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民勤县第二供水水源地水文地质特征及地下水资源评价

日期:2018-06-26 10:34:29 浏览次数:
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  摘 要: 本文对民勤县第二供水水源地水文地质特征进行详细分析,进而对地下水资源进行评价,为地区合理开发利用地下水资源与国民经济发展提供科学的依据。
  关键词: 民勤县; 第二供水水源地; 水文地质; 地下水资源; 评价
  民勤县地处河西走廊内陆河流域的石羊河水系下游,多年来水资源短缺的矛盾一直未得到很好的解决,生态环境恶化问题日益突出,严重影响着当地社会经济的可持续发展。民勤县城已有水源地的供水能力已不能满足城市经济发展和居民生活水平改善的需求,县城水资源供需矛盾日益突出。
  民勤县城第二供水水源地(冯家滩水源地)位于县城西南的红崖山水库—腾格里沙漠边缘的重兴乡黑山村冯家滩庄一带,地下水资源蕴藏较丰富,水质、水量相对较佳,供水水文地质条件良好。
  勘察区地处河西“多”字型构造体系与东西构造带交汇部位,并共同与祁吕贺兰山字型构造阿(阿拉善)—宁(宁夏)盾地相重叠,是区域基本构造轮廓。勘察区及其外围地层以第四系为主,前第四系及侵入岩仅零星分布于红崖山,苏武山等地。
  1.勘察区水文地质特征
  1.1含水层岩性及富水性
  (1)地下水赋存特征
  勘察区地下水可分为基岩裂隙水和松散岩类孔隙水。基岩裂隙水仅仅分布于红崖山一带,含水层为片岩、片麻岩,表层风化裂隙发育,含水层富水性较差,单井降深30m的涌水量一般为10m3/d~15m3/d。据本次调查统计,勘察区地下水位(水头)的埋深变化较大。隐伏断层以南地下水位(水头)埋深从小于3m、3m~10m和大于10m的地带均有分布,其中冯家滩苗圃至黑山村以西围绕红崖山水库的地带地下水位(水头)埋深一般小于3m,东部的腾格里沙漠边缘地带地下水位(水头)埋深一般大于10m,介于二者之间的中部地带地下水位(水头)埋深为3m~10m。
  (2)地下水的补、径、排条件
  据调查,近十年来在沙漠边缘新施工开采井270余眼,年开采量近800万m3。虽然灌区内地下水多年呈严重超采状态,沙漠边缘地下水开采量也呈逐年增大的趋势,但在沙漠边缘地下水位下降却很小,基本呈稳定状态,由此可以判定腾格里沙漠地下水补给强度较大,是沙漠边缘地下水的主要补给来源。勘察区地下水主要补给来源为沙漠地下水及红崖山水库水渗漏的侧向径流补给,次为勘察区内渠系田间灌溉渗漏入渗补给,大气降水的入渗补给十分有限。
  (3)含水层富水性分区
  拟建的冯家滩水源地在区域上属较强富水地段。勘察区隐伏断层两侧含水层富水性存在较大的差别。断层以南深层承压含水层富水性呈南北向条带状分布,K1孔西侧以东的广大地带(包括拟建冯家滩水源地大部),第四系松散层厚度大于300m,含水层富水性较好,拟建的冯家滩水源地在区域上属较强富水地段。断层以北的广大沙漠及绿洲区,尽管第四系厚度较大,但由于断层颗粒总体较细,粘土含量较大,故含水层富水性中等,单井出水量介于1000m3/d~1500m3/d之间。
  1.2 地下水水质
  (1)地下水水化学水平变化规律
  勘察区大部深层承压水属氯化物—硫酸盐型水,分布面积约占勘察区面积的65%左右,水化学类型基本为单一的CL--SO42--Na+型水,断层以北的广大地带基本为矿化度大于1.0g/L(实际为1.592g/L~1.603g/L)的微咸水,断层以南为矿化度0.662g/L~0.863g/L的淡水。由此不难看出,位于断层以南的拟建冯家滩水源地处于深层承压水水质相对较好的区域。
  (2)地下水水化学垂直变化规律
  据位于勘察区冯家滩水源地K1、K2勘探孔(孔深均为250m)不同深度水质分析资料,试验段深度分别为150m、200m、250m时,水化学类型均为CL--SO42--Na+型水,矿化度K1孔为0.636g/L~0.662g/L、K2孔为0.767g/L~0.883g/L。由此可以看出,勘察区拟建水源地地下水矿化度自上而下逐步减低、水质逐步变好的趋势是显而易见的。
  1.3 地下水动态
  地下水位动态是地下水不同的补给、径流和排泄关系的动态反映,可分为年内动态和多年动态。包括勘察区拟建冯家滩水源地浅层潜水—承压水及深层承压水的地下水水质基本呈稳定状态,矿化度多年变幅小于0.10~0.15g/L。
  2. 勘察区地下水资源评价
  2.1 地下水均衡
  水源地地下水补给量为3384.30×104m3/a,其中,地下水侧向径流量占水源地地下水总补给量的82.37%,水库渗漏、渠系田间灌溉水的入渗量占17.21%,降凝水入渗量仅占0.42%;水源地地下水排泄量为3383.61×104m3/a,其中,地下水侧向径流量占水源地地下水总排泄量的97.12%,地下水开采量和蒸发蒸腾量占2.88%。均衡差为+0.61×104m3/a,地下水呈基本平衡状态(表1)。水源地地下水均衡计算结果符合实际。
  2.2 地下水补给资源和储存资源
  (1)地下水补给资源
  拟建的冯家滩水源地地下水补给资源量为3384.30×104m3/a(9.27×104m3/d),地下水侧向径流补给量占水源地地下水总补给量的82.37%。其中,水源地浅层潜水—承压水补给量由地下水侧向径流、红崖山水库渗漏、渠系田间灌溉入渗和降凝水入渗补给量组成,地下水补给量为1231.27×104m3/a(3.37×104m3/d),占水源地地下水总补给资源量的36.38%;水源地深层承压水只接受来自南部沙漠区的地下水侧向径流补给,没有来自上部浅层潜水—承压水的越流补给(深层水与浅层水之间存在稳定的由亚砂土、亚粘土层组成的隔水层),水源地深层承压水的补给量为2153.03×104m3/a(5.90×104m3/d),占水源地地下水总补给资源量的63.62%。由此不难看出,水源地地下水补给资源量不论是浅层潜水—承压水还是深层承压水,均主要为来自南部沙漠区的地下水侧向径流补给。
  (2)地下水储存资源
  拟建的冯家滩水源地地下水储存资源量为25.16×108m3。其中浅层潜水—承压水储存资源量为7.01×108m3,占水源地地下水储存资源总量的27.86%;深层承压水储存资源量为18.15×108m3,占水源地地下水储存资源总量的72.14%(表2)。
  2.3 水源地地下水允许开采量
  拟建水源地深层承压水允许开采量为1462.76×104m3/a(4.01×104m3/d),除去消耗的深层承压水储存资源量826.35×104/a,实际利用的水源地深层承压水补给量为636.41×104m3/a,占水源地深层承压水总补给量2153.03×104m3/a的29.56%;且水源地深层承压水的储存资源量为18.15×108m3,可以充当允许开采量的后备资源,允许开采量每年所消耗的储存资源量仅占深层承压水储存资源的0.46%。因此,拟建水源地深层承压水允许开采量1462.76×104m3/a(4.01×104m3/d)的保证程度较高,可满足民勤县城第二供水水源地3.0×104m3/d供水量的需求。
  2.4 水源地深层承压水合理开发利用方案
  根据拟建水源地勘探区深层承压水开采条件、允许开采量和含水层渗透系数、抽水井影响半径等水文(本文来自:www.bdFqY.cOM 千 叶帆文 摘:民勤县第二供水水源地水文地质特征及地下水资源评价)地质参数综合分析,确定水源地布井区位于K1勘探孔以东、K2勘探孔以西,南北介于水源地勘探区的地形相对平缓的地带内(避开沙漠分布区),既位于拟建水源地勘探区的中东部地带。布井区基本沿N18°E长方形展布,东西宽1.5km,南北长约3.0km,面积4.5km2,共布设3排供水井,供水井数12眼(已完成施工的K1孔为10#供水井),井深均为250m,井径550mm,全孔段下入钢管或铸铁管,管径330mm,埋深100m以上黏土永久止水,井距400m,开采层位均为100m以下的深层承压含水层;设计单井开采量3000m3/d(125m3/h),水位最大降深15m~20m,总开采量3.0×104m3/d。
  参考文献:
  [1] 甘肃省地质矿产局. 甘肃省区域地质志[M]. 地质出版社, 1989.
  [2] 张贤良. 凉泉水源地水文地质特征及地下水资源评价[J]. 地下水, 2012, 34(6).

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