平安縣洪水泉鄉(xiāng)地下水分布規(guī)律及水文特征研究

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(陜西省地礦九○八環(huán)境地質(zhì)有限公司，陜西 臨潼 710600)

洪水泉回族鄉(xiāng)位于平安縣境西部洪水泉山梁，屬黃土丘陵中低山區(qū)，北鄰小峽鎮(zhèn)、南靠石灰窯鄉(xiāng)，東接三合鎮(zhèn)，西于湟中縣田家寨鎮(zhèn)接壤。洪水泉鄉(xiāng)多年來(lái)春旱或春夏旱交替出現(xiàn)，一般旱年二個(gè)多月不下雨，大旱之年三、四個(gè)月不下雨，大部分地區(qū)人畜飲水水源干枯，嚴(yán)重時(shí)甚至恢復(fù)到人挑畜馱，至平安取水，影響播種及收成，一般旱年減產(chǎn)1-2成，大旱年甚至減產(chǎn)達(dá)5-8成，可以說(shuō)沒有灌溉就幾乎沒有收成，處于靠天吃飯。

目前，全鄉(xiāng)用水均來(lái)自于石灰窯鄉(xiāng)響河峽地表水，該水源現(xiàn)供水量約2 000 m3/d，該水源除了向平安縣洪水泉回族鄉(xiāng)供水外，還向石灰窯鄉(xiāng)，小峽鎮(zhèn)北草溝村、紅崖村和西上莊村以及湟中縣大、小卡陽(yáng)和馬場(chǎng)溝進(jìn)行供水。分配給洪水泉鄉(xiāng)的供水量不足400 m3/d，而且冬季由于地表水結(jié)冰，供水中斷，當(dāng)?shù)卮迕裰饕蕾嚬┧陂g的一些存水生活，嚴(yán)重地影響洪水泉鄉(xiāng)人民群眾生產(chǎn)生活。

洪水泉鄉(xiāng)富硒區(qū)面積大、地層較厚、硒含量深度適中、易于開發(fā)利用等特點(diǎn)，是青藏高原一個(gè)較好的富硒區(qū)域。但是由于洪水泉鄉(xiāng)等大面積的富硒地區(qū)位于低山丘陵區(qū)(淺山區(qū))，多年來(lái)春旱或春夏旱交替出現(xiàn)，地表水資源貧乏且時(shí)空分布不均，加之水利基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，致使這些地區(qū)的富硒農(nóng)業(yè)發(fā)展缺乏必須的供水條件，嚴(yán)重影響平安縣富硒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。水資源作為生產(chǎn)生活的基本保障，開展地下水資源勘查工作對(duì)建設(shè)青海平安縣以及提高當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)水平意義重大[1-4]。

1 地下水的賦存條件及分布規(guī)律

該地區(qū)跨拉脊山北麓和平安盆地，拉脊高山區(qū)廣泛分布著寒武系泥旦山群組成的基巖山區(qū)，由于受歷次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，褶皺、斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，山體陡峭，巖石裸露，年降水量在500 mm以上。在海拔3 800 m以上的高山區(qū)，強(qiáng)烈的寒凍風(fēng)化作用使巖體表層風(fēng)化裂隙十分發(fā)育，為地下水的賦存提供了良好的空間條件，地(表)下水的存在又為凍土(巖)的發(fā)育形成提供了動(dòng)力條件，這些地帶賦存有凍結(jié)層水。

盆地內(nèi)沉積了白堊紀(jì)、古近紀(jì)巨厚的層狀碎屑巖物質(zhì)，巖性為礫巖、砂礫巖、砂巖、泥灰?guī)r、泥巖頁(yè)巖及石膏。粗碎屑組成的礫巖、砂礫巖、砂巖的孔隙當(dāng)?shù)叵滤畠?chǔ)存運(yùn)動(dòng)其間時(shí)，往往構(gòu)成良好的含水層。較細(xì)碎屑組成的泥質(zhì)巖、頁(yè)巖由于孔隙的連通性較差，不利于地下水的賦存和運(yùn)移，地下水富水性差,形成相對(duì)隔水層。因而盆地具備承壓自流水賦存所需的地質(zhì)構(gòu)造、地層、巖性方面所提供的空間條件。

區(qū)內(nèi)廣泛分布著第四系松散巖層，但對(duì)松散巖類孔隙水賦存有利的地段僅局限于盆地邊緣的山前斜坡及河谷平原地帶。這些地帶堆積有較厚的沖洪積砂礫卵石和冰磧冰水堆積含泥質(zhì)砂礫卵石等粗碎屑物質(zhì)的孔隙為地下水的賦存條件提供了良好的條件。區(qū)內(nèi)冰磧冰水堆積含泥質(zhì)砂礫卵石分布于侵蝕基準(zhǔn)面以上，厚度變化較大，儲(chǔ)水條件差，多為透水不含水，河谷區(qū)沖洪積砂礫卵石分布窄，儲(chǔ)水空間有限，地下水賦存條件較差。

2 含水巖組劃分及富水性

根據(jù)地下水賦存條件、水力特征及含水巖組水文地質(zhì)特征，將區(qū)內(nèi)地下水類型劃分為第四系松散巖類孔隙水、碎屑巖類孔隙裂隙水、碳酸巖夾碎屑巖裂隙溶隙水、基巖裂隙水、凍結(jié)層水五大類。富水性分級(jí)與區(qū)域地下水一致，凍結(jié)層水分布在3 800 m以上的山區(qū)，其余各類型水特征及富水性敘述如下：

2.1 第四系松散巖類孔隙水

2.1.1 河谷沖洪積砂礫卵石孔隙潛水

區(qū)內(nèi)沖洪積砂礫卵石層沿河谷呈條帶狀展布。上部表層為粉土，質(zhì)均疏松；下部以礫卵石為主，礫徑大小不一，磨圓度中等—較差，孔隙發(fā)育，含泥量大。溝谷上游含水層厚度較薄，至溝腦處尖滅；下游及河谷接近出山口處厚度較大。該含水層與地表水有著密切的水力聯(lián)系。

2.1.2 中山冰磧冰水堆積層潛水

中山冰磧冰水堆積層潛水分布于山前帶冰磧、冰水堆積層中，含水層巖性主要為礫石層，與下伏碎屑巖含水層間無(wú)穩(wěn)定隔水層，構(gòu)成雙層介質(zhì)的統(tǒng)一含水結(jié)構(gòu)。含水層厚度不大，泉水流量一般小于1 L/s，礦化度小于0.5 g/L，水量貧乏。

2.2 碎屑巖類孔隙裂隙水

2.2.1 古近系砂巖、砂礫巖孔隙裂隙水

分布于小南川流域的中山區(qū)古近系巖層中，含水層巖性主要為古近系礫巖、砂礫巖及砂巖等，含水層埋深一般在距地表100 m以下的地段。局部冰磧冰水堆積物覆蓋，溝谷深切，地形支離破碎，局部呈潛水，多股狀出露于溝谷，索爾加南2.2 km處H032泉流量1.142 L/s(圖1)，礦化度0.375 g/L，水化學(xué)類型為HCO3·SO4-Na·Ca。地下水通過(guò)隱伏斷層排泄出露于河谷區(qū)的砂礫卵石層中，泉主要分布于南寧溝、黑溝峽河谷區(qū)，在河谷區(qū)間隔400～600 m，多為泉群，流量0.203～0.544 L/s，水化學(xué)類型為HCO3·SO4-Ca·Mg。區(qū)內(nèi)該類地下水靠近基巖山區(qū)，近補(bǔ)給源，徑流途徑短，水質(zhì)好，泉水流量穩(wěn)定，是人畜飲水較好的水源。

2.2.2 白堊系砂巖、砂礫巖裂隙孔隙水

分布于祁家川上游地區(qū)，含水層巖性主要為白堊系的砂礫巖、粗砂巖及細(xì)砂巖等，含水層埋深一般在距地表100 m以下的地段，上部隔水層均為泥巖，含水層厚100～200 m，分布比較穩(wěn)，可見構(gòu)造上升泉。該類型水富水性主要決定于補(bǔ)給源及距基巖山區(qū)遠(yuǎn)近，離山近，構(gòu)造裂隙發(fā)育，補(bǔ)給源充沛地帶，部分地段單井涌水量可達(dá)1 000 m3/d，而離山遠(yuǎn)，構(gòu)造裂隙不發(fā)育，含水層本身結(jié)構(gòu)致密，透水性較差，其富水性一般較貧乏。

圖1 H032泉水文地質(zhì)剖面圖

2.3 碳酸巖夾碎屑巖裂隙溶隙水

碳酸巖夾碎屑巖裂隙溶隙水地下水僅在勘查區(qū)黑溝峽以西的拉北斷裂兩側(cè)地區(qū)，含水層主要由上元古界中巖組白云質(zhì)灰?guī)r夾碎屑巖層構(gòu)成，這些地區(qū)由于地下水及構(gòu)造作用的影響，巖溶不發(fā)育，水量較貧乏。

2.4 基巖裂隙水

2.4.1 層狀巖類裂隙水

層狀巖類裂隙水分布于拉脊山基巖區(qū)，含水層巖性主要為寒武系及以前各類變安山巖、千枚巖、板巖、石英巖及各類片巖等。其富水性與補(bǔ)給條件和裂隙發(fā)育程度有著密切的聯(lián)系?？辈閰^(qū)內(nèi)單泉流量0.155～0.349 L/s，西寧幅34號(hào)鉆孔資料，鉆孔地下水具承壓性，水頭為+20.30 m，降深19.70 m，涌水量15.03 m3/d，水量貧乏。泉水礦化度0.346～0.385 g/L，水化學(xué)類型為HCO3·SO4—Ca，鉆孔地下水礦化度0.563 g/L，水化學(xué)類型為HCO3·SO4-Mg·Ca。

2.4.2 斷裂帶脈狀裂隙水

斷裂帶脈狀裂隙水主要分布于拉雞山壓性、壓扭性斷裂兩側(cè)破碎帶內(nèi)，破碎帶一般寬500～1 000 m。斷層結(jié)構(gòu)面處多形成斷層泥、斷層角礫巖及片理化、糜棱巖化物質(zhì)，擠壓緊密，透水性較差，加之北側(cè)紅色碎屑巖層的隔水作用，來(lái)自山區(qū)的徑流受阻于斷裂破碎帶內(nèi)，形成了以脈狀分布的蓄水構(gòu)造。該類地下水水質(zhì)好，泉水水量穩(wěn)定，是人畜飲水較好的水源。

3 地下水補(bǔ)給、徑流與排泄條件

區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)徑排條件，除受地形、地貌和水文、氣象條件影響外，還與地層厚度、巖性及裂隙發(fā)育程度有關(guān)?；鶐r裂隙水，主要接受大氣降水和季節(jié)性冰雪融水補(bǔ)給。大氣降水及冰雪融水滲入后轉(zhuǎn)化為地下水賦存運(yùn)移于基巖風(fēng)化、構(gòu)造裂隙中。地層巖性、構(gòu)造斷裂及水文網(wǎng)的強(qiáng)烈切割，以及裂隙啟開程度的差異，致使地下水先沿裂隙走向運(yùn)移，遇到橫向裂隙或斷裂的阻截后，則匯聚于張扭性斷裂帶中，然后順山勢(shì)在低洼處以泉的形式排泄于溝谷或側(cè)向補(bǔ)給其它含水層。

古近系、白堊系地下水主要接受大氣降水垂直入滲補(bǔ)給及基巖山區(qū)裂隙水側(cè)向補(bǔ)給。地下水賦存于封閉、半封閉的構(gòu)造中緩慢運(yùn)移，大部分向平安盆地中心徑流，部分通過(guò)斷層帶呈隱蔽式補(bǔ)給河谷上層潛水或以泉的形式直接排泄于地表，如南寧溝、黑溝峽、索爾加溝內(nèi)的泉水。

河谷沖洪積層孔隙潛水主要接受上游河流入滲補(bǔ)給、大氣降水直接入滲補(bǔ)給；地下水多順溝谷向下游徑流運(yùn)動(dòng)，徑流速度取決于第四系礫卵石層透水性，基底起伏及溝谷的寬窄變化；排泄條件各處差異性較大，運(yùn)移過(guò)程中，少部分補(bǔ)給下伏含水層，多數(shù)以泉的形式排泄于地表或以潛流形式直接補(bǔ)給河水。

4 地下水水化學(xué)特征

4.1 第四系松散巖類孔隙水

河谷沖積層潛水水力坡度大，徑流速度快，基本保持了河水的水化學(xué)特性，水化學(xué)陰離子以HCO3-為主，陽(yáng)離子以Ca2+為主，礦化度448.85 mg/L，總硬度410.33 mg/L，pH值7.47，水化學(xué)類型為HCO3—Ca·Na。

4.2 碎屑巖類孔隙裂隙水

碎屑巖類孔隙裂隙水在區(qū)內(nèi)徑流途徑短，溶濾時(shí)間較短，水化學(xué)陰離子以HCO3-、SO42-為主，陽(yáng)離子以Ca2+為主，地下水礦化度375.66～441.29 mg/L，總硬度187.65～325.26 mg/L，pH值7.83～7.96，水化學(xué)類型為HCO3·SO4—Na·Ca。

4.3 碳酸巖夾碎屑巖裂隙溶隙水

碳酸巖夾碎屑巖裂隙溶隙水巖溶不發(fā)育，水化學(xué)陰離子以HCO3-為主，陽(yáng)離子以Ca2+為主，泉水礦化度667.61 mg/L，總硬度462.87 mg/L，Ca2+含量125.25 mg/L，HCO3-含量307.54 mg/L，游離CO2為26.40 mg/L，pH值7.53，水化學(xué)類型為HCO3·SO4—Ca·Mg。

4.4 基巖裂隙水

4.4.1 層狀巖類裂隙水

層狀巖類裂隙水據(jù)鉆孔資料，水化學(xué)陰離子以HCO3-、SO42-為主，陽(yáng)離子以Mg2+、Ca2+為主，地下水礦化度563.00 mg/L，水化學(xué)類型為HCO3·SO4—Mg·Ca。本次調(diào)查泉水資料，化學(xué)陰離子以HCO3-、SO42-為主，陽(yáng)離子以Ca2+為主，礦化度345.55～384.73 mg/L，總硬度225.18～250.20 mg/L，pH值7.26～7.86，水化學(xué)類型為HCO3·SO4—Ca。

4.4.2 斷裂帶脈狀裂隙水

斷裂帶脈狀裂隙水泉水水化學(xué)陰離子以HCO3-為主，陽(yáng)離子以Ca2+為主，水化學(xué)類型為HCO3·SO4—Ca·Mg、HCO3·SO4—Na·Ca，礦化度279.32～356.21 mg/L，總硬度137.61～250.20 mg/L，pH值7.79～8.41。

5 地下水保護(hù)對(duì)策建議

(1)該區(qū)的河流出山口附近河谷區(qū)礫石含水層2～5 m，河流水量一般較大，較穩(wěn)定，縱向坡度適中，山區(qū)為地表水、地下水的補(bǔ)給區(qū)，水質(zhì)好，污染少，低山丘陵區(qū)人畜飲水集中供水水源可考慮在溝道出山口附近采用大口井廊道取水工程來(lái)解決。

(2)根據(jù)區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件，離基巖山區(qū)近的村莊可以采用引泉方式解決供水，遠(yuǎn)離基巖山區(qū)的低山丘陵村莊人畜飲水集中供水水源可采用大口井廊道取水工程來(lái)解決。大口井廊道取水工程，主要靠襲奪河水的入滲補(bǔ)給。根據(jù)各溝水文地質(zhì)條件，適合布置大口井廊道取水工程的河溝有南寧溝、黑溝峽、水牙子峽。

(3)大口井廊道取水工程主要靠襲奪河水的入滲補(bǔ)給，易遭受污染，取水工程應(yīng)建立水源保護(hù)帶；使用時(shí)建立運(yùn)行檔案，填寫運(yùn)行記錄以備檢查工程水量、水位變化及維護(hù)；水源井若暫不使用或間隔使用，停用期間隔半月抽水一次。