王洪磊 李 偉 吳宏濤

(中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心，河北 保定 071051)

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·巖土工程·地基基礎(chǔ)·

順平縣地下水蓄水構(gòu)造及找水方向★

王洪磊 李 偉 吳宏濤

(中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心，河北 保定 071051)

依據(jù)蓄水構(gòu)造理論，在分析工作區(qū)地層、構(gòu)造條件及地下水補給、徑流、排泄條件的基礎(chǔ)上，總結(jié)出順平縣地下水主要的區(qū)域性蓄水構(gòu)造類型，并提出了該區(qū)地下水找水方向與開發(fā)利用模式，有助于當?shù)卮迕窈侠黹_發(fā)利用地下水。

基巖地下水，蓄水構(gòu)造，找水方向

順平縣位于保定西部太行山區(qū)，受山區(qū)自然條件限制，普遍存在不同程度的缺水難題，水源也成為了制約當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展和群眾生活水平提高的一個重要原因。本項工作依托地質(zhì)大調(diào)查項目，在順平縣山區(qū)成功實施基巖井12眼，解決了近兩萬人吃水難題；并在蓄水構(gòu)造理論的基礎(chǔ)上對基巖地下水的賦存規(guī)律進行了研究與總結(jié)[1]。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

1.1 地形地貌

研究區(qū)位于保定西部太行山區(qū)，群山峰巒，中部斷拗，形成四周高，中間低的盆地地貌景觀，山勢西北高，向東南傾斜插入華北平原。順平縣地處唐河、界河之間的河間地段，地表水流除天然流至界河、唐河外，中間槽形地帶可謂地表良好集水場所，各條干谷、溪流集于安陽經(jīng)李思莊山口向東南流泄組成蒲陽河。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)位于太行山中北段東側(cè)，在大地構(gòu)造單元的劃分上，屬于中朝準地臺—山西斷隆與燕山臺褶帶接觸部位。

安陽復(fù)向斜總體呈北東東向，東側(cè)揚起，并向北東方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。其核部由寒武系—奧陶系組成，由于沿軸向發(fā)育三條疊瓦狀逆斷層，致使寒武、奧陶系地層反復(fù)出現(xiàn)，形成一系列相間分布的背斜、向斜構(gòu)造形態(tài)。

參考《河北省構(gòu)造體系圖說明書》，安陽向斜構(gòu)造及其周邊構(gòu)造主要屬于近東西向緯向構(gòu)造體系和壓扭性北東向構(gòu)造體系。組成緯向構(gòu)造帶的一系列沖斷層及褶皺，西向東其走向逐漸向北東方向偏轉(zhuǎn)，而成為新華夏系構(gòu)造成分。二者走向無明顯界線，然而卻分屬不同體系，是由中生代的緯向構(gòu)造應(yīng)力場與新華夏系應(yīng)力場聯(lián)合作用的結(jié)果。緯向構(gòu)造以壓性為主，以配套發(fā)育南北向張性構(gòu)造；新華夏系斷裂走向北東—北北東向，多為壓扭性構(gòu)造，配套發(fā)育北西—北西西張性構(gòu)造，其主要構(gòu)造形跡為安陽向斜，該區(qū)蓄水構(gòu)造模式的劃分也是圍繞安陽向斜作為分類的依據(jù)。

2 水文地質(zhì)條件

2.1 地下水的補給、徑流、排泄

大氣降水是該區(qū)地下水的主要補給來源，補給方式通過構(gòu)造斷裂與裂隙垂直滲漏進行。地下水因受季節(jié)性降水的影響，山區(qū)泉水流量變化較大，第四系潛水水位變化幅度在2 m～8 m之間。

地表水與地下水為相互聯(lián)系的統(tǒng)一體，在不同的自然條件下，以不同形式相互轉(zhuǎn)化。在山區(qū)，大氣降水后，成為暫時地表水散流，但很快沿斷裂、裂隙等通道轉(zhuǎn)為地下水，而且以向下的垂直遷移為主，循環(huán)劇烈，多數(shù)裂隙都暫時含水。由于斷裂、裂隙對地下水的控制作用，裂隙脈狀水占主導(dǎo)地位，地下水分布成層性則較差。

山區(qū)和盆地，地下水的補給和排泄相互有密切的關(guān)系。山區(qū)地下水，一方面以侵蝕泉、接觸泉、斷層泉排出地表，唐河及其支流是地下水的主要排泄通道；另一方面，通過裂隙斷層補給盆地和山前傾斜平原。在盆地和山前平原中地下水除受大氣降水、基巖裂隙水的補給外，在雨季還受地表水的補給。隨著區(qū)域水位的下降及人工開采的增加，地下水以泉的形式排泄逐漸減弱，甚至消失，而井孔開采量迅速增長，成為地下水排泄的重要方式。

總之，本區(qū)地下水徑流、排泄條件良好，礦化度較低，區(qū)內(nèi)構(gòu)造褶皺、斷裂、裂隙發(fā)育對地下水的儲存運移起著重要作用[2]。

2.2 飲水現(xiàn)狀

順平縣山區(qū)北部，即保淶公路以北的楊家臺一帶，由于人口稀少、經(jīng)濟條件較差，水源以淺層地下水為主，開發(fā)形式為人工大口井。唐河、界河河谷松散層中地下水較為豐富，成為當?shù)鼐用竦娘嬎础０碴栂蛐焙瞬亢湎捣植紖^(qū)，包括郭家莊、小掌、燕子水等村莊，由于地下水缺乏，主要通過大口井開發(fā)利用淺層地下水。安陽向斜核部奧陶系及兩翼的薊縣系分布區(qū)，地下水較為豐富，鉆孔密布，深井則成為主要的地下水開采方式。順平縣城區(qū)位于山前沖洪積平原，未實行統(tǒng)一集中供水，各單位自備井分散式開采。其地下水源為第四系松散層孔隙水和片麻巖風(fēng)化殼孔隙裂隙水，隨著地下水位的下降，多數(shù)井孔出水量不足，甚至個別井孔干枯，已經(jīng)開始影響當?shù)鼐用竦挠盟?。順平縣水資源短缺的主要原因有：1)受限于自然、地質(zhì)等因素的貧水區(qū)；2)人口增加對水資源的需求增加；3)已有水井由于水位下降而干枯造成的缺水。

3 蓄水構(gòu)造模式

順平縣地下水分布、賦存狀況主要受地層巖性、區(qū)域性的構(gòu)造及其次級構(gòu)造控制。安陽復(fù)向斜是順平縣主要構(gòu)造形式，向斜核部主要由奧陶系灰?guī)r組成，下伏寒武系，且在核部的南北兩側(cè)出露；薊縣系—長城系白云巖構(gòu)成向斜的兩翼，且在南部薊縣系與太古界呈斷層接觸關(guān)系。上述地層分布及構(gòu)造特征，決定了順平縣境內(nèi)形成四段不同類型的富水帶。綜合分析工作區(qū)的地層、構(gòu)造條件，以及地下水的補給、徑流、排泄條件，順平縣境內(nèi)主要有四類區(qū)域性蓄水構(gòu)造類型[3，4]，即：碳酸巖巖溶裂隙—巖層阻水型蓄水構(gòu)造(Ⅰ)，碳酸巖巖溶裂隙—向斜盆地蓄水構(gòu)造(Ⅱ)，碳酸巖巖溶裂隙、松散層孔隙—巖層阻水蓄水構(gòu)造(Ⅲ)和變質(zhì)巖類風(fēng)化殼孔隙裂隙蓄水構(gòu)造(Ⅳ)，見圖1。

1)碳酸巖巖溶裂隙—巖層阻水型蓄水構(gòu)造。該類型位于安陽復(fù)向斜的北部，巖石裸露，溝谷深切，含水層為長城系—薊縣系白云巖。區(qū)內(nèi)地下水補給來源以大氣降水入滲為主，斷層構(gòu)造帶和裂隙是地表水入滲及地下水徑流的通道，同時也是地下水賦存空間；地下水徑流隨地勢由北而南，在保淶路一線遇寒武系下統(tǒng)泥頁巖受阻，而成為地下水富集帶。斷裂構(gòu)造的存在是成井的必備條件，如果多條斷層交匯部位，則更加有利于成井。

順平縣大黃峪示范工程孔即位于此富水帶內(nèi)，孔位位于N10°E/NW∠80°斷層和N60°E/SE∠74°斷層的交匯處，巖石破碎，井深160 m，出水量30 m3/h。

2)碳酸巖巖溶裂隙—向斜盆地蓄水構(gòu)造。安陽復(fù)向斜核部即為此類型蓄水構(gòu)造的范圍，即蒲陽河上游流域面積。寒武系下統(tǒng)泥頁巖組成蓄水構(gòu)造的外圍邊界及隔水底板。大氣降水是地下水的主要補給來源，沿裂隙向安陽盆地中心匯集，少量地下水以泉的形式于導(dǎo)務(wù)一帶排出，大部分在安陽南部于李思莊一帶沿斷裂向下游徑流排泄。

李思莊示范孔孔深154 m,單井出水量60 m3/h ，即位于此強徑流帶斷層上，見圖2。由于安陽向斜內(nèi)分布有北東東—東西向逆斷層，對地下水的徑流起阻滯作用，局部成泉，如先鋒村西部泉水即為此成因。

3)碳酸巖巖溶裂隙、松散層孔隙—巖層阻水蓄水構(gòu)造。此區(qū)位于安陽復(fù)向斜的南翼，北部基巖出露，南部被第四系所覆蓋。該蓄水構(gòu)造含水層為雙層結(jié)構(gòu)，下為薊縣系白云巖，上為第四系松散層；存在兩種地下水類型，即碳酸巖類巖溶裂隙水和松散層孔隙水。

該區(qū)地下水補給來源主要有大氣降水的入滲補給和安陽向斜蓄水構(gòu)造的地下徑流補給，而南部松散層地下水以下伏白云巖巖溶裂隙水頂托補給為主。地下水徑流總體方向由北向南，在基巖內(nèi)沿構(gòu)造帶及裂隙流動，在松散層內(nèi)則于孔隙內(nèi)流動。地下水徑流過程中，遇太古界變質(zhì)巖受阻，于蘇家疃北部形成富水帶，因此，此地帶內(nèi)機井密度大，地下水開采程度高。地下水賦存于碳酸巖構(gòu)造帶、裂隙及第四系孔隙中。

蘇家疃示范工程孔即位于此帶內(nèi)，孔深168 m，第四系厚105 m，該段富水性較差；106 m以深為白云巖，106 m～140 m巖石破碎嚴重，為主要出水段，單井出水量大于100 m3/h，如圖3所示。

4)變質(zhì)巖類風(fēng)化殼孔隙裂隙蓄水構(gòu)造。在縣境的南部，即蘇家疃—壇山—常莊大村一線以南，太古界變質(zhì)巖零星出露，大部分為第四系所覆蓋，山前覆蓋層厚度多為20 m～30 m。區(qū)內(nèi)地下水類型為孔隙裂隙水，接受大氣降水補給為主，富水性有限，一般單井出水量5 m3/h～20 m3/h，成井深度多小于80 m。隨著地下水位的逐年下降，第四系孔隙水已接近疏干，地下水多賦存于變質(zhì)巖風(fēng)化殼孔隙裂隙中。變質(zhì)巖風(fēng)化程度隨深度的增加而減弱，發(fā)育深度一般不超過80 m。

4 找水方向及開采模式

順平縣主要水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型有松散巖類、碳酸鹽巖類、碎屑巖類和變質(zhì)巖類等地層類型。在蓄水構(gòu)造模式的基礎(chǔ)上，對順平縣地下水找水方向及開采模式進行了劃分。各開采分區(qū)與蓄水構(gòu)造模式分區(qū)一致，其找水方向與開采模式見表1。

表1 順平縣山區(qū)找水方向及開采模式表

5 結(jié)語

1)在調(diào)查和分析區(qū)域地質(zhì)及構(gòu)造條件的基礎(chǔ)上，對順平縣蓄水構(gòu)造模式進行了劃分，進而提出了區(qū)域找水方向與開采模式。2)通過對找水方向的劃分，為該區(qū)科學(xué)利用地下水提供了科學(xué)依據(jù)，提高了地下水勘查的成功率，有效減少了成井損失。

[1] 劉光亞.基巖地下水[M].北京：地質(zhì)出版社，1979.

[2] 盧金凱.基巖裂隙水的野外調(diào)查方法[M].北京：地質(zhì)出版社，1985.

[3] 趙海卿，張哲寰.洮南市北部丘陵區(qū)基巖裂隙水的賦存規(guī)律與找水方向[J].吉林地質(zhì)，2002(1)：72-78.

[4] 邸志強，金洪濤.遼西蓄水構(gòu)造及找水方向[J].吉林地質(zhì)，2007(2):13-14.

The storage water structure and water-seeking direction on Shunping County★

Wang Honglei Li Wei Wu Hongtao

(Center for Hydrogeology and Environmental Geology, CGS, Baoding 071051, China)

Based on the analysis of stratum, component conditions, underground water supply, runoff, and discharge conditions of work areas, the paper sums up the regional water reservoir components of the underground water in Shunping County, and points out the underground water seaking-direction and development models, so as to enhance the reasonable underground water development of villagers.

bedrock underground water, water reservoir component, water-seeking direction

1009-6825(2016)12-0045-03

2016-02-16

★：國土資源部地質(zhì)調(diào)查項目：燕山-太行山連片扶貧區(qū)1∶5萬水文地質(zhì)調(diào)查(項目編號：121201012000150017)

王洪磊(1982- )，男，工程師

TU991.112

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