黃河上游循化段支流街子溝水文地質(zhì)條件分析

袁有靖，李 元，袁 杰，李 楠，張志弘

(1.青海省環(huán)境地質(zhì)勘查局，青海 西寧 810010； 2.青海九零六工程勘察設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，青海 西寧 810010；3.青海省環(huán)境地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810010； 4.青海師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，青海 西寧 810010)

0 引言

地下水資源為區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、工程建設(shè)的基本保障，其作用在黃河流域青海段內(nèi)顯得尤為重要[1-3]。地處循化縣中部的街子溝，屬黃河上游南岸一級(jí)支流，流域內(nèi)分布有文都藏族鄉(xiāng)、街子鎮(zhèn)等國家重點(diǎn)城鎮(zhèn)，是循化縣主要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)，人口集中。由于地下水資源受地形地貌、地質(zhì)條件的限制，地表水轉(zhuǎn)化為地下水的程度不同[4]，在時(shí)空分布上具有不均勻性，以分散式供水工程為主，供水對(duì)象為城鎮(zhèn)或農(nóng)村居民生活用水。這些供水工程多以地下截流，引泉(擴(kuò)泉)為主，但下游村鎮(zhèn)密集、用水量大，城鎮(zhèn)生活用水得不到保障，制約著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本文通過資料收集、1∶5萬水文地質(zhì)測(cè)繪、高密度電阻率法測(cè)量、水文地質(zhì)鉆探及樣品測(cè)試等工作[5]，對(duì)街子溝內(nèi)松散巖類孔隙水分布規(guī)律進(jìn)行研究分析，以揭示其分布規(guī)律，為區(qū)內(nèi)城鎮(zhèn)應(yīng)急、后備水源建設(shè)提供水文地質(zhì)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

街子溝位于青海省循化縣中部，屬黃河上游南岸一級(jí)支流，街子溝發(fā)源于循化南山，流經(jīng)文都藏族鄉(xiāng)恰牛、牙日、拉雄及街子鎮(zhèn)古及來、羊苦浪、三蘭巴海，在尕別列村匯入黃河。

街子溝在區(qū)域上處于青藏高原向黃土高原過渡的斜坡急劇變形帶，循化南山聳立于街子溝河源區(qū)，街子溝自南向北切割中高山區(qū)及丘陵區(qū)。區(qū)內(nèi)總地勢(shì)向北傾斜，呈南高北低，坡降大，溝谷縱橫，地形切割破碎。該區(qū)域深居內(nèi)陸，遠(yuǎn)隔海洋，屬典型的半干旱大陸性氣候，具高寒、干旱、日照時(shí)間長，太陽輻射強(qiáng)，晝夜溫差大的特點(diǎn)。多年平均氣溫9.1℃，多年平均降水量為271.5 mm。

2 地下水類型及含水巖組特征

街子溝河谷平原地下水類型為單一的松散巖類孔隙水(圖1)，松散沉積層較厚，地勢(shì)低，是地下水徑流富集匯聚的較好場(chǎng)所。主要賦存于河漫灘及Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地的砂礫卵石層，泥質(zhì)砂礫卵石層中，與河水有密切水力聯(lián)系。含水層多被鑲嵌在以新近系、古近系紅色泥巖為隔水底板和隔水邊界的狹長槽型河谷中[5]。

圖1 街子溝水文地質(zhì)簡圖

街子溝溝谷全長19 km，河谷一般寬度為0.2～1.5 km，由Ⅱ、Ⅲ級(jí)階地構(gòu)成寬谷平原。含水層主要分布在漫灘及Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地的狹長范圍內(nèi)。水位埋深在漫灘及Ⅰ級(jí)階地3.42～7.43 m，Ⅱ級(jí)階地8～10 m，Ⅲ級(jí)階地15～20 m。含水層巖性以砂礫卵石為主。在上游拉雄段Ⅰ級(jí)階地上與河水有水力聯(lián)系的ZK18號(hào)孔揭露：河谷潛水埋深5.94 m，含水層厚13.86 m，水位降深7.49 m時(shí)，涌水量1641.6 m3/d，計(jì)算涌水量1230.7 m3/d。潛水礦化度0.519 g/L，屬HCO3·SO4-Ca·Na型淡水(表1、圖2)；在中游塘坊段Ⅰ級(jí)階地上與河水有水力聯(lián)系的ZK14號(hào)孔揭露：河谷潛水埋深3.42 m，含水層厚3.68 m，水位降深0.82 m時(shí)，涌水量121.56 m3/d，計(jì)算涌水量284.8 m3/d。潛水礦化度0.869 g/L，屬HCO3·CL·SO4-Mg·Na型淡水。下游蘇哇村Ⅱ級(jí)階地ZK7號(hào)孔揭露：河谷潛水埋深9.99 m，含水層厚3.51 m，水位降深2.64 m時(shí)，涌水量28.08 m3/d，計(jì)算涌水量27.8 m3/d。潛水礦化度1.514 g/L，屬Cl·SO4·HCO3-Ca Na·Mg型微咸水。

表1 街子溝水文地質(zhì)鉆孔資料

圖2 街子溝上游拉雄段水文地質(zhì)剖面圖(A—A′)

自上游拉雄段至下游蘇哇村段，河谷寬度逐漸變窄，基底隆起，紅層裸露，含水層由厚變薄，蘇哇村以南地下水大量排泄。地下水自上游到下游水質(zhì)由好到壞呈現(xiàn)律性變化。水量豐富地段位于上游拉雄段，計(jì)算涌水量大于1000 m3/d，富水性等級(jí)為豐富，其余地段水量中等。

3 補(bǔ)給、徑流、排泄條件

街子溝在恰牛以上地段為河水全部滲入補(bǔ)給地下水，恰牛至牙日段為河水排泄地下水，拉雄至古及來段河水補(bǔ)給地下水，羊苦浪至三蘭巴海河水排泄地下水，而三蘭巴海以下至黃河邊轉(zhuǎn)為地下水補(bǔ)給河水(圖3)。

圖3 街子溝水文地質(zhì)縱剖面圖(B—B′)

4 地下水動(dòng)態(tài)特征

街子溝中上游河谷漫灘及Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地，地下水位受河水補(bǔ)給影響具典型的水文型特征。下游Ⅱ、Ⅲ級(jí)階地內(nèi)的地下水，由于階地為基座類型，分布不連續(xù)，地下水主要靠渠水及農(nóng)灌水的滲漏補(bǔ)給，并由階地上游向下游運(yùn)動(dòng)，最后在下游排泄于地表水。據(jù)街子溝刺繡廠監(jiān)測(cè)井資料，街子溝下游Ⅰ級(jí)階地水位變幅0.3～0.8 m，最大可達(dá)1.2 m，年內(nèi)水位變幅較大，受河流流量影響明顯， 整體來說地下水位呈現(xiàn)出于每年的8—10月，河水流量達(dá)到最大值時(shí)對(duì)應(yīng)的地下水位也達(dá)到峰值，進(jìn)入11月河水流量減少，地下水位開始下降的趨勢(shì)(圖4)。 據(jù)街子溝下游ZK7監(jiān)測(cè)井資料，Ⅱ級(jí)階地水位變幅0.1～0.2 m，最大0.4 m以上，年內(nèi)水位變幅小，水位埋深大，主要靠上游徑流及渠水、灌溉水的滲漏補(bǔ)給而形成(圖5)。

圖4 街子溝下游刺繡廠監(jiān)測(cè)井水位動(dòng)態(tài)曲線

圖5 街子溝下游ZK7監(jiān)測(cè)井水位動(dòng)態(tài)曲線

5 水化學(xué)特征

街子溝河水一般為無色、透明或半透明，河水水溫隨氣溫的變化而變化。一般在5℃～20℃之間，隨海拔增高而降低，河水礦化度一般在0.3～0.5 g/L之間，水化學(xué)類型為 HCO3-Ca 或 HCO3·SO4-Ca·Na 型，水質(zhì)好。

街子溝松散巖類孔隙潛水樣品的piper三線圖解全部落于“1區(qū)”，反應(yīng)了堿土金屬離子超過堿金屬離子的特征。自上游到下游的水樣結(jié)果從“3區(qū)”過渡到“4區(qū)”(圖6)，弱酸根離子減少而強(qiáng)酸根離子增加，地下水礦化程度升高。

圖6 街子溝松散巖類孔隙水三線圖解

6 結(jié)論

1)通過水文地質(zhì)測(cè)繪、水文地質(zhì)鉆探等工作，圈定了街子溝上游拉雄段為富水地段，含水層厚12.37～13.86 m，實(shí)際涌水量1000.24～1425.6 m3/d，礦化度0.48～0.52 g/L，水化學(xué)類型為HCO3·SO4-Ca·Na。

2)街子溝河谷潛水與河水之間互為補(bǔ)給和排泄，相互之間關(guān)系密切。

3)街子溝中上游河谷漫灘及Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地，地下水位受河水補(bǔ)給影響具典型的水文型特征。