張家口地區(qū)缺水村莊特點及人畜用水解決途徑研究

付仕科 劉 瀟 郜 寧

隨著近30年降雨量的逐漸減少，人民生活水平提高和工農(nóng)業(yè)發(fā)展對地下水的需求逐年增加，導致河北張家口地區(qū)水文地質條件發(fā)生變化，出現(xiàn)了很多新的缺水村莊。通過對張家口地區(qū)905個缺水村莊的調查，將缺水村莊形成的原因歸納為自然因素（地形地貌、地層巖性和水質因素）和人為因素（地下水超采、礦山排水、上游截流工程建設和經(jīng)濟因素）等7個因素。

根據(jù)張家口地區(qū)缺水村莊情況，將工作區(qū)缺水村莊劃分為水量型、水質型缺水村莊。

一、主要缺水村莊水文地質條件

（一）水量型缺水村莊

張家口水文地質條件較差的區(qū)域多形成水量型缺水村莊，多分布于基巖山區(qū)、山區(qū)與盆地邊緣、山間溝谷及山前坡地等地區(qū)。

1.以巖漿巖、碎屑巖為主的基巖山區(qū)

該類型缺水村莊主要分布于：壩上地區(qū)的康?？h北部，尚義縣南部壩頭，張北縣東南，沽源縣南部；壩下地區(qū)的涿懷盆地南部、東北，蔚縣北部，萬全區(qū)北部，宣化區(qū)東北，下花園區(qū)北部，赤城北部、崇禮區(qū)一帶，尚義縣壩下大部分山區(qū)。

a．壩上地區(qū)以低山丘陵、臺地為主，山間溝谷較為開闊，地層巖性以古元古界、中生界的石英巖、流紋巖、凝灰?guī)r、砂巖、頁巖、花崗巖及新近系玄武巖等為主，富水性取決于裂隙的張開充填程度、孔隙的發(fā)育程度、含水層厚度、補給條件等，主要接受大氣降水補給，順地勢徑流向下游，地下水徑流較快。山間溝谷、山坡處局部覆蓋松散物，賦存少量地下水，富水性較差，徑流快，不利于集中取水，易形成缺水村莊。

b．壩下地區(qū)為侵蝕構造高中山區(qū)、中山區(qū)、低山區(qū)，該區(qū)地勢起伏較大，溝壑縱橫，溝谷發(fā)育，地層巖性以古元古界、中生界的凝灰?guī)r、安山巖、角礫巖、流紋巖等為主，山坡、山間溝谷等地勢較平緩的區(qū)域，覆蓋薄層第四系松散物，溝底賦存少量松散巖類孔隙水，富水性差，徑流快。區(qū)域內(nèi)分水嶺附近，地下水補給條件差，地形坡度大，無儲水空間，易形成缺水村莊。

c.萬全區(qū)是以碎屑巖分布面積最廣的區(qū)域，主要分布于北部山區(qū)，地層巖性主要為白堊系泥質膠結砂礫巖、泥巖，易風化，賦存風化裂隙水，富水性差。在地下水補給區(qū)，溝底多覆蓋薄層第四系，賦存少量松散巖類孔隙水，含水層厚度小，水力坡度大，透水性好，旱季時淺層水得不到補給，下伏基巖除表層風化殼和構造裂隙之外，幾乎不含水，故形成缺水村莊。

d.蔚縣北部山區(qū)水量型缺水村莊主要分布于煤礦采空區(qū)，該區(qū)地層多為侏羅系凝灰?guī)r、流紋巖等，局部小范圍出露寒武系灰?guī)r，開采深度300～400m，區(qū)域內(nèi)地下水位大幅下降。村莊原來取水的含水層幾乎疏干，泉水、井水水量減小，甚至干涸，形成不同程度的缺水村莊。

2.以碳酸鹽巖為主的山區(qū)

該類型缺水村莊分布于壩下地區(qū)：涿鹿縣西部、東南山區(qū)；懷來縣南部山區(qū)；蔚縣南山大部分區(qū)域，北山陽眷、白草兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)；陽原縣北山、南山局部區(qū)域；懷安縣東部山區(qū)；宣化區(qū)南部，下花園區(qū)東部山區(qū)；赤城縣西南山區(qū)。

該區(qū)域內(nèi)地形起伏大，地勢較高，溝谷發(fā)育，溝壑縱橫，地層巖性以元古界白云巖、灰?guī)r、頁巖為主，賦存風化裂隙水、巖溶裂隙水，富水性取決于風化層厚度、裂隙發(fā)育程度、補給條件等，基巖風化程度不同、巖溶發(fā)育不均勻，相應的地下水分布不均勻，富水性存在差異；近些年地下水水位下降幅度大，導致原有取水設施無法取水，形成缺水村莊。

3.以變質巖為主的山區(qū)

該類型缺水村莊主要分布于陽原縣北山東部山區(qū)、懷安縣大部分山區(qū)、崇禮區(qū)西部石嘴子鄉(xiāng)、紅旗營子鄉(xiāng)一帶山區(qū)、赤城縣北部山區(qū)。本區(qū)地層巖性以太古界片麻巖、變粒巖、麻粒巖、變質花崗巖等為主，賦存風化裂隙水，富水性取決于裂隙發(fā)育程度、補給條件等。山坡、山間溝谷局部覆蓋薄層第四系，厚度較小，賦存少量松散巖類孔隙水。局部區(qū)域發(fā)育斷裂，賦存構造裂隙水。地下水水量年際變化較大，形成季節(jié)性缺水村莊。

4.松散物堆積區(qū)

該類型缺水村莊分布于侵蝕堆積黃土丘陵區(qū)、山前洪積坡地區(qū)，主要位于涿鹿縣南部、懷來縣西南、陽原縣南山山前盆地、蔚縣盆地北部、壺流河北岸、宣化區(qū)西南山前。

該區(qū)內(nèi)地形起伏較大，沖溝發(fā)育，為地下水補給區(qū)或徑流區(qū)上游，水力坡度大，徑流快。地層巖性以黃土狀粉土為主，透水不含水，局部夾碎石、砂礫石透鏡體，含水層為砂礫石，賦存第四系松散巖類孔隙水，水位埋深較大，含水層較薄，富水性差，且地下水分布不均勻，易形成缺水村莊。

（二）水質型缺水村莊

a．壩上地區(qū)的水質型缺水村莊主要分布于湖淖周邊區(qū)域。區(qū)內(nèi)地面標高1290～1480m，為地下水排泄區(qū)，地勢較低洼，地層巖性顆粒較細，以中細砂、礫石、黏土為主，地下水徑流不暢，蒸發(fā)較強烈。地下水問題主要體現(xiàn)為含氟量超標、礦化度過高，飲用水常為高氟水、苦咸水，不能達到人畜飲用水標準，形成水質型缺水村莊。

b．壩下地區(qū)的水質型缺水村莊，主要分布于地下水含氟量超標的區(qū)域，如湖積臺地區(qū)和桑干河、壺流河流域局部區(qū)域。區(qū)內(nèi)地層巖性以第四系和新近系粉質黏土、黏土、砂層為主，顆粒較細，且該地層厚度較大，可達200m，無良好的含水介質，富水性差，越靠近湖心位置顆粒越細，富水性越差，地下水流動性差，受原始地層中氟的污染，形成高氟水。

二、缺水村莊飲用水解決途徑

經(jīng)過調查后選擇了90個缺水村莊進行了視電阻率測深和激電測深等物探工作，針對不同水文地質條件查明其含水層厚度、構造裂隙發(fā)育程度、第四系底板、巖溶裂隙發(fā)育程度及地下水水位埋深等情況，并給出飲用水解決途徑。

（一）鉆探成井找水

通過水文地質調查和物探查明村莊周圍具有一定的成井條件，結合村莊實際情況和需求確定靶區(qū)，給出成井設計。基巖地區(qū)選擇有利儲水地形，地下水相對匯集區(qū)，構造裂隙或巖溶裂隙發(fā)育區(qū)，第四系厚度及含水層厚度較大區(qū)進行井位的設計。

崇禮區(qū)清三營鄉(xiāng)張家窯村水量型缺水村莊，位于以巖漿巖為主的基巖山區(qū)，靠近分水嶺，第四系松散層厚度小，巖性以粉土夾碎石為主，第四系下部為凝灰?guī)r，巖體較為完整，節(jié)理裂隙發(fā)育較差，富水性較差。該村一眼位于山坡上深60m深的機井，利用2英寸潛水泵抽取3min后無水。經(jīng)調查，村東溝谷內(nèi)一級階地上第四系松散層厚度較厚，含水層巖性以砂卵礫石為主，富水性較好，建議取第四系松散巖類孔隙水和基巖風化層內(nèi)風化裂隙水。經(jīng)過水文地質物探調查可知第四系厚度在40m左右，下部為凝灰?guī)r，建議成井深度為100m，預計涌水量在10～15m3/h之間。最后，在靶區(qū)施工了一眼水文地質鉆孔—崇旱1，鉆進深度為62m，第四系厚度為38.7m，含水層厚度為19.57m，含水層巖性為砂卵礫石，38.7m以下為凝灰?guī)r，靜水位埋深為18.03m，涌水量為15m3/h。該井解決了張家窯村的日常飲水問題。

（二）截潛流工程引水

在地下水補給區(qū)的山區(qū)溝中，第四系厚度很小，下伏基巖不含水的條件，不利于成井的情況，可以考慮截潛流工程解決村莊飲用問題。

（三）集中供水

在無成井、截潛流等取水條件或周圍地下水全部不達標的情況下，可以考慮集中供水，選取小型水源地，向缺水村莊集中供水。如陽原縣要家莊鄉(xiāng)區(qū)域地下水氟含量超標，只能在西溝堰村打集中開采井，為27個水質型缺水村莊供水。

（四）水質凈化

在區(qū)域性地下水水質不達標，且村莊距離較遠，不適合集中供水的情況下，可考慮為每村安裝一套水質凈化設備，如康?？h湖淖周圍，沒有合適的小型水源地供水，村莊較分散，如安裝除氟罐凈化后水質能達到飲用標準。