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摘要:惠州市位于廣東省東南部,屬珠江三角洲東北、東江中下游地區(qū),屬于我國人口較為稠密地區(qū),在國家提倡人與自然和諧發(fā)展的前提下,文章通過對(duì)廣東省惠州市水工環(huán)地質(zhì)特征進(jìn)行分析,總結(jié)歸納該地區(qū)水工環(huán)特征,希望對(duì)該地區(qū)今后生態(tài)維護(hù)及保護(hù)等方面提供依據(jù),真正達(dá)到人與自然和諧發(fā)展的主題。
關(guān)鍵詞:惠州市;水工環(huán);地質(zhì)特征
1.研究區(qū)背景
惠州市位于廣東省東南部,屬珠江三角洲東北、東江中下游地區(qū)。市境東西相距152km,南北相距128km。東接汕尾,南臨南海,并與深圳相連,西南接?xùn)|莞,西交廣州,北與韶關(guān)、西北與河源為鄰。與周圍6市政區(qū)界線長(zhǎng)846.49km。惠州已形成由深水港、鐵路、高速公路、機(jī)場(chǎng)相互配套的現(xiàn)代化立體交通網(wǎng)絡(luò)?;葜莞蹫閲乙患?jí)口岸,水路距香港僅47海里,可供建港的深水岸線30多公里,年吞吐量可達(dá)1.2億噸,現(xiàn)已建成2座萬噸級(jí)通用碼頭和4座3.5萬噸級(jí)的原油油氣碼頭,形成年吞吐量1500萬噸的規(guī)模。京九鐵路與廣梅汕鐵路在惠州交匯,惠澳鐵路與京九、廣梅汕鐵路接軌,形成鐵路連接港口的大陸橋格局?;蓰}、深汕與廣惠、惠河4條高速公路貫穿全境,全市境內(nèi)公路通車?yán)锍炭傞L(zhǎng)13476km,交通便利。
2.研究區(qū)水文地質(zhì)特征
地下水的富集與地形地貌、降雨、植被、地層巖性、構(gòu)造等諸多因素相關(guān)?;葜菔兄饕灾械蜕降孛矠橹鳎瑲夂驕睾蜐駶?、雨量充沛,植被發(fā)育,地層、侵入巖發(fā)育,褶皺強(qiáng)烈、斷裂發(fā)育,為地下水的賦存提供了有利條件。
2.1地下水類型及含水巖劃分
根據(jù)《水文地質(zhì)調(diào)查技術(shù)要求(1∶50000)》(DD 2019-03)的規(guī)定,結(jié)合惠州市地下水賦存介質(zhì)的差異,將惠州市地下水類型劃分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水、碳酸鹽巖類裂隙溶洞水及構(gòu)造裂隙水。其中,基巖裂隙水根據(jù)其成因類型的差別,再細(xì)分為紅層裂隙水、層狀基巖裂隙水和塊狀基巖裂隙水。
2.2含水巖層水文地質(zhì)特征
(1)富水性劃分依據(jù)
地下水富水性按《水文地質(zhì)調(diào)查圖件編制規(guī)范第一部分:水文地質(zhì)圖(1∶50000)》(DD 2019-04)中的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分,松散巖類孔隙水及覆蓋型基巖裂隙水按單孔涌水量進(jìn)行劃分,裸露型基巖區(qū)以地下水徑流模數(shù)和泉流量作為富水性劃分標(biāo)準(zhǔn)。
(2)含水巖的富水程度及水化學(xué)類型
①松散巖類孔隙水。水量豐富區(qū):分布于長(zhǎng)演—舊屋、仍圖、何屋—中寮、塘田、官田—朱莊古河道或河漫灘,含水層厚度5.80m~22.68m,巖性為粘土質(zhì)砂礫石、砂卵石、砂,呈窄條狀沿河谷展布。單井涌水量1019.5m3/d~1220.0m3/d。
水量中等區(qū):分布于龍門河、西枝江、東江、惠東諸小河沿岸一級(jí)階地或超漫灘地段,含水層厚度3.6m~11.98m,巖性為砂、砂礫石、泥質(zhì)砂卵礫石。在主干河谷厚度較大,下粗上細(xì),中間存在連續(xù)黏土層,地下水具承壓。單井涌水量127.6m3/d~974.9m3/d。
水量貧乏區(qū):分布于下塘、大鄧、柏塘、觀音閣等地,多為東江和增江的支流地段和惠東河流上游地段。厚度4.12m~8.26m,巖性為細(xì)砂、黏土質(zhì)砂礫石、含泥質(zhì)砂卵石。含水層分布范圍窄,含水層薄,粒度分選不佳。單井涌水量17.4m3/d~ 93.3m3/d。水化學(xué)類型為HCO3-Ca或HCO3·Cl-Ca·Na,受污染地段為SO4·HCO3-Na·Ca型,礦化度0.063g/L~0.585g/L。
②基巖裂隙水。紅層裂隙水:水量貧乏區(qū)分布于觀音閣鎮(zhèn)新彭村—秀埔和龍華鎮(zhèn)賴水口—樟潭、麻陂,巖性為礫巖、砂礫巖、礫質(zhì)粗砂巖,泉流量0.022L/s~0.091L/s,枯季地下水徑流模數(shù)2.738L/s·km2~4.319L/s·km2。為HCO3-Na·Ca或HCO3·Cl-Na·Ca·Mg型水,礦化度0.131g/L~0.343g/L。
層狀基巖裂隙水:水量豐富區(qū)分布于龍?zhí)镦?zhèn)劉屋和三洞、麻榨鎮(zhèn)三坑水—元墩嶺、柏塘大塘、象頭山林場(chǎng)、響水鎮(zhèn)新作塘—毛池嶺、橫河朱營洞,泉流量一般1.046g/L~2.552g/L,最大達(dá)21.954L/s,枯季地下水徑流模數(shù)2.738L/s·km2~4.319L/s·km2。為HCO3-Na·Ca或HCO3·Cl-Na·Ca·Mg型水,礦化度0.131g/L~0.343g/L。
③碳酸鹽巖類裂隙溶洞水。裸露型碳酸鹽巖類裂隙溶洞水:水量中等區(qū)分布于平陵洪屋村和寶山嶂上坪,含水巖為天子嶺組、石磴子組、黃龍組的灰?guī)r或大理巖。泉流量11.238L/s~28.300L/s,地下水徑流模數(shù)8.758L/s·km2。
2.3地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件
(1)地下水的補(bǔ)給條件
本區(qū)雨量充沛,江、河、湖、塘、庫、渠等地表水體發(fā)育,地下水的補(bǔ)給有較充足的來源?;鶐r山區(qū)斷裂密集,地表淺部巖石破碎,裂隙發(fā)育,風(fēng)化殼厚、坡度緩、植被好,有利于大氣降水的滲入補(bǔ)給。粉砂質(zhì)頁巖、頁巖、板巖和紅層透水性差,不利于降水滲入補(bǔ)給。裸露巖溶表層溶蝕裂隙發(fā)育,易于雨水滲入補(bǔ)給。
河谷平原與山間盆地第四系含水層,除接受雨水補(bǔ)給外,還接受基巖山區(qū)裂隙水的側(cè)向補(bǔ)給和灌溉補(bǔ)給?;葜菔邪舜笏岛佣窝雌诨虺┦苎蜎],在洪水期間河水高于潛水位,河水補(bǔ)給地下水。
(2)地下水的徑流條件
基巖山區(qū)一般地勢(shì)較高,水力坡度大,加上溝谷切割較深和巖石裂隙發(fā)育,地下水獲得補(bǔ)給后經(jīng)過短暫的徑流,便以泉或滲透的形式排入附近河溪?;鶐r山區(qū)裂隙水徑流排泄條件普遍較好,循環(huán)交替強(qiáng)烈,具有礦化度低和水化學(xué)類型簡(jiǎn)單的淺循環(huán)地下水特點(diǎn)。充水?dāng)嗔亚懈畈煌畮r組,地下水自地形高處獲得補(bǔ)給后,經(jīng)深循環(huán)進(jìn)入斷裂破碎帶通道,并以上升泉,熱泉形式排泄出露。
(3)地下水的排泄條件
地下水排泄主要有以下幾種形式:①滲入河流:在丘陵山區(qū)溝谷發(fā)育,有利于侵蝕基準(zhǔn)面以上基巖裂隙水滲流和泄漏成泉的方式向鄰近溝谷排泄,成為地表水和山區(qū)水庫旱季的主要補(bǔ)給來源,境內(nèi)水系也是區(qū)域內(nèi)地下水的排泄通道。②潛流排泄:山區(qū)與平原交接地帶部分基巖裂隙水常以地下潛流形式補(bǔ)給第四系孔隙承壓水。③人工開采:河網(wǎng)發(fā)育的平原區(qū)為主要城鎮(zhèn)集中地區(qū),生活、生產(chǎn)用水均以引用江河水為主,地下水開采極少。
3.研究區(qū)工程地質(zhì)特征
本次工程地質(zhì)工作區(qū)范圍為龍門縣龍城鎮(zhèn)和平陵鎮(zhèn)、博羅縣羅陽鎮(zhèn)和龍溪鎮(zhèn)、仲愷高新區(qū)、惠陽區(qū)、大亞灣區(qū)及惠城區(qū)內(nèi)除蘆洲鎮(zhèn)、橫瀝鎮(zhèn)、大嵐鎮(zhèn)、矮陂鎮(zhèn)外的區(qū)域共3401.23km2。含惠城—仲愷、惠陽—大亞灣中心城區(qū)952.24km2。
3.1巖土體工程地質(zhì)分類與特征
(1)區(qū)域工程地質(zhì)分類
①巖體工程地質(zhì)單元?jiǎng)澐?。劃分原則:惠州市震旦紀(jì)、寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)、泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)、三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)、古近紀(jì)和新近紀(jì)的地層都有分布,巖石成因復(fù)雜、類型多樣、工程性質(zhì)差別較大。巖體工程地質(zhì)單元?jiǎng)澐衷瓌t如下:a.具有統(tǒng)一地質(zhì)時(shí)代、成因類型的巖層;b.具有基本相同的巖性特征—礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、物理力學(xué)性質(zhì),對(duì)工程建設(shè)影響相近的巖體歸屬于同一工程地質(zhì)單元;c.其他影響巖體工程性質(zhì)的因素基本相似。
巖體工程地質(zhì)分層:在巖體巖性組劃分基礎(chǔ)上,按巖石類型劃分巖體工程地質(zhì)層,并根據(jù)風(fēng)化程度進(jìn)一步劃分為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化、微風(fēng)化等。
②土體工程地質(zhì)單元?jiǎng)澐?。劃分原則:a.在收集的各單位資料中,因目的不同及個(gè)人見解不同對(duì)工程地質(zhì)層劃分上存在差別性或劃分標(biāo)準(zhǔn)不一。本次結(jié)合惠州市第四紀(jì)層序地層,按具有相同,將土體劃分為8個(gè)土類:人工填土、黏性土、粉土、砂土、碎石土、淤泥類土、殘坡積土。b.依據(jù)巖土體的地質(zhì)時(shí)代劃分工程地質(zhì)層,與第四紀(jì)年代時(shí)序相對(duì)應(yīng)。c.依據(jù)沉積相、成因類型、沉積特征、巖土特性及物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)等劃分工程地質(zhì)層,亞層則主要依據(jù)土體的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的差異性進(jìn)行劃分。
3.2巖土體工程地質(zhì)分區(qū)特征
根據(jù)《工程地質(zhì)調(diào)查技術(shù)要求(1∶50000)》(DD2019-06)工程地質(zhì)分區(qū)原則,因工作區(qū)的工程地質(zhì)條件復(fù)雜多樣,本次利用地質(zhì)構(gòu)造單元進(jìn)行工程地質(zhì)條件一級(jí)分區(qū);在一級(jí)分區(qū)的基礎(chǔ)上綜合考慮工程巖組特征開展工程地質(zhì)條件二級(jí)分區(qū)評(píng)價(jià)。根據(jù)上述劃分原則對(duì)工程地質(zhì)工作區(qū)劃分為2個(gè)區(qū)、4個(gè)亞區(qū)。
(1)龍門盆地工程地質(zhì)區(qū)(Ⅰ)
面積為445.49km2,占總區(qū)域的13.10%。范圍包括龍?zhí)镦?zhèn)、平陵鎮(zhèn),中部為沖洪積地貌,下伏基巖主要為碳酸鹽巖、碎屑巖,四周為侵入巖、碎屑巖類低山、丘陵地貌。
①低山塊狀堅(jiān)硬—較硬巖工程地質(zhì)亞區(qū)(Ⅰ1)。面積為115.61km2,占該工程地質(zhì)區(qū)的25.95%。主要分布于龍?zhí)镦?zhèn)北西部、北東部,地貌類型以低山為主,標(biāo)高一般為150m~595m,相對(duì)高差一般為120m~550m,坡度10°~25°,巖性以花崗巖為主。
②低山—丘陵層狀較軟—軟碎屑巖工程地質(zhì)亞區(qū)(Ⅰ2)。面積為150.87km2,占該工程地質(zhì)區(qū)的33.87%。主要分布于北西部田尾—黃竹瀝、南西部橫田—路灘一帶、南東部三洞—隘子一帶,小范圍分布于平陵南部,地貌類型屬于低山、丘陵,標(biāo)高一般為100m~589m,相對(duì)高差一般為50m~550m,坡度10°~25°,巖性以砂巖、粉砂巖、泥巖等碎屑巖為主。
(2)羅陽—小金口隆起工程地質(zhì)區(qū)(Ⅱ)
面積為339.56km2,占總區(qū)域的9.98%。范圍包括龍溪—羅陽—小金口—汝湖—水口北部,以低山、丘陵地貌為主,主要山體為天平山、象頭山。
①低山塊狀堅(jiān)硬—較硬巖工程地質(zhì)亞區(qū)(Ⅱ1)。面積為214.00km2,占該工程地質(zhì)區(qū)的63.02%。分布于羅陽—小金北、北西、北東部的天平山、象頭山一帶。地貌類型以低山為主,局部為丘陵地貌,巖性以花崗巖、混合巖為主,局部為變質(zhì)砂巖,標(biāo)高一般為53m~871m,相對(duì)高差一般為32m~810m,坡度10°~25°。
②丘陵—?dú)埱饘訝钶^軟—軟碎屑巖工程地質(zhì)亞區(qū)(Ⅱ2)
面積為47.20km2,占該工程地質(zhì)區(qū)的13.90%。小范圍分布于角洞水庫—洋塱水庫—大嶺頭水庫一帶。地貌類型屬于丘陵、殘丘,巖性以砂巖、粉砂巖為主,標(biāo)高一般為50m~273m,相對(duì)高差一般為40m~250m,坡度10°~20°。
4.研究區(qū)環(huán)境地質(zhì)特征
4.1地表水環(huán)境特征
根據(jù)《惠州市飲用水源保護(hù)區(qū)劃調(diào)整可行性研究》,惠州市天然水化學(xué)成分以低礦化度重碳酸鹽型軟水為主,水質(zhì)優(yōu)良。全市水環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示,惠州市部分江河水庫的水質(zhì)都在Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。
(1)主要江河水質(zhì)現(xiàn)狀。據(jù)2012年東江干流惠州段、西枝江、公莊河、沙河、淡水河和增江干流龍門段6個(gè)主要江河段共21個(gè)斷面的地表水水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測(cè),結(jié)果顯示:
全市6個(gè)主要江(河)段80.9%的斷面水質(zhì)優(yōu)良(Ⅰ-Ⅲ類),81.0%的斷面水質(zhì)達(dá)到水環(huán)境功能區(qū)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。東江干流(惠州段)和增江干流(龍門段)水質(zhì)優(yōu),公莊河、沙河、西枝江水質(zhì)良好;淡水河水質(zhì)屬重度污染,主要污染指標(biāo)為氨氮、總磷和五日生化需氧量。
(2)主要湖庫水質(zhì)現(xiàn)狀。2012年,惠州西湖和全市14座主要水庫水質(zhì)優(yōu)良,均達(dá)到水環(huán)境功能區(qū)水質(zhì)要求。其中,惠州西湖水質(zhì)為Ⅲ類,水質(zhì)良好;其余水庫水質(zhì)為Ⅱ類,水質(zhì)優(yōu)。
(3)主要水源地水質(zhì)現(xiàn)狀。依據(jù)收集的惠州市內(nèi)113個(gè)環(huán)境重點(diǎn)城市實(shí)施集中式飲用水源地2013年豐水期、枯水期水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。全市6個(gè)縣的9個(gè)在用集中式飲用水源地水質(zhì)優(yōu)良,均符合飲用水源地水功能目標(biāo)要求。西枝江水貝水質(zhì)良(Ⅲ),其余水源地水質(zhì)優(yōu)(Ⅰ-Ⅱ)。全年取水量為36509.1×104m3,達(dá)標(biāo)水量36509.1×104m3,達(dá)標(biāo)率100%。與2011年相比,風(fēng)田水庫水質(zhì)有所好轉(zhuǎn),其余水源地水質(zhì)無明顯變化。
4.2地下水環(huán)境特征
(1)惠州市總體地下水環(huán)境特征。地下水水化學(xué)分布主要受巖性、降雨、海水入侵及人類活動(dòng)等因素控制。惠州地下水局部酸化明顯,丘陵區(qū)尤為嚴(yán)重。平原區(qū)地下水受人類活動(dòng)影響較重,溶解氧略低于丘陵臺(tái)地區(qū)。區(qū)域電導(dǎo)率值變化幅度較大,平原河網(wǎng)地區(qū)地下水電導(dǎo)率較高,反映了沿海地區(qū)特征。
地下水COD數(shù)據(jù)總體偏低,平原區(qū)較丘陵區(qū)高。地下水TDS值總體偏低,91%以上為淡水。平原區(qū)受人類活動(dòng)影響TDS值呈升高態(tài)勢(shì);在沿海區(qū),受海水入侵及潮汐影響,TDS值較高,TDS值與電導(dǎo)率值呈良好相關(guān)性。地下水三氮污染嚴(yán)重,分布廣泛。
水化學(xué)類型在巖溶區(qū)主要是重碳酸型及重碳酸氯化型水,平原區(qū)以重碳酸型為主,沿海平原則以氯化型及重碳酸氯化型為主。水樣多為淺層地下水,區(qū)域地下水化學(xué)類型分布特征不明顯,受人類活動(dòng)影響大,水化學(xué)類型種類多,構(gòu)型復(fù)雜,反映受多種作用影響所致。相同井點(diǎn)不同時(shí)期采集的地下水化學(xué)類型基本相同。但也存在不同時(shí)期采集的地下水化學(xué)類型相差較大的相同井點(diǎn),一般表現(xiàn)為枯水期地下水的主要陰陽離子相對(duì)豐水期和平水期種類要多、濃度要高。
(2)惠州市惠城區(qū)及周邊地下水環(huán)境特征。地下水水化學(xué)特征受多種因素控制影響。本次工作在2019年3月~4月在惠州市惠城區(qū)及周邊采取38組水樣,將地下水按承壓水與潛水進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)。
承壓水采樣點(diǎn)主要分布于東江及西枝江流域范圍及部分丘陵地區(qū),承壓水多數(shù)元素變化大或較大,最大值與最小值相差2~3個(gè)數(shù)量級(jí),變異系數(shù)1.34~2.69,以鋰、Cl-、F-、Na+、NO3-、SO42-、鍶和錳含量幅度變化最為顯著;以NO2-、鋁、砷、I-、化學(xué)需氧量、總鉻、鎳和汞等含量變化相對(duì)較小,最大值與最小值相差1個(gè)~2個(gè)數(shù)量級(jí)或同數(shù)量級(jí),變異系數(shù)0.13~0.91。地下水類型多為HCO3型水,次為HCO3?Cl型水,少數(shù)Cl?HCO3?NO3型水。
5.結(jié)論
廣東省惠州市地下水類型主要為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水、碳酸鹽巖類裂隙溶洞水及構(gòu)造裂隙水。地下水的補(bǔ)給有較充足的來源。裸露巖溶表層溶蝕裂隙發(fā)育,易于雨水滲入補(bǔ)給。水化學(xué)類型為HCO3-Ca或HCO3·Cl-Ca·Na,受污染地段為SO4·HCO3-Na·Ca型。土體工程地質(zhì)單元?jiǎng)澐譃?個(gè)土類:人工填土、黏性土、粉土、砂土、碎石土、淤泥類土、殘坡積土。地下水水化學(xué)分布主要受巖性、降雨、海水入侵及人類活動(dòng)等因素控制?;葜莸叵滤植克峄黠@,丘陵區(qū)尤為嚴(yán)重。平原區(qū)地下水受人類活動(dòng)影響較重,溶解氧略低于丘陵臺(tái)地區(qū)。區(qū)域電導(dǎo)率值變化幅度較大,平原河網(wǎng)地區(qū)地下水電導(dǎo)率較高,反映了沿海地區(qū)特征。
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