某輸水工程對(duì)地下水環(huán)境的影響分析

吳 超

（新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 烏魯木齊市 830091）

1 工程概況

E河水量豐富，但目前開(kāi)發(fā)利用程度較低，該河調(diào)水工程是一項(xiàng)在保證某河流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境用水的條件下，以已建的某水利樞紐為水源工程，通過(guò)修建長(zhǎng)距離輸水隧洞及管線，將E河河水引調(diào)至該省中部及東部礦區(qū)的跨流域、長(zhǎng)距離調(diào)水工程，從而滿足各礦區(qū)煤炭開(kāi)采及煤電、煤化工及新型工業(yè)化發(fā)展的需水要求。本文通過(guò)收集該項(xiàng)目各階段的地質(zhì)勘察資料，分析該工程建設(shè)期及建成運(yùn)行期對(duì)地下水環(huán)境是否會(huì)產(chǎn)生影響。

由于本工程為跨流域跨區(qū)域調(diào)水工程，線路較長(zhǎng)，范圍較廣，地質(zhì)單元及所處的地下水環(huán)境復(fù)雜多樣，所以本文選取該工程其中一個(gè)單元段（樁號(hào)0+000～80+000）的地質(zhì)資料進(jìn)行詳細(xì)分析論述。

2 輸水線路水文地質(zhì)條件

該工程0+000～80+000段輸水線路以深埋隧洞的形式穿越低山區(qū)、剝蝕丘陵區(qū)，深度一般在地下（90～320）m之間，洞身段多處于新鮮基巖當(dāng)中，巖體較完整。沿線地表以剝蝕丘陵地貌為主，地形相對(duì)平坦開(kāi)闊，起伏較小，地面高程一般在（760～940）m之間。沿線地層從水平、垂向上主要以基巖為主，地表以下覆蓋層較薄，一般小于1 m，巖性多為第四系洪坡積碎石土，下部巖性以古生代石炭系、泥盆系凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖以及華力西期侵入花崗巖為主，屬堅(jiān)硬巖，僅在67+479～78+936段表層發(fā)育有新近系砂質(zhì)泥巖及砂礫巖，厚約（25～80）m。基巖強(qiáng)風(fēng)化層一般在4 m左右，弱風(fēng)化層約為12 m。該段洞線共發(fā)育有33條斷裂，其中E河斷裂為區(qū)域性斷裂，從樁號(hào)1+200處垂直穿過(guò)，斷層破碎帶以碎裂巖夾糜棱巖和透鏡體巖塊為主。根據(jù)工程地質(zhì)勘探孔試驗(yàn)，各斷裂附近地下水富水性均較弱，說(shuō)明沿線各斷裂對(duì)地下水的控制性作用較弱。此外，根據(jù)工程地質(zhì)勘察及水文地質(zhì)走訪調(diào)查，工程區(qū)兩側(cè)5 km范圍內(nèi)僅有四處泉水沿?cái)嗔褬?gòu)造零星出露，流量約（0.03～1.0）L/s，地下水資源量的匱乏。

工程區(qū)沿線地下水類型主要為基巖裂隙水，含水層一般為古生代石炭系凝灰?guī)r、泥盆系凝灰質(zhì)砂巖、凝灰?guī)r和局部華力西期花崗巖、花崗巖和閃長(zhǎng)巖。

根據(jù)工程地質(zhì)勘察成果資料（見(jiàn)表1、表2），本段共有勘探孔36個(gè)，孔內(nèi)水位埋深一般在（6.4～41.4）m不等，其中8個(gè)孔進(jìn)行了洞身段附近壓水試驗(yàn)，巖體透水率一般在（0.1～0.9）Lu之間，局部透水率4.07 Lu，屬微～弱透水性。17個(gè)孔進(jìn)行了抽（掏）水試驗(yàn)工作，每個(gè)抽水試驗(yàn)孔分別在40 m以上及40 m以下分兩段進(jìn)行抽水試驗(yàn)，測(cè)得單位涌水量在40 m以上為（6.7×10-5～5.3×10-2）L/s·m，40 m 以下為（8.3×10-5～3.3×10-2）L/s·m，富水性較弱，巖體滲透系數(shù)一般在（6.0×10-8～2.4×10-5）cm/s， 屬微～極微透水層。 另外，輸水洞線鉆孔洞身段50 m范圍內(nèi)巖芯獲得率平均為74.1%，由此可見(jiàn)，隧洞通過(guò)區(qū)域巖體較完整，裂隙構(gòu)造不發(fā)育。說(shuō)明巖體的透水能力和儲(chǔ)水能力都較弱，所以地下水在巖體中儲(chǔ)存和運(yùn)移能力都較差。

所以，區(qū)域內(nèi)基巖裂隙水按富水性可劃分為弱富水性，主要分布在巖體的構(gòu)造裂隙中。

區(qū)內(nèi)地下水補(bǔ)給主要為低山丘陵區(qū)的大氣降水和雪融水垂直入滲補(bǔ)給基巖裂隙水，此外還有少量泉水向下游徑流過(guò)程中再次回滲補(bǔ)給基巖裂隙水。徑流條件主要為基巖裂隙水沿大的斷裂構(gòu)造和構(gòu)造裂隙向高程低的方向徑流，徑流方向具多向性，但總體徑流方向?yàn)橛斜睎|向南西方向徑流，徑流速度較為緩慢。地下水排泄形式主要以泉水溢出、側(cè)向徑流的方式進(jìn)行排泄。區(qū)內(nèi)地下水年內(nèi)動(dòng)態(tài)特征為每年4～5月地表融雪季節(jié)和7～10月份暴雨洪流入滲補(bǔ)給，徑流量大，側(cè)向徑流補(bǔ)給強(qiáng)，高水位期出現(xiàn)在該時(shí)段。12月份和次年1～4月份地表水入滲補(bǔ)給減少，側(cè)向徑流減弱，使得低水位期出現(xiàn)在該時(shí)段。地下水位變幅一般小于6 m。由于工程區(qū)目前人類活動(dòng)較少，地下水人工開(kāi)采量很少，地下水動(dòng)態(tài)埋深多年變化處于平衡狀態(tài)。因此工程區(qū)年際地下水位基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。地下水年際變化處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。

表1 鉆孔隧洞段勘探試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總表

表2 鉆孔隧洞段勘探試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總表

3 輸水工程對(duì)地下水環(huán)境影響分析

（1）工程建設(shè)期。本工程沿線輸水線路多以深埋隧洞的形式穿越中低山丘陵區(qū)，遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村，工程區(qū)范圍內(nèi)基本以荒漠戈壁為主，無(wú)論是地表水還是地下水資源均較匱乏。地下水類型主要為基巖裂隙水，富水性較弱。工程施工期計(jì)劃選取某水庫(kù)、W河、作為施工期用水的水源地。其中某水庫(kù)位于E河上，是本工程的起點(diǎn)，W河是本工程唯一穿越的一條常年性的河流。這兩處水源地可開(kāi)采量均很大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足施工用水量，所以不會(huì)對(duì)周邊的地下水環(huán)境產(chǎn)生大的影響。隧洞施工期間，是通過(guò)大型TBM盾構(gòu)機(jī)在地下進(jìn)行鉆進(jìn)，并利用少量的斜支洞來(lái)除渣的方法進(jìn)行施工，對(duì)地表環(huán)境基本不會(huì)產(chǎn)生影響，對(duì)于地下基巖區(qū)來(lái)說(shuō)，由于隧洞多處于新鮮巖體當(dāng)中，巖體較完整，巖質(zhì)類型多為堅(jiān)硬巖，所以對(duì)其基巖結(jié)構(gòu)內(nèi)部的擾動(dòng)破壞也不大，所以無(wú)論對(duì)地表潛水還是基巖裂隙水的賦存分布及補(bǔ)、徑、排的關(guān)系都不會(huì)產(chǎn)生破壞。所以，工程建設(shè)期對(duì)區(qū)內(nèi)的地下水環(huán)境影響較小。

（2）建成運(yùn)行期。由于隧洞深埋于地下，處于新鮮巖體之中，所以和上部強(qiáng)弱風(fēng)化帶內(nèi)的地下水水力聯(lián)系較弱，區(qū)內(nèi)地下水富水性較弱，大部區(qū)域結(jié)構(gòu)裂隙不發(fā)育，所以區(qū)內(nèi)地下水的橫向水力聯(lián)系也不大。沿線大的斷裂構(gòu)造對(duì)地下水均沒(méi)有起到?jīng)Q定性的控制作用，甚至個(gè)別斷裂構(gòu)造內(nèi)基本沒(méi)有地下水賦存。另外，施工期會(huì)對(duì)隧洞內(nèi)構(gòu)造裂隙較發(fā)育的區(qū)域進(jìn)行噴錨支護(hù)，相當(dāng)于人工添加了一個(gè)隔水層，所以進(jìn)一步削弱了和地下水橫向和垂向的水力聯(lián)系。因此，工程建成運(yùn)行后，對(duì)工程區(qū)沿線的地下水環(huán)境影響也較小。

4 結(jié) 論

該輸水工程沿線地下水類型主要為基巖裂隙水，分布在巖體的構(gòu)造裂隙中，為弱富水性，隧洞通過(guò)巖體較完整，裂隙構(gòu)造不發(fā)育，地下水在巖體中儲(chǔ)存和運(yùn)移能力較弱。工程在建設(shè)期和建成運(yùn)行期對(duì)周邊地下水環(huán)境影響均較小。