高忠詠,高 源
(1.青海省水工環(huán)調(diào)查院,青海 西寧 810008;2.青海省水文地質(zhì)及地?zé)岬刭|(zhì)重點實驗室,青海 西寧 810008;3.四川省華地建設(shè)工程有限責(zé)任公司,四川 成都 610000;4.四川省地礦局成都水文地質(zhì)工程地質(zhì)中心,四川 成都 610000)
通過資料收集和野外數(shù)據(jù)采集后,通過采用單井和開采性抽水試驗確定水文地質(zhì)和水文參數(shù);采用補給量總和法、排泄量總和法及斷面徑流量確定格爾木沖洪積扇潛水天然補給量;采用開采性抽水試驗法和數(shù)值法評價允許開采量,同時對研究區(qū)的地下水資源的質(zhì)量進行綜合評價[1-3]。最后,進行礦區(qū)地下水開發(fā)利用對下游綠洲帶影響的預(yù)測評價,該礦區(qū)的地下生態(tài)情況提出合理的建議,為資源綜合利用及可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。
勘探礦區(qū)位于青海省格爾木河西岸、飛機場東側(cè),青鉀西水源地以北150m處,面積11.8km2。勘探區(qū)內(nèi)有便道與青新公路相連,可通行重型卡車,交通便利。
區(qū)內(nèi)多年平均氣溫4.77℃;相對濕度32.7%,平均氣壓724.9mb,平均風(fēng)速3.2m/s,最大凍結(jié)深度0.88m。多年平均降水量41.75mm,平均蒸發(fā)量2545.12mm,干燥的氣候特征決定了本區(qū)降水對礦區(qū)地下水的補給意義不大。
格爾木河是柴達木盆地的第二大河,位于盆地南緣中部。格爾木河屬地下水補給型,徑流基本穩(wěn)定,年際變化較小。格爾木河進入戈壁礫石平原后,河水大量滲入,在扇的前緣,由于地形變緩,巖石顆粒變細,促使地下水壅高溢出,形成諸如格爾木東河、格爾木西河、紅旗河、金水河、巴水河、清水河等泉集河。
勘探區(qū)位于柴達木盆地南緣昆侖山前,為沖洪積平原區(qū),地形南高北低,昆侖山橫亙聳峙尤如屏障,察爾汗低陷似若鍋底,二者反差十分強烈。
海拔高度5720m~2710m,相對高差達3000m,區(qū)域水文地質(zhì)概念模型如圖1所示:
圖1 礦區(qū)水文地質(zhì)概念模型圖
格爾木沖洪積扇是昆侖山前平原中發(fā)育規(guī)模較大、形態(tài)完整、結(jié)構(gòu)清楚、景觀迥異的典型洪積扇。
水源地處于沖洪積扇中部靠前的軸線部位,地面高程2845m左右,坡降9%,非常平坦,表面砂礫裸露沒有植被,除青鉀水源地、南側(cè)市二期水源地、東側(cè)人工防洪堤及人工河道和西側(cè)飛機場建筑物有人為活動痕跡外,自然破壞較少,微地形起伏變化不大。洪積平原以北為細土平原。地貌上依次可分為2800m~3065m的中山,2950m~3000m丘陵,2800m~2900m的戈壁平原、2770m~2800m的細土平原,具有清晰的層狀和環(huán)帶狀結(jié)構(gòu),嚴(yán)格控制了地下水多次轉(zhuǎn)化的水文地質(zhì)規(guī)律。
該礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造自元古代以來,經(jīng)歷了多次強烈而復(fù)雜構(gòu)造運動,形成了不同方向、不同規(guī)模、不同性質(zhì)和不同時期的構(gòu)造形跡。
東西向和北西西向壓性、壓扭性構(gòu)造形跡為區(qū)域骨架構(gòu)造,張性、扭性斷裂居從屬地位。本區(qū)是“昆侖東西復(fù)雜構(gòu)造帶”的一個組成部分,北部為柴達木盆地低凹帶,南部為東昆侖(布爾漢布達山)隆起帶,兩者平行展布,似具成生聯(lián)系。據(jù)鉆孔資料,新生界(Q—N)的厚度大于1000m,越向盆地中心厚度越大,到盆地中心第四系沉積厚度達5000余米。
在格爾木河水流大系統(tǒng)范圍內(nèi),可明顯分為兩大地質(zhì)單元,即前第四紀(jì)巖層含巖漿巖組成的基巖山區(qū)(即南部的布爾漢布達山)和山前沖洪積平原,前者屬昆侖緯向隆起構(gòu)造帶,由前第四紀(jì)地層構(gòu)成,在長期的地質(zhì)構(gòu)造作用下礦層巖性均發(fā)生了不同程度的變質(zhì)作用,在南北向地質(zhì)應(yīng)力作用下發(fā)生了一系列的大規(guī)模東西向壓性和壓扭斷裂,伴隨南北向張性斷裂,從而制約了山區(qū)水系發(fā)育與走向,也為山前第四紀(jì)堆積帶來了巨大的物質(zhì)來源。
在新構(gòu)造作用下,柴達木盆地持續(xù)下降,格爾木沖洪積扇堆積了巨厚的松散碎屑物,為礦區(qū)地下水資源的賦集、儲存帶來了巨大的空間。
本次勘探工作精度達到規(guī)范要求,礦區(qū)生態(tài)環(huán)境中資源評價計算采用了多種方法,依據(jù)充分,結(jié)果可靠,13.9×104m3/d礦區(qū)地下水允許開采量達到B級精度,可作為礦區(qū)地下資源開采設(shè)計依據(jù)。
格爾木沖洪積扇潛水含水層,為上界面開放極易遭受污染的結(jié)構(gòu),建議在生態(tài)區(qū)域周圍設(shè)立一級保護區(qū),礦區(qū)地下水資源兩側(cè),設(shè)立二級保護區(qū),以確保生態(tài)環(huán)境不受污染。利用本次探采結(jié)合井及部分觀測孔作為水源地長期動態(tài)觀測孔,監(jiān)測水位、水質(zhì)變化,積累水質(zhì)、水量、水位資料,以指導(dǎo)水源地的運行管理,維護水源地的正常運行。