很大幅度的增長(zhǎng)，每日的涌水量達(dá)到了1 000 m3/d～20 000 m3/d不等，集中排泄點(diǎn)蘭村的單日涌水量則達(dá)到了50 000 m3。

4 地下水系統(tǒng)水化學(xué)和水溫特征

受到含水層巖性和補(bǔ)給徑流排泄條件的影響，太原地區(qū)的地下水水化學(xué)及水溫從整體上看基巖山區(qū)的裂隙巖溶水在補(bǔ)給區(qū)從水溫和水化學(xué)類型以及礦化程度上沒有什么很大差異，東山西山和北山三個(gè)地下水系統(tǒng)基本相同，但受到含水層巖性和其礦物成分、徑流長(zhǎng)度、排泄的環(huán)境條件等因素的制約和影響，直到徑流排泄區(qū)域才發(fā)生變化出現(xiàn)差異。北山地下水系統(tǒng)因其含水介質(zhì)主要為奧陶系中統(tǒng)上下馬家溝組灰?guī)r、巖組中硫酸鹽巖含量很少、較少會(huì)有峰峰組出現(xiàn)、礦化度小于0.5 g/L、地下水循環(huán)深度較小所以北山地下水水溫較低，一般為13 ℃～15 ℃。而西山的地下水系統(tǒng)在徑流排泄區(qū)受到峰峰組地層下滲補(bǔ)給巖溶水和徑流途徑長(zhǎng)、循環(huán)深度大等因素的影響，其水溫從徑流區(qū)至排泄區(qū)呈明顯上升的變化，由14 ℃逐漸升高至25 ℃。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)太原地區(qū)水文地質(zhì)概述，可以對(duì)太原地區(qū)復(fù)雜的地下水系統(tǒng)有一個(gè)很客觀直面的認(rèn)知，從而更合理科學(xué)的利用地下水資源，減少地下水資源的浪費(fèi)和污染，水是我們賴以生存的資源，只有合理對(duì)地下水資源進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，合理的進(jìn)行利用開發(fā)同時(shí)加強(qiáng)對(duì)水污染的防治以及加強(qiáng)對(duì)水源地區(qū)的保護(hù)才能更長(zhǎng)遠(yuǎn)的使用資源。

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Overview on hydrogeology of Taiyuan region

ZHANG Ji-han

(Shanxi1stHydrogeologyEngineeringTeam,Taiyuan030024,China)

Through investigating and studying hydrogeology of Taiyuan region, the article knows water flow forms and hydraulic characteristics of Xishan, Beishan, Dongshan and basin, analyzes aquifer media and underground water features, and discusses underground water system chemistry and water temperature features, which has provided data for rationally planning underground water sources.

underground water, aquifer, water temperature, characteristics

1009-6825(2014)34-0087-02

2014-09-29

張吉漢(1976- )，男，工程師

P641.12

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