惠州市金山新城規(guī)劃區(qū)水文地質(zhì)特征分析

鄭國棟

（廣東省地質(zhì)局第七地質(zhì)大隊(duì)，廣東 惠州 516008）

在現(xiàn)如今的社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，大部分與水資源有關(guān)的工程都與水文工作密切相關(guān)，二者相輔相成。因此，在城市化進(jìn)程中，城市地質(zhì)調(diào)查中的水文地質(zhì)調(diào)查具有不可替代的作用。本文以惠州市金山新城規(guī)劃區(qū)為例，分析區(qū)域水文地質(zhì)特征。

1 研究區(qū)自然背景

研究區(qū)位于惠州市惠城區(qū)南部，是惠州市重點(diǎn)打造的戰(zhàn)略區(qū)域。區(qū)內(nèi)地貌分為沖積平原和丘陵兩大類，位于西枝江流域。研究區(qū)地處低緯度區(qū)，海拔最高不超過300 m，大部分區(qū)域海拔低于50 m，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，具有明顯的干、濕季節(jié)。氣候溫和，陽光充足，夏季受南海熱帶低氣壓及太平洋臺風(fēng)天氣的影響，易出現(xiàn)洪澇災(zāi)害。

2 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

2.1 地層

研究區(qū)地層[1]主要為早-中二疊紀(jì)棲霞組（P1-2q）、晚三疊紀(jì)小坪組（T3x）、早侏羅紀(jì)橋源組（J1qy）、早侏羅紀(jì)塘廈組（J1-2t）和第四系全新統(tǒng)（Qh）。棲霞組以灰-灰黑色的薄-厚層狀灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主；小坪組上部以灰-灰黑色的粉砂質(zhì)泥巖為主，中下部以灰黑色-灰白色、紫紅色的粉砂巖、細(xì)砂巖為主，底部為一層底礫巖。塘廈組（J1t）為灰色、紫色的細(xì)粒長石石英砂巖、粉砂巖、凝灰質(zhì)砂巖。橋源組下部為灰白色的厚層狀細(xì)粒石英（雜）砂巖，中部為灰白色的厚-中層狀粉砂巖，上部為灰白色的細(xì)粒長石石英砂巖、雜色的粉砂巖互層。第四系全新統(tǒng)主要為陸相沉積的砂、砂礫、卵石層。

2.2 構(gòu)造

惠州斷裂（F11）沿西北向斜貫研究區(qū)，規(guī)模較大，區(qū)內(nèi)出露長度為2 km，寬度一般為10～60 m，最寬超過100 m，沿走向呈舒緩波狀，總體走向?yàn)?35°～150°，傾向?yàn)?5°～60°，傾角為65°～75°，破碎帶分為斷層角礫巖帶、片理化帶和構(gòu)造透鏡體帶。該區(qū)域具有明顯的分帶和多次活動性，活動規(guī)律以張性—壓扭性—張扭性交替進(jìn)行。

燕子巖斷裂（F4）長約為1.6 km，寬達(dá)數(shù)米，總體走向?yàn)?5°～55°，傾向?yàn)?90°，傾角為45°～60°。局部見糜棱巖化含炭質(zhì)絹云黏土板巖。經(jīng)推測，其為外圍西南側(cè)黃洞斷裂組的延伸段。

2.3 巖漿巖

巖漿巖出露面積較大，主要為晚白堊紀(jì)中細(xì)粒斑狀黑云母鉀長花崗巖（ξγK2），呈淺肉紅色，屬于塊狀構(gòu)造，具似斑狀結(jié)構(gòu)，普遍見鈉長石化。區(qū)內(nèi)花崗巖大多致密堅(jiān)硬，局部節(jié)理裂隙發(fā)育，表層由厚0.5～2.0 m 的風(fēng)化殘積土層覆蓋。巖體與地層呈侵入接觸關(guān)系，并使圍巖發(fā)生接觸變質(zhì)作用。

3 研究區(qū)地下水的水文地質(zhì)特征

根據(jù)地下水的賦存形式和含水介質(zhì)特征，研究區(qū)地下水分為松散巖類孔隙水、紅層孔隙裂隙水、碳酸鹽巖溶隙裂隙水[2]（巖溶水）及基巖裂隙水四類。

3.1 松散巖類孔隙水特征

研究區(qū)內(nèi)松散巖類孔隙水含水巖組為全新世和晚更新世的河流相松散堆積物，主要分布于西枝江及淡水河兩岸。地面平坦開闊，坡度較小，西枝江流入本區(qū)后迂回彎曲，在這一帶頻繁改道，故平原區(qū)內(nèi)牛軛湖、廢棄的河曲隨處可見，屬于迂回型沖積平原[3]。

含水層主要為細(xì)砂、中粗砂、礫砂及圓礫等，沉積層厚度一般為9～20 m，最厚達(dá)24.9 m，一般埋藏于5～12 m 厚的粉質(zhì)黏土之下，水位埋深一般為1.5～10.0 m，地下水多為微承壓水，少量為潛水，主要含水層粉細(xì)砂滲透系數(shù)一般為3.50～6.99 m/d，粗砂、礫砂滲透系數(shù)一般為21.45～85.46 m/d。據(jù)分析，單孔涌水量較大，水化學(xué)類型以HCO3·Cl-Na·Ca型為主，礦化度絕大部分地段小于200 mg/L，個別礦化度介于500～887 mg/L，為低礦化度淡水。由于河床切割深度到達(dá)下部含水層，河水與地下水水力聯(lián)系密切。

3.2 紅層孔隙裂隙水特征

紅層孔隙裂隙水含水巖組分布于研究區(qū)中部偏西，主要為惠州學(xué)院-苗嶺沿線東側(cè)、官橋村-沙澳村一帶，水量貧乏，面積為7.08 km2。含水巖組由紫紅色砂礫巖、含礫砂巖、粉砂巖等組成，地下水主要賦存于巖石的孔隙及風(fēng)化裂隙中，裂隙不發(fā)育，并多被黏性土充填、覆蓋，透水性差，地下水露頭不多，水位埋深隨地形、季節(jié)變化，地下水埋深為3.0～8.0 m。單孔涌水量為12.33～27.42 m3/d，地下徑流模數(shù)為1.00～4.93 L/（s·km2），地下水礦化度為150～275 mg/L，屬HCO3-Ca 型水或HCO3·Cl-Na·Ca 型水。

3.3 碳酸鹽巖溶隙裂隙水（巖溶水）特征

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，三棟鎮(zhèn)葉挺大道兩側(cè)存在隱伏巖溶（見圖1），巖性為二疊紀(jì)棲霞組灰?guī)r、大理巖。

圖1 研究區(qū)隱伏巖溶分布

水量極貧乏，面積為1.76 km2，地層發(fā)育溶洞、土洞。按可溶巖地層[4]的出露條件，將隱伏巖溶劃分為埋藏型巖溶和淺覆蓋巖溶，巖溶總體上不發(fā)育，巖溶半充填，充填物為粉細(xì)砂夾黏性土，透水性差。土洞、溶洞屬覆蓋型，埋深為10.9～35.2 m，地下水水位埋深為2.9～15.6 m。單孔涌水量為36.70 m3/d，地下水礦化度為457.14 mg/L，屬HCO3·Cl-Ca 型水。

二疊紀(jì)棲霞組地層形成后，晚白堊紀(jì)的鉀長花崗巖沿研究區(qū)西南部的西北向、東北向斷裂侵入，使棲霞組地層中的灰?guī)r發(fā)生接觸變質(zhì)作用，形成大理巖。碳酸鹽類地層處于丘前谷地，地下水動力強(qiáng)，碳酸鹽類地層受地下水沖刷、溶蝕的過程中形成土洞、部分可見溶洞。在南山村組、橋源組和棲霞組地層交界處，由于不同地層的層間縫隙較大，因此地下水中的碳酸鹽類容易沉積，形成鈣質(zhì)膠結(jié)物（見表1）。因此，研究區(qū)隱伏巖溶區(qū)面積較小，局部土洞、溶洞發(fā)育，富水性貧乏，但有可能是巖溶裂隙、管道被充填物堵塞所致，局部仍可能存在富水地段。

表1 研究區(qū)巖溶分布特征

3.4 基巖裂隙水特征

惠州斷裂帶埋深為35.70～38.70 m，穿過橋源組、小坪組、晚白堊紀(jì)侵入巖等地層。斷層帶含水層具一定的承壓性，鉆孔施工過程中出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，并形成水頭高度約0.5 m 的自流井。根據(jù)抽水試驗(yàn)成果，斷層帶滲透系數(shù)為0.383 m/d，單位涌水量為0.055 L/（s·m）；斷層帶滲透系數(shù)為0.542 m/d，單位涌水量為0.090 L/（s·m）。當(dāng)斷層構(gòu)造作用以壓扭性變形為主且節(jié)理裂隙具泥質(zhì)充填物時，斷層帶含水層滲透性為中等透水，富水性基本為中等富水。

4 地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件

研究區(qū)地處亞熱帶，雨量充沛，河、湖、庫、渠等地表水體發(fā)育，為地下水的補(bǔ)給提供比較充足的水源。基巖山區(qū)斷裂比較密集，地表淺部巖石破碎、裂隙發(fā)育，有利于大氣降水的滲入補(bǔ)給。第四紀(jì)松散巖類分布區(qū)地表普遍有弱透水的粉質(zhì)黏土分布，加上地形平緩，有利于滲入補(bǔ)給地下水，平原區(qū)地下水受周邊基巖裂隙水的側(cè)向補(bǔ)給，也是地下水補(bǔ)給來源之一?；鶐r山區(qū)一般地勢較高，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)過短暫流動，便以泉或滲透的形式排入附近河溪?；鶐r裂隙水[5]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，并以上升泉形式排泄出露。山間谷地一般沿河溪兩側(cè)狹長分布，地下水徑流途徑短，易排入附近河溪。

5 結(jié)論

研究區(qū)地下水類型主要為松散巖類孔隙水、紅層孔隙裂隙水、碳酸鹽巖溶隙裂隙水及基巖裂隙水。研究區(qū)存在隱伏巖溶區(qū)，局部地段土洞、溶洞發(fā)育，曾發(fā)生巖溶地面塌陷，應(yīng)進(jìn)一步查明巖溶地下水分布及動態(tài)特征。研究區(qū)內(nèi)惠州斷裂分布段為導(dǎo)水?dāng)嗔?，且?gòu)造裂隙水具一定承壓性，工程建設(shè)中應(yīng)關(guān)注該斷裂走向分布及影響范圍，防范地下突水。研究區(qū)存在優(yōu)質(zhì)地下水分布地段，主要分布在西枝江兩側(cè)砂土地層中，該層富水性好、滲透性強(qiáng)，在河流的直接補(bǔ)給下，單井出水量可以超過1 000 m3/d，但也因?yàn)殡x河流較近，易被有污染的地表水影響而導(dǎo)致水質(zhì)變差，應(yīng)加強(qiáng)統(tǒng)一管理和保護(hù)，保護(hù)珍貴的地下水資源。