永壽縣儀井鎮(zhèn)地區(qū)巖溶水資源特征與潛力分析

杜少少，朱紅玉

(陜西省地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 710016)

永壽縣儀井鎮(zhèn)所處的渭北黃土丘陵區(qū)，地形切割強(qiáng)烈，水資源短缺，俗稱‘渭北旱腰帶’，是陜西省最為嚴(yán)重的缺水地區(qū)之一，工農(nóng)業(yè)及人畜飲用水十分困難，嚴(yán)重影響著當(dāng)?shù)厝罕姷恼Ｉ?，也極大地制約了地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。1999年，陜西省地質(zhì)調(diào)查院曾完成《陜西渭北中部巖溶地下水勘查》，對(duì)渭北中部巖溶區(qū)地層及構(gòu)造基本特征、含水巖組特征、埋藏條件、富水性與分布規(guī)律有了較為系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。但由于比例尺較小且在儀井鎮(zhèn)地區(qū)無(wú)勘探孔分布，該區(qū)域基本為巖溶地下水研究空白區(qū)，對(duì)區(qū)內(nèi)巖溶水的賦存特征僅為推斷。本次通過(guò)在研究區(qū)開(kāi)展大比例尺地面調(diào)查、地面物探、地質(zhì)鉆探等工作，對(duì)區(qū)內(nèi)巖溶水資源特征與開(kāi)發(fā)利用潛力有了詳細(xì)的認(rèn)識(shí)，為當(dāng)?shù)亻_(kāi)發(fā)利用巖溶水資源提供了技術(shù)支持。

1 區(qū)域巖溶水資源特征

1.1 巖溶含水層特征

儀井鎮(zhèn)地區(qū)巖溶水區(qū)域上屬龍巖寺巖溶泉域(圖1)，含水層巖性為奧陶系馬家溝群(O2m)中厚層狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖，厚度約1 050m，本次揭露厚度525.4m。碳酸鹽巖上覆大厚度第四系更新統(tǒng)黃土，為隱伏巖溶水;調(diào)查未見(jiàn)大的溶洞分布，僅見(jiàn)一些溶孔、溶隙，勘探孔揭露含水層段僅有細(xì)小裂隙和溶痕發(fā)育，施工中亦無(wú)掉鉆現(xiàn)象，循環(huán)液漏失量也較小。進(jìn)一步驗(yàn)證了區(qū)內(nèi)巖溶水含水介質(zhì)主要由裂隙和經(jīng)巖溶化作用改造后的溶蝕裂隙組成，屬典型的巖溶裂隙含水介質(zhì)。

圖1 龍巖寺泉域地質(zhì)略圖

1.2 巖溶水補(bǔ)、徑、排條件分析

1.2.1 巖溶地下水補(bǔ)給

研究區(qū)內(nèi)巖溶地下水的補(bǔ)給呈多源化特征，主要有以下幾種形式:

1)河流線狀入滲補(bǔ)給。區(qū)內(nèi)主要河流有漠西河、漆水河，巖溶水位低于河床約100余 m，在碳酸鹽巖裸露河床段，河水會(huì)發(fā)生漏失，構(gòu)成泉域內(nèi)巖溶水的主要補(bǔ)給源。漏失系數(shù)漆水河為 0.011 ～0.025，漠西河為 0.14 ～0.41(表 1)。

表1 地表水滲漏量統(tǒng)計(jì)結(jié)果表

2)水庫(kù)點(diǎn)狀入滲補(bǔ)給。羊毛灣水庫(kù)位于碳酸鹽巖河谷段，該水庫(kù)建于1969年，設(shè)計(jì)庫(kù)容量12 000×104m3，建庫(kù)后一直發(fā)生滲漏，日滲漏量達(dá) 1.17～14.5×104m3，滲漏量占到全年入庫(kù)量的20%～70%，據(jù)觀測(cè)，建庫(kù)后由于滲漏使80～100 km2范圍內(nèi)地下水位抬高25～28m。據(jù)調(diào)查，近年滲漏情況無(wú)觀測(cè)記錄。

3)側(cè)向徑流入滲補(bǔ)給。龍巖寺泉域上游(研究區(qū)外)扶風(fēng)、岐山碳酸鹽巖裸露面積100余km2，接受大量降水入滲補(bǔ)給，形成的巖溶水由西往東徑流至研究區(qū)內(nèi)。

1.2.2 巖溶地下水徑流、排泄

研究區(qū)內(nèi)巖溶地下水總體上由西北向南徑流，漆水河谷進(jìn)入羊毛灣—儀井地塹南部地段，由于北東、北西向斷裂的共同作用，再加上羊毛灣水庫(kù)滲漏后，地下水位被抬高形成了以水庫(kù)為中心的長(zhǎng)條狀隆起，迫使一部分西來(lái)的地下水向南逕流。

區(qū)內(nèi)無(wú)地下水排泄點(diǎn)，開(kāi)采甚微，均以地下徑流的形式排泄出區(qū)外。

1.3 富水特征

儀井鎮(zhèn)地區(qū)碳酸鹽巖層厚質(zhì)純，斷裂構(gòu)造發(fā)育，補(bǔ)給、徑流強(qiáng)烈，地下水賦存條件總體好。區(qū)內(nèi)巖溶地下水富水性主要受控于斷裂和水文網(wǎng)。據(jù)此規(guī)律，并結(jié)合已有勘探孔抽水試驗(yàn)資料，將研究區(qū)巖溶地下水劃分為四個(gè)富水區(qū)(表2)。

1.4 水化學(xué)特征和水質(zhì)

區(qū)內(nèi)巖溶水水化學(xué)特征，陰離子以HCO3－為主，陽(yáng)離子以 Ca2+、Mg2+、Na+為主，水化學(xué)類型為 HCO3—Ca·Mg·Na型水。區(qū)內(nèi)地表水與巖溶水水化學(xué)類型基本一致，且離子含量均小于巖溶水，這些特征從側(cè)面證明了區(qū)內(nèi)巖溶水接受河水補(bǔ)給，由于徑流過(guò)程中溶蝕作用以及覆蓋層地下水下滲進(jìn)入到巖溶水體攜帶大量易溶鹽組分，使得巖溶水易溶鹽組分含量高于地表水。區(qū)內(nèi)巖溶水礦化度為0.514 g/l，一般化學(xué)指標(biāo)和毒理學(xué)指標(biāo)均符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749—2006)，為優(yōu)良的生活飲用水。

2 巖溶地下水資源量及潛力分析

2.1 巖溶地下水資源量

研究區(qū)為非獨(dú)立的巖溶水文地質(zhì)單元，無(wú)法精確計(jì)算研究區(qū)內(nèi)的水資源量。綜合分析區(qū)內(nèi)水資源的補(bǔ)、徑、排關(guān)系，由于排泄量評(píng)價(jià)缺乏必要的資料，本次只對(duì)補(bǔ)給量計(jì)算，并以此來(lái)評(píng)價(jià)天然資源。研究區(qū)巖溶水有河流和水庫(kù)滲漏以及側(cè)向徑流三種補(bǔ)給方式，側(cè)向徑流量由于缺少必要的參數(shù)無(wú)法計(jì)算，因此，研究區(qū)補(bǔ)給量?jī)H計(jì)算河流和水庫(kù)滲漏補(bǔ)給量。

表2 研究區(qū)巖溶水富水性分區(qū)表

2.1.1 河流線狀補(bǔ)給資源量

根據(jù)實(shí)地調(diào)查的測(cè)流結(jié)果，得出研究區(qū)地表河流的水資源漏失系數(shù)，通過(guò)數(shù)字地形圖分別量出區(qū)內(nèi)漆水河、漠西河的長(zhǎng)度，計(jì)算研究區(qū)內(nèi)河流線狀入滲年補(bǔ)給資源量為592.02×104m3(表3)。

表3 河水滲漏量計(jì)算成果表

2.1.2 水庫(kù)點(diǎn)狀補(bǔ)給資源量

羊毛灣水庫(kù)自1969年建庫(kù)后，多年一直發(fā)生滲漏。據(jù)資料反映，其多年平均滲漏量約為2 005.2×104m3。

綜上分析認(rèn)為，儀井鎮(zhèn)勘查區(qū)的天然資源量約為2 597.22 ×104m3/a，水資源較為豐富。

2.2 巖溶地下水開(kāi)發(fā)利用潛力

根據(jù)前人勘查成果可知，龍巖寺泉域天然資源量為7 493.45 ×104m3/a(20.53 104m3/d)，現(xiàn)狀有集中開(kāi)采地 3處，開(kāi)采井40多眼，泉域內(nèi)巖溶地下水的年開(kāi)采量約為415.09×104m3，約占總資源量的5.77%。因此，泉域內(nèi)巖溶地下水的開(kāi)發(fā)潛力較大;儀井鎮(zhèn)研究區(qū)位于龍巖寺泉域中部徑流區(qū)，粗略估算勘查區(qū)天然資源量約為2 597.22×104m3/a，現(xiàn)狀幾乎未開(kāi)采，故區(qū)內(nèi)巖溶地下水開(kāi)發(fā)潛力巨大。

3 結(jié)語(yǔ)

永壽縣儀井鎮(zhèn)位于渭北黃土丘陵區(qū)，地形切割強(qiáng)烈，水資源短缺。區(qū)內(nèi)巖溶水含水介質(zhì)主要由裂隙和經(jīng)巖溶化作用改造后的溶蝕裂隙組成，屬典型的巖溶裂隙含水介質(zhì);補(bǔ)給來(lái)源呈多元化特征，主要有河流線狀補(bǔ)給、水庫(kù)點(diǎn)狀補(bǔ)給和側(cè)向徑流入滲補(bǔ)給。巖溶地下水總體由西北向南徑流，無(wú)地下水排泄點(diǎn)，開(kāi)采甚微，均以地下徑流的形式排泄出區(qū)外。區(qū)內(nèi)巖溶地下水資源按照補(bǔ)給量來(lái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其中河流線狀入滲補(bǔ)給資源量為592.02×104m3/a，水庫(kù)點(diǎn)狀平均滲漏量約為2 005.2×104m3/a，故儀井鎮(zhèn)地區(qū)巖溶水的天然資源量約為2 597.22×104m3/a，水資源較為豐富;儀井鎮(zhèn)研究區(qū)位于龍巖寺泉域中部徑流區(qū)，現(xiàn)狀幾乎未開(kāi)采，區(qū)內(nèi)巖溶地下水開(kāi)發(fā)潛力巨大。

［1］陜西省地質(zhì)調(diào)查院.陜西渭北中部巖溶地下水勘查報(bào)告［R］.2002:62－85.

［2］侯光才，張茂省.鄂爾多斯盆地地下水勘查研究［M］.北京:地質(zhì)出版社.2008:75－94.

［3］王曉紅，劉文臣，沈媛媛，等.北京西山巖溶水應(yīng)急水源地水文地質(zhì)特征及開(kāi)采潛力分析［J］.中國(guó)巖溶.2011.30(2):216－221.

［4］趙廣利，趙正明.渭北中部巖溶水賦存規(guī)律及開(kāi)發(fā)潛力研究［C］.煤田地質(zhì)與可持續(xù)發(fā)展研究論文集.2003:78－82.

［5］張大純，張人權(quán)，史毅虹，等.水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)［M］.北京:地質(zhì)出版社.1995:70－88.

［6］劉啟仁，張鳳岐，秦毅蘇，等.中國(guó)北方巖溶水資源的形成、分布與合理開(kāi)發(fā)利用［J］.水文地質(zhì)工程地質(zhì).1992.(4):41－44.

［7］第一機(jī)械工業(yè)部勘測(cè)公司，第二機(jī)械工業(yè)部第四設(shè)計(jì)研究院勘察大隊(duì)，第二機(jī)械工業(yè)部地質(zhì)四隊(duì)等.供水水文地質(zhì)手冊(cè)(第三冊(cè))［M］.北京:地質(zhì)出版社.1990:37－145.

［8］時(shí)堅(jiān)，梁永平，王晶.渭北西部黃土塬隱伏巖溶區(qū)地下水資源評(píng)價(jià)及其開(kāi)發(fā)利用研究［J］.中國(guó)巖溶.2002(1).

［9］陶書華.渭北巖溶水的化學(xué)特征及其地質(zhì)背景［J］.陜西地質(zhì).1999(1).

［10］趙廣利.渭北中部奧陶系巖溶水資源合理開(kāi)發(fā)和利用探討［J］.中國(guó)煤田地質(zhì).2003(5).