海豐縣某地?zé)崽锏叵氯∷尚行蕴轿?/h1>
2021-04-17 06:06:54王永峰張艷紅
西部探礦工程 2021年5期
王永峰，張艷紅
（廣東省地質(zhì)局第七地質(zhì)大隊(duì)，廣東惠州516000）
建設(shè)項(xiàng)目位于廣東省海豐縣城區(qū)西北部，目前有兩口低溫地?zé)衢_采井，總?cè)∷?09m3/d，主要用于洗浴。地形地貌主要為河流沖積平原，區(qū)內(nèi)地形地勢總體平坦開闊，植被生長較好，植被蔥郁，自然環(huán)境優(yōu)美?？紤]建設(shè)項(xiàng)目區(qū)域水文地質(zhì)條件，同時(shí)考慮便于利用現(xiàn)有地質(zhì)資料，確定地?zé)崴∷诘氐囊粋€(gè)相對完整的水文地質(zhì)單元為分析范圍，本次分析范圍北部至蓮花山南麓低丘，東部、西部及南部至低山丘陵，面積2.69km2。
1 區(qū)域水文地質(zhì)條件
1.1 地下水類型
根據(jù)地下水的賦存形式、含水介質(zhì)條件，本區(qū)地下水類型主要為層狀巖類裂隙水。
分布于溫泉區(qū)及周邊，賦存于侏羅系下統(tǒng)金雞群(J1Jn)砂頁巖的風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙中。在斷裂帶附近，泉水呈片狀滲出，終年不干且流量較穩(wěn)定，泉常見流量0.1～1.0L/s，枯季地下徑流模數(shù)6～12L/（s·km2），水量中等。地下水化學(xué)類型HCO3·F-Na 型，pH 值9.28～9.42，呈弱堿性。
1.2 地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件
研究區(qū)地處北回歸線南緣，屬南亞熱帶氣候區(qū)，海洋性氣候明顯，氣候溫和，雨量充沛，多年平均降雨量為1500～2600mm。區(qū)內(nèi)平均氣溫22.5℃，陽光充足。研究區(qū)地下水補(bǔ)給源充足，基巖裂隙水主要位于丘陵山區(qū)，主要接受大氣降雨補(bǔ)給，地下水從高往低徑流，徑流途徑短，淺層地下水在地形低洼及溝谷深切處以泉點(diǎn)和分散滲流形式排泄匯入小溪，深部地?zé)崴畡t沿構(gòu)造裂隙通道上涌，在隔水層的缺失或過薄地段以泉的形式向地表排泄，或通過打井抽水等形式人工排泄。
2 地下水資源量分析
根據(jù)研究區(qū)水文地質(zhì)條件，其地下水的天然資源補(bǔ)給來源為丘陵層狀基巖裂隙水，丘陵面積2.69km2，批準(zhǔn)的允許開采量為913m3/d（C+D 級），計(jì)劃取水量709m3/d。
2.1 地?zé)崽餆峁β?、年可利用熱能的?jì)算
（1）熱功率的計(jì)算。按照《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》（GB/T 11615-2010）的規(guī)定，地?zé)崽锏責(zé)崃黧w的熱功率按下列公式進(jìn)行計(jì)算。
Wt=4.1868×Q×（t-t0）
式中：Wt——熱功率，kW；
Q——地?zé)崃黧w可開采量，L/s；
t—地?zé)崃黧w溫度，（℃）
t0——當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁兀ā妫?/p>
4.1868 ——單位換算系數(shù)。
地?zé)崽锏責(zé)崃黧w的熱功率計(jì)算結(jié)果見表1。
（2）年可利用熱能量的計(jì)算。地?zé)崃黧w年可利用的熱能量按下列公式估算。
表1 地?zé)崃黧w的熱功率計(jì)算表
∑Wt=86.4×D×Wt/K
式中：∑Wt——開采一年可利用的熱能，MJ；
D——全年開采日數(shù)（按24h換算的總?cè)諗?shù)），d，取330d；
Wt——熱功率，kW；
K——熱效比（按燃煤鍋爐的熱效率0.6計(jì)算）；
86.4 ——單位換算系數(shù)。
地?zé)崃黧w年可利用熱能量的計(jì)算結(jié)果見表2。
本地?zé)崽锏目刂频臒峁β蕿?89.0kW，年可利用的控制的熱能為8981280MJ。按地?zé)崽镆?guī)模分級標(biāo)準(zhǔn)，地?zé)崽镆?guī)模為小型。
表2 年開采累計(jì)可利用的熱能量計(jì)算表
2.2 可開采資源量分析
（1）抽水試驗(yàn)。為了對地?zé)崴Y源進(jìn)行評價(jià)，對ZK2 及ZK5 號井進(jìn)行多孔抽水試驗(yàn)，抽水延續(xù)時(shí)間175h，穩(wěn)定時(shí)間112h，抽水過程中總體上水量穩(wěn)定，無出現(xiàn)熱水水源補(bǔ)給不足，水量、水溫明顯變小的趨勢，試驗(yàn)結(jié)果真實(shí)可靠。試驗(yàn)成果見表3。
表3 地?zé)崽颶K2、ZK5生產(chǎn)井抽水試驗(yàn)成果表
（2）ZK2 和ZK5 井可采水量的確定。根據(jù)本次評價(jià)需要進(jìn)行的專門抽水試驗(yàn)和生產(chǎn)記錄，ZK2 井水位降深基本穩(wěn)定在5.67～6.41m，抽水量一般為340～405m3/d，平均372.5m3/d，ZK5 井水位降深基本穩(wěn)定在2.11～2.63m，抽 水 量 一 般 為440～510m3/d，平 均475m3/d，水量較穩(wěn)定，水質(zhì)較穩(wěn)定。ZK2 平均開采水量為230m3/d（年取水量為7.59×104m3）；ZK5 井平均開采水量為400m3/d（年取水量為1.32×105m3）。將多年平均開采量630m3/d確定為控制的，推斷的可開采量為283m3/d，控制的級可采量可靠系數(shù)取0.9，推斷的級可采量可靠系數(shù)取0.5，故本地?zé)崽镎撟C范圍內(nèi)地?zé)衢_采井控制的可開采量為709m3/d，可滿足建設(shè)項(xiàng)目水資源的要求。
本建設(shè)項(xiàng)目地?zé)豳x存于河田大斷裂帶中，蓋層土層透水性、富水性較好，保溫性能良好。由于地下水補(bǔ)給較豐富，貯藏資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于開采量，所以不易形成區(qū)域水位下降漏斗。根據(jù)提供的資料，地下地?zé)崴辉谏a(chǎn)期間停泵約24h，水位可恢復(fù)到靜止水位。
3 地下水水質(zhì)評價(jià)
參照國家標(biāo)準(zhǔn)《天然礦泉水地質(zhì)勘查規(guī)范》（GB/T13727-92）中有關(guān)醫(yī)療礦泉水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價(jià)（見表4）。從表中可知，第一溫泉地?zé)崴衅杷?、氟含量豐富，分別為94.86～100.07mg/L和12.93～15.46mg/L，達(dá)到了硅水、氟水的命名標(biāo)準(zhǔn)。硫化氫含量為1.17～1.55mg/L，達(dá)到有醫(yī)療價(jià)值濃度。地?zé)崴疁囟?0℃～45℃，屬低地?zé)豳Y源溫?zé)岬V水，溫度已達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T13727-92）對醫(yī)療熱礦水水溫大于34°的要求，可命名為HCO3·F-Na型醫(yī)療用含硫化氫的硅、氟溫?zé)岬V水，可作為醫(yī)療溫泉洗浴用途開發(fā)利用。
對照原地礦部《地?zé)豳Y源評價(jià)方法》（DZ40-85）、《水污染物排放限值》（DB4426-2001）HE《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，第一溫泉熱礦水中pH 值、硫化物、氟的無機(jī)化合物均超過三廢排放的最高允許排放濃度，熱礦水直接排放對地表水和土壤環(huán)境均會造成影響。故本區(qū)熱礦水必須經(jīng)過集中處理，經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門檢測達(dá)標(biāo)后，才允許排放。
表4 地?zé)崽锼|(zhì)與醫(yī)療熱礦水標(biāo)準(zhǔn)對照表（單位：mg/L）
4 取水的可靠性與可行性分析
(1)水文地質(zhì)條件和水量分析。河田活動斷裂全長數(shù)百公里，總體走向50°～60°，結(jié)構(gòu)面主要傾向南東，傾角40°～75°。該斷裂控制并破壞了燕山早期第三階段[γ52（3）]花崗巖，斷裂帶兩側(cè)出現(xiàn)強(qiáng)大的糜棱巖構(gòu)造帶、糜棱巖化花崗巖帶和壓碎花崗巖帶。沿?cái)嗔鸭敖鼈?cè)，有黃土嶺、公平、新田、湯湖等一系列熱泉涌出，水溫36°～65°。地下熱水經(jīng)抽水試驗(yàn)和水質(zhì)化驗(yàn)，水量、水溫、水位穩(wěn)定。
(2)地下熱水開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境影響分析。經(jīng)實(shí)地調(diào)查了解和以往資料分析，本地未發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，按本地地質(zhì)地貌條件和地?zé)崴_發(fā)利用情況，地質(zhì)災(zāi)害的形成、發(fā)育、成災(zāi)可能性較小，本地地質(zhì)環(huán)境受論證開采井影響較小。但為避免過量開采地?zé)崴l(fā)地面變形開發(fā)利用地?zé)豳Y源應(yīng)嚴(yán)格控制開采量，開采過程中要建立和完善地?zé)崴畡討B(tài)觀測制度，掌握地?zé)崽锏責(zé)崴乃?、水質(zhì)、水溫和水位變化規(guī)律，以及加強(qiáng)地面變形監(jiān)測，防止地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境地質(zhì)問題的發(fā)生。
(3)熱廢水排放對環(huán)境的影響分析。本地?zé)釁^(qū)地?zé)崴拈_發(fā)利用和排放，就其原來所含的物質(zhì)成分而言，對環(huán)境的影響程度較低。且經(jīng)過集中處理，排放與市政污水管道，不會對環(huán)境產(chǎn)生熱污染。同時(shí)，地?zé)崴c其他能源（煤、石油等）相比，地?zé)崴Y源對環(huán)境的影響是非常小的，具有其它能源無法比擬的優(yōu)越性。
5 結(jié)論
本項(xiàng)目地下水計(jì)劃開采量為709m3/d，取水規(guī)模為小型，研究區(qū)內(nèi)地下水資源較為豐富，開采資源量可滿足建設(shè)項(xiàng)目水資源的要求。取水可行。
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王永峰，張艷紅
（廣東省地質(zhì)局第七地質(zhì)大隊(duì)，廣東惠州516000）
建設(shè)項(xiàng)目位于廣東省海豐縣城區(qū)西北部，目前有兩口低溫地?zé)衢_采井，總?cè)∷?09m3/d，主要用于洗浴。地形地貌主要為河流沖積平原，區(qū)內(nèi)地形地勢總體平坦開闊，植被生長較好，植被蔥郁，自然環(huán)境優(yōu)美?？紤]建設(shè)項(xiàng)目區(qū)域水文地質(zhì)條件，同時(shí)考慮便于利用現(xiàn)有地質(zhì)資料，確定地?zé)崴∷诘氐囊粋€(gè)相對完整的水文地質(zhì)單元為分析范圍，本次分析范圍北部至蓮花山南麓低丘，東部、西部及南部至低山丘陵，面積2.69km2。
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1.1 地下水類型
根據(jù)地下水的賦存形式、含水介質(zhì)條件，本區(qū)地下水類型主要為層狀巖類裂隙水。
分布于溫泉區(qū)及周邊，賦存于侏羅系下統(tǒng)金雞群(J1Jn)砂頁巖的風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙中。在斷裂帶附近，泉水呈片狀滲出，終年不干且流量較穩(wěn)定，泉常見流量0.1～1.0L/s，枯季地下徑流模數(shù)6～12L/（s·km2），水量中等。地下水化學(xué)類型HCO3·F-Na 型，pH 值9.28～9.42，呈弱堿性。
1.2 地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件
研究區(qū)地處北回歸線南緣，屬南亞熱帶氣候區(qū)，海洋性氣候明顯，氣候溫和，雨量充沛，多年平均降雨量為1500～2600mm。區(qū)內(nèi)平均氣溫22.5℃，陽光充足。研究區(qū)地下水補(bǔ)給源充足，基巖裂隙水主要位于丘陵山區(qū)，主要接受大氣降雨補(bǔ)給，地下水從高往低徑流，徑流途徑短，淺層地下水在地形低洼及溝谷深切處以泉點(diǎn)和分散滲流形式排泄匯入小溪，深部地?zé)崴畡t沿構(gòu)造裂隙通道上涌，在隔水層的缺失或過薄地段以泉的形式向地表排泄，或通過打井抽水等形式人工排泄。
2 地下水資源量分析
根據(jù)研究區(qū)水文地質(zhì)條件，其地下水的天然資源補(bǔ)給來源為丘陵層狀基巖裂隙水，丘陵面積2.69km2，批準(zhǔn)的允許開采量為913m3/d（C+D 級），計(jì)劃取水量709m3/d。
2.1 地?zé)崽餆峁β?、年可利用熱能的?jì)算
（1）熱功率的計(jì)算。按照《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》（GB/T 11615-2010）的規(guī)定，地?zé)崽锏責(zé)崃黧w的熱功率按下列公式進(jìn)行計(jì)算。
Wt=4.1868×Q×（t-t0）
式中：Wt——熱功率，kW；
Q——地?zé)崃黧w可開采量，L/s；
t—地?zé)崃黧w溫度，（℃）
t0——當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁兀ā妫?/p>
4.1868 ——單位換算系數(shù)。
地?zé)崽锏責(zé)崃黧w的熱功率計(jì)算結(jié)果見表1。
（2）年可利用熱能量的計(jì)算。地?zé)崃黧w年可利用的熱能量按下列公式估算。
表1 地?zé)崃黧w的熱功率計(jì)算表
∑Wt=86.4×D×Wt/K
式中：∑Wt——開采一年可利用的熱能，MJ；
D——全年開采日數(shù)（按24h換算的總?cè)諗?shù)），d，取330d；
Wt——熱功率，kW；
K——熱效比（按燃煤鍋爐的熱效率0.6計(jì)算）；
86.4 ——單位換算系數(shù)。
地?zé)崃黧w年可利用熱能量的計(jì)算結(jié)果見表2。
本地?zé)崽锏目刂频臒峁β蕿?89.0kW，年可利用的控制的熱能為8981280MJ。按地?zé)崽镆?guī)模分級標(biāo)準(zhǔn)，地?zé)崽镆?guī)模為小型。
表2 年開采累計(jì)可利用的熱能量計(jì)算表
2.2 可開采資源量分析
（1）抽水試驗(yàn)。為了對地?zé)崴Y源進(jìn)行評價(jià)，對ZK2 及ZK5 號井進(jìn)行多孔抽水試驗(yàn)，抽水延續(xù)時(shí)間175h，穩(wěn)定時(shí)間112h，抽水過程中總體上水量穩(wěn)定，無出現(xiàn)熱水水源補(bǔ)給不足，水量、水溫明顯變小的趨勢，試驗(yàn)結(jié)果真實(shí)可靠。試驗(yàn)成果見表3。
表3 地?zé)崽颶K2、ZK5生產(chǎn)井抽水試驗(yàn)成果表
（2）ZK2 和ZK5 井可采水量的確定。根據(jù)本次評價(jià)需要進(jìn)行的專門抽水試驗(yàn)和生產(chǎn)記錄，ZK2 井水位降深基本穩(wěn)定在5.67～6.41m，抽水量一般為340～405m3/d，平均372.5m3/d，ZK5 井水位降深基本穩(wěn)定在2.11～2.63m，抽 水 量 一 般 為440～510m3/d，平 均475m3/d，水量較穩(wěn)定，水質(zhì)較穩(wěn)定。ZK2 平均開采水量為230m3/d（年取水量為7.59×104m3）；ZK5 井平均開采水量為400m3/d（年取水量為1.32×105m3）。將多年平均開采量630m3/d確定為控制的，推斷的可開采量為283m3/d，控制的級可采量可靠系數(shù)取0.9，推斷的級可采量可靠系數(shù)取0.5，故本地?zé)崽镎撟C范圍內(nèi)地?zé)衢_采井控制的可開采量為709m3/d，可滿足建設(shè)項(xiàng)目水資源的要求。
本建設(shè)項(xiàng)目地?zé)豳x存于河田大斷裂帶中，蓋層土層透水性、富水性較好，保溫性能良好。由于地下水補(bǔ)給較豐富，貯藏資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于開采量，所以不易形成區(qū)域水位下降漏斗。根據(jù)提供的資料，地下地?zé)崴辉谏a(chǎn)期間停泵約24h，水位可恢復(fù)到靜止水位。
3 地下水水質(zhì)評價(jià)
參照國家標(biāo)準(zhǔn)《天然礦泉水地質(zhì)勘查規(guī)范》（GB/T13727-92）中有關(guān)醫(yī)療礦泉水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價(jià)（見表4）。從表中可知，第一溫泉地?zé)崴衅杷?、氟含量豐富，分別為94.86～100.07mg/L和12.93～15.46mg/L，達(dá)到了硅水、氟水的命名標(biāo)準(zhǔn)。硫化氫含量為1.17～1.55mg/L，達(dá)到有醫(yī)療價(jià)值濃度。地?zé)崴疁囟?0℃～45℃，屬低地?zé)豳Y源溫?zé)岬V水，溫度已達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T13727-92）對醫(yī)療熱礦水水溫大于34°的要求，可命名為HCO3·F-Na型醫(yī)療用含硫化氫的硅、氟溫?zé)岬V水，可作為醫(yī)療溫泉洗浴用途開發(fā)利用。
對照原地礦部《地?zé)豳Y源評價(jià)方法》（DZ40-85）、《水污染物排放限值》（DB4426-2001）HE《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，第一溫泉熱礦水中pH 值、硫化物、氟的無機(jī)化合物均超過三廢排放的最高允許排放濃度，熱礦水直接排放對地表水和土壤環(huán)境均會造成影響。故本區(qū)熱礦水必須經(jīng)過集中處理，經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門檢測達(dá)標(biāo)后，才允許排放。
表4 地?zé)崽锼|(zhì)與醫(yī)療熱礦水標(biāo)準(zhǔn)對照表（單位：mg/L）
4 取水的可靠性與可行性分析
(1)水文地質(zhì)條件和水量分析。河田活動斷裂全長數(shù)百公里，總體走向50°～60°，結(jié)構(gòu)面主要傾向南東，傾角40°～75°。該斷裂控制并破壞了燕山早期第三階段[γ52（3）]花崗巖，斷裂帶兩側(cè)出現(xiàn)強(qiáng)大的糜棱巖構(gòu)造帶、糜棱巖化花崗巖帶和壓碎花崗巖帶。沿?cái)嗔鸭敖鼈?cè)，有黃土嶺、公平、新田、湯湖等一系列熱泉涌出，水溫36°～65°。地下熱水經(jīng)抽水試驗(yàn)和水質(zhì)化驗(yàn)，水量、水溫、水位穩(wěn)定。
(2)地下熱水開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境影響分析。經(jīng)實(shí)地調(diào)查了解和以往資料分析，本地未發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，按本地地質(zhì)地貌條件和地?zé)崴_發(fā)利用情況，地質(zhì)災(zāi)害的形成、發(fā)育、成災(zāi)可能性較小，本地地質(zhì)環(huán)境受論證開采井影響較小。但為避免過量開采地?zé)崴l(fā)地面變形開發(fā)利用地?zé)豳Y源應(yīng)嚴(yán)格控制開采量，開采過程中要建立和完善地?zé)崴畡討B(tài)觀測制度，掌握地?zé)崽锏責(zé)崴乃?、水質(zhì)、水溫和水位變化規(guī)律，以及加強(qiáng)地面變形監(jiān)測，防止地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境地質(zhì)問題的發(fā)生。
(3)熱廢水排放對環(huán)境的影響分析。本地?zé)釁^(qū)地?zé)崴拈_發(fā)利用和排放，就其原來所含的物質(zhì)成分而言，對環(huán)境的影響程度較低。且經(jīng)過集中處理，排放與市政污水管道，不會對環(huán)境產(chǎn)生熱污染。同時(shí)，地?zé)崴c其他能源（煤、石油等）相比，地?zé)崴Y源對環(huán)境的影響是非常小的，具有其它能源無法比擬的優(yōu)越性。
5 結(jié)論
本項(xiàng)目地下水計(jì)劃開采量為709m3/d，取水規(guī)模為小型，研究區(qū)內(nèi)地下水資源較為豐富，開采資源量可滿足建設(shè)項(xiàng)目水資源的要求。取水可行。
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