內(nèi)蒙古商都縣西井子鎮(zhèn)貧困缺水地區(qū)水文地質(zhì)條件研究

郝曉雨

河北省地礦局第三地質(zhì)大隊 河北 張家口 075000

西井子鎮(zhèn)地處商都縣西北部，該鎮(zhèn)有31個行政村，89個自然村。經(jīng)查閱相關(guān)資料后了解到，多少年來，該地區(qū)一直處于降雨量偏少狀態(tài)，導(dǎo)致基本無可利用的地表水資源。十年九旱靠天吃飯已成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的生活常態(tài)。雖然地下水是西井子鎮(zhèn)最主要的供水水源，但水文地質(zhì)條件同樣不盡人意，天然補給量較少，淺層地下水基本全部向下游排泄，只有豐水期僅能滿足牲畜飲水。故此，給當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活造成了嚴重的影響和制約。

1 自然地理概況

西井子鎮(zhèn)地域位于中溫帶干旱、半干旱季風(fēng)氣候區(qū)。冬季嚴寒、干燥多風(fēng)，夏季酷熱短促。降水量少而集中，蒸發(fā)和植物蒸騰強烈。日溫差較大，多年平均氣溫3.15℃，日最高氣溫35℃，最低氣溫-35℃，多年平均降水量 288.67mm，平均蒸發(fā)量 2155.60mm；降水量多集中在6、7、8、9四個月，占全年降水量的 75-80%；無霜期一般在120天左右。

西井子鎮(zhèn)所在的商都縣北部較大的河流有銅轱轆河，由南向北注入錫林郭勒盟。以南的較大河流有不凍河、三大股河、六臺河和五臺河，其中六臺河及五臺河由南向北、不凍河及三大股河由北向南分別注入察汗淖爾。西井子鎮(zhèn)區(qū)域河流極不發(fā)育，無自然湖泊、河流，多為降水時形成短暫的洪流排出區(qū)外，匯入下游的不凍河、銅轱轆河流水系中。

西井子鎮(zhèn)區(qū)域海拔在1498～1778m之間，地形北高南低，相對高差在20～200m。沖溝切割強烈，干溝谷發(fā)育，北部形成了Y形分布的分水嶺。地貌主要為平緩狀的低山丘陵地區(qū)，平均海拔在1400m以上，地貌特征多為低山丘陵及丘間寬谷，主要形態(tài)有：低山、丘陵、山前坡地、波狀高原、丘間寬谷、沖、洪積平原、湖積平原、熔巖殘丘等。

2 區(qū)域地質(zhì)概況

本區(qū)出露地層有中新元古界白云鄂博群；中生界侏羅系；新生界新近系，第四系。巖漿活動頻繁，前侏羅系地層普遍經(jīng)受變質(zhì)。第四系分布面積較小，新近系成為丘間寬谷和小型盆地的主要物質(zhì)組成，前侏羅系地層經(jīng)地殼抬升與巖漿巖共同構(gòu)成了低山丘陵[1]。

研究區(qū)侵入巖較發(fā)育，占全區(qū)面積近40%，各巖體之間的平面界線多為不規(guī)則侵入接觸。以酸性巖為主，中性巖次之。根據(jù)巖石空間分布、巖石類型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、變形特征、相互間侵入關(guān)系等，將區(qū)內(nèi)侵入巖按照侵入時代劃為二疊紀、侏羅紀。二疊紀巖體主要分布于工作區(qū)中北部，呈北西—南東向分布。

研究區(qū)內(nèi)斷裂較為發(fā)育，自呂梁期以來在地臺與地槽間發(fā)生的深斷裂（烏蘭哈達—高勿素深斷裂）控制了本區(qū)的斷裂活動，主要發(fā)育的北西向、近東西向兩組斷裂就是該深斷裂活動時所產(chǎn)生的各種應(yīng)力所造成的，其斷裂起到了勾通含水層和儲存地下水的作用，在水文地質(zhì)上意義較大。

3 區(qū)域水文地質(zhì)概況

商都縣位于內(nèi)陸水系陰山北部高原地下水系統(tǒng)。該地區(qū)地表水系不發(fā)育，各流域形成了各自獨立的地下水循環(huán)交換系統(tǒng)。其中銅轱轆河、察汗淖及烏蘭哈達區(qū)域均具有各自較為明顯的匯水區(qū)，由于地下水分水嶺與地表分水嶺基本一致，地下水分水嶺基本固定不變，可視為零流量邊界。依據(jù)地下水系統(tǒng)劃分原則，沿分水嶺邊界將商都縣北部地區(qū)劃分為三個地下水系統(tǒng)及8個子系統(tǒng)[2]。

本研究區(qū)包括了烏蘭哈達一個地下水系統(tǒng)和大庫倫、章毛烏蘇、西井子和察汗淖、不凍河五個地下水子系統(tǒng)。這些地下水（子）系統(tǒng)含水層組特征（見表1）。

表1 地下水系統(tǒng)及含水巖組劃分表

摘自：《內(nèi)蒙古自治區(qū)商都縣地下水資源勘查與區(qū)劃》成果報告

4 地下水形成的控制因素

本研究區(qū)地下水的賦存與分布嚴格受區(qū)內(nèi)地形條件、地層巖性、構(gòu)造、地貌等因素控制，區(qū)內(nèi)氣候干旱，降水量小，地表水系不發(fā)育，又多為間歇性內(nèi)陸河流，地下水的補給來源主要依靠大氣降水的滲入補給[3]。

在地質(zhì)構(gòu)造方面，由于烏蘭哈達—高勿素深大斷裂的繼續(xù)活動，形成了南、北各自獨立的構(gòu)造單元及其各自的水文地質(zhì)特征。在其南部形成了構(gòu)造凹陷盆地(商都新臺凹)，沉積了厚達500m以上的新近系湖相砂礫巖、含礫泥巖、泥巖、砂質(zhì)頁巖等。砂礫巖則構(gòu)成了區(qū)內(nèi)良好的含水層，泥巖則成為良好的隔水層。在其北部則形成為褶皺低山丘陵區(qū)(化德褶皺束)，斷層、節(jié)理、裂隙較為發(fā)育，易于接受大氣降水的滲入補給，由于降水量少，補給源不足，多為水量微弱和中等的裂隙水含水巖系，僅在斷裂破碎帶處，造成了良好的儲水條件，水量較豐富。

在地形地貌方面，北部丘陵地區(qū)地下水主要存在于基巖風(fēng)化裂隙帶、構(gòu)造破碎帶中，水力坡度大，徑流條件好，一般為礦化度小于1g/L的重碳酸型水，水量不大，成為區(qū)內(nèi)溝谷與波狀高平原地區(qū)地下水的主要補給區(qū)。另外由于地形坡度大，雖降水量少，多集中在六至九月，雨后易于形成地表徑流，當(dāng)流至溝谷平緩處易于滲入地下，補給地下水，因而地表的暫時徑流也是寬谷洼地內(nèi)潛水及承壓水的補給源之一；在南部小型盆地中，由于地勢較為低洼，地下水除接受大氣降水滲入補給外，尚能接受北部低山丘陵地區(qū)潛水徑流的大量補給，形成了較為豐富的潛水與承壓水，并以下降泉形式和地下徑流方式排泄于察汗淖。但由于水力坡度小，徑流緩慢，水位淺，蒸發(fā)量大，水質(zhì)較差[4]。

在巖性方面，北部低山丘陵區(qū)多系侵入巖、火山巖及變質(zhì)巖組成，節(jié)理、構(gòu)造裂隙、構(gòu)造破碎帶較為發(fā)育，裸露地表易于接受大氣降水的直接滲入補給，并且有良好的徑流條件，成為區(qū)內(nèi)潛水與承壓水的主要補給區(qū)；在南部為巨厚的砂礫巖，含礫泥巖，泥巖和第四系薄層礫砂，成為良好的含水巖層，泥巖成為良好的隔水層，給潛水、承壓水的形成造成了良好的條件。

5 地下水分布規(guī)律及水化學(xué)特征

5.1 含水層

5.1.1 松散巖類孔隙潛（承壓）水含水層

商都縣北部，分布于銅轱轆河沖、洪積區(qū)域，呈帶狀上覆于新近系上新統(tǒng)地層之上，分布面積39.12km2。由于農(nóng)業(yè)灌溉超采地下水，多為透水不含水層。已處于基本疏干狀態(tài)無供水意義。

5.1.2 碎屑巖類裂隙孔隙潛（承壓）水含水層

主要分布在山間寬谷洼地中，上伏于基巖之上，含水層以層狀或透鏡狀分布。含水層厚度不穩(wěn)定、層數(shù)不一，巖性主要由新近系上新統(tǒng)及古近系砂巖、砂礫巖組成。泥質(zhì)半膠結(jié)，透水性較好。單層厚度一般2～15m，頂板埋藏深度19.84m～55.8m，厚度9.54m～82.90m，多為承壓水。水位埋深隨地形而異，一般在5～20.00m。水量大小，受地貌、巖性的控制，一般河谷地帶水量較豐富，單井涌水量100～1000m3/d。在察汗淖地下水系統(tǒng)水質(zhì)較好，礦化度＜1g/L，屬HCO3—Ca·Mg型或HCO3—Ca·Mg·Na型水。其他地下水系統(tǒng)水質(zhì)一般[5]。

5.1.3 基巖裂隙水含水層

分布于低山丘陵區(qū)，由各期的花崗巖、元古界變質(zhì)巖、零星分布的侏羅系火山凝灰?guī)r、二疊凝灰質(zhì)砂巖等組成。由于地勢較高，其主要補給源為大氣降水，在裂隙較發(fā)育的巖石中形成基巖裂隙水，經(jīng)過一定距離運移后，以泉的形式排泄于溝谷中及沿節(jié)理裂隙并以地下徑流的方式徑流補給碎屑巖類含水層，是該地區(qū)地下水的主要補給區(qū)?；鶐r裂隙水礦化度小于1g/L，屬HCO3-Ca·Mg、HCO3-Mg·Ca和HCO3-Ca·Na·Mg型水。民井調(diào)查涌水量＜100m3/d，以往資料顯示將該區(qū)確定為富水性貧乏區(qū)。

5.2 地下水的補給、徑流、排泄條件

西井子鎮(zhèn)區(qū)域主要是接受大氣降水入滲補給，通過基巖裂隙以地下徑流的方式補給丘間寬谷區(qū)碎屑巖類承壓水含水層；丘間寬谷區(qū)分布在低山丘陵之間的寬溝谷中，地表巖性膠結(jié)較好，不直接接受大氣降水入滲補給，而接受低山丘陵區(qū)的側(cè)向徑流補給，通過地下徑流的方式排出區(qū)外。

5.2.1 基巖裂隙水

找水區(qū)內(nèi)基巖較發(fā)育，主要分布在低山丘陵區(qū)，由各期的花崗巖、白云鄂博群變質(zhì)巖等組成。其節(jié)理裂隙較發(fā)育，利于地下水的賦存和運動，其主要補給源為大氣降水，當(dāng)大氣降水入滲至基巖中，在裂隙較發(fā)育的巖石中形成基巖裂隙水，并在其中以不規(guī)則的紊流方式，進行著運動和循環(huán)。經(jīng)過一定距離和時間的運移后，沿節(jié)理裂隙以地下徑流的方式徑流補給碎屑巖類承壓水含水層，是本系統(tǒng)地下水的主要補給區(qū)。

5.2.2 碎屑巖類裂隙承壓水

廣泛分布于研究區(qū)丘間寬谷中，由新近系泥巖、泥質(zhì)砂巖、砂礫巖組成，上伏于基巖之上。地層膠結(jié)較好，大氣降雨入滲多沿地表流失，含水層徑流緩慢，主要補給來源為基巖區(qū)的地下水側(cè)向徑流補給，除人工開采外，通過地下徑流排泄于找水區(qū)外,是本系統(tǒng)地下水的補給徑流區(qū)。

5.3 地下水化學(xué)特征

西井子鎮(zhèn)找水區(qū)地下水化學(xué)特征除受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性控制外，還受當(dāng)?shù)氐匦蔚孛病庀髼l件、地下水的補、徑、排等條件的影響較大。

從低山丘陵地下水徑流方向匯入河谷區(qū)，其外圍有低山丘陵，是丘間寬谷內(nèi)碎屑巖類孔隙裂隙水的補給區(qū)；低山丘陵區(qū)的基巖裂隙水主要接受大氣降水的滲入補給，它直接接受大氣降水垂直滲入補給，并在其貯存的空間中運移，形成溶濾 — 滲入水。

地下水的化學(xué)成分既具大氣降水的成分，又具有在運移過程中由溶濾作用而獲得的巖石成分。找水區(qū)內(nèi)主要為碎屑巖類孔隙裂隙水和基巖裂隙水，且大部分水井中的水質(zhì)進行了交換混合，水質(zhì)互補性較強，水質(zhì)變化區(qū)間較大（表2）。

表2 水化學(xué)類型采樣分析一覽表

地下水的pH值一般介于7.15～8.24之間，符合生活飲用水標準6.5～9.5標準。地下水總硬度介于185.10～337.70mg/ L之間，屬于微硬水和硬水。地下水礦化度一般為0.35～0.65g/L，均符合生活飲用水標準1.0g/L。

6 有利找水地段的劃分

針對西井子鎮(zhèn)嚴重缺水地區(qū)，在根據(jù)缺水村莊的分布位置，可劃分出由北向南三個（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）有利找水區(qū)域。找水區(qū)地貌形態(tài)為低山丘陵和丘間寬谷洼地。地下水按賦存特征分為：松散巖類孔隙水、碎屑巖孔隙裂隙水、基巖裂隙水。

7 結(jié)束語

在貧困缺水地區(qū)找水對改善提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)民生活水平具有重要意義，也是地質(zhì)科技工作者對脫貧攻堅的責(zé)任和擔(dān)當(dāng)。研究好當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件科學(xué)合理地圈定找水靶區(qū)事關(guān)民生。力求有的放矢找水，避免盲目而造成經(jīng)濟損失。