王勝舉

（慶陽(yáng)市水利勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院，甘肅 慶陽(yáng) 745000）

環(huán)縣位于甘肅省東北部，地處毛烏素沙漠邊緣，屬隴東黃土高原丘陵溝壑區(qū)。境內(nèi)干旱少雨，地表水資源極為缺乏，且水質(zhì)差，利用難度大，人畜飲水主要靠集蓄天然降水和小電井等分散式供水方式解決，地下水開(kāi)發(fā)利用較少[1]。研究環(huán)縣地下水賦存特征，提出可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用的對(duì)策，對(duì)環(huán)縣經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有極為重要的意義。

1 環(huán)縣地下水賦存特征

環(huán)縣地下水資源，共有三部分含水層，即潛層地下水、半承壓地下水、承壓地下水。淺層水是指由第四系松散巖類和基巖表層風(fēng)化裂隙帶所構(gòu)成的淺水，半承壓地下水是由第三系至第四系（NQ）半膠結(jié)砂礫卵石層的水，承壓地下水是指基巖裂隙水和層間的水。潛層地下水及半承壓地下水，主要靠大氣降水滲透補(bǔ)給，由于本縣年均降雨量?jī)H407.8 毫米，而又集中在7、8、9 三月的短時(shí)間內(nèi)，降水大都排泄轉(zhuǎn)化成地表水即基流，補(bǔ)給量有限，故潛層地下水及半承壓地下水貯量很小。

1.1 潛層地下水

潛層地下水根據(jù)所處地質(zhì)地貌不同分為黃土丘陵潛水區(qū)和河谷溝谷川地潛水區(qū)。

1）黃土丘陵潛水區(qū)。在區(qū)域水文地質(zhì)特征上黃土丘陵潛水區(qū)地下水具有以下規(guī)律：①潛水含水層分布。含水層大多屬下中更新統(tǒng)（Q1+Q21）上部的黃土狀亞粘土層，裂隙孔隙含水，富水性不均勻；在干掌地和掌形地的中心是上更新統(tǒng)早期（Q21）雜色土層，孔隙裂隙含水，富水性較均勻；在一些梁峁溝谷中（主要在安山川和合道川以南）堆積的上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)（Q3+4）黃土狀亞砂土層在負(fù)地形地段零星含水。②潛水補(bǔ)給、徑流和排泄條件。潛水補(bǔ)給來(lái)源是大氣降水，通過(guò)飽氣帶黃土（Q32）或黃土狀亞砂土層（Q3+4、Q21、Q22）下滲，補(bǔ)給區(qū)到排泄區(qū)距離短，一般只數(shù)百米，最長(zhǎng)亦只數(shù)公里，每一水系并各自呈一獨(dú)立補(bǔ)給、徑流、排泄系統(tǒng)，潛水徑流方向基本與地形坡向一致。潛水含水層大多被沖溝切穿，地下水呈泉溢出，泉流量的大小受匯水面積和滲入補(bǔ)給條件所控制，一般來(lái)說(shuō)掌區(qū)泉流量較梁峁區(qū)要大，縣南較縣北要大。潛水徑流量大小直接取決于大氣降水滲入補(bǔ)給量大小，和地形平坦程度有關(guān)，降水量愈大，地形愈平坦，潛水徑流量愈大。③潛水含水層富水性。富水性的大小取決于含水層厚度及其滲透性強(qiáng)弱。含水層厚度多小于50m，滲透系數(shù)由0.5～8.0m/日不等。④潛水埋深。通常殘塬區(qū)在合道川以南埋深一般在100～150m，其他殘塬區(qū)大部在150～250m，在大巴咀塬可深達(dá)284m。掌區(qū)在被深切的溝中挖井，潛水位大多在15～30m。馬坊川至代陳溝一線以北多在30～50m。掌地上游與梁峁交接部位可大于50m，最深在80～120m，梁峁?jié)撍跍瞎戎虚_(kāi)挖，大多小于15m，一般潛水位與附近溝谷長(zhǎng)流水面標(biāo)相接近。⑤潛水水質(zhì)。由南而北，在水平方向上，由分水嶺向溝谷礦化度有升高的規(guī)律，陰離子由重碳酸過(guò)渡到硫酸型又過(guò)渡到氯化物型，陽(yáng)離子由鈉鈣或鎂鈣離子過(guò)渡為鈉離子為主，又過(guò)渡為鎂離子為主。⑥潛水動(dòng)態(tài)。潛水水位年變幅為0.1～0.2m/L，潛水礦化度年變幅只0.1～0.2g/L，總的趨勢(shì)是潛水位升高礦化度降低，在七、八月份普遍出現(xiàn)一個(gè)潛水位升高和礦化度底落過(guò)程，這直接與七、八、九三個(gè)月集中降雨補(bǔ)給密切相關(guān)。

2）河谷溝谷川地潛水區(qū)。河谷川區(qū)是指洪德的趙家洼至曲子五里橋的環(huán)江川區(qū)，溝谷川地是指山域（包括羅山川和清平川），耿灣川、玄城溝、代城溝、馬坊川、城東溝、城西川、鴛鴦溝、安山川、合道川、曲子西溝、曹李川、演武川和王家川，其中后三條川上半段在環(huán)縣境內(nèi)，它們都具有共同的水文地質(zhì)規(guī)律：潛水含水層由第四系松散層和風(fēng)化基巖構(gòu)成；隔水層為下白堊系泥質(zhì)巖石。潛水補(bǔ)給來(lái)源接受當(dāng)?shù)卮髿饨邓疂B入補(bǔ)給外，主要受來(lái)自梁峁區(qū)潛水側(cè)向補(bǔ)給，在近河地段還受洪水的迥補(bǔ)，水澆田地段則受迥歸水影響。潛水水質(zhì)與地表水水質(zhì)密切相關(guān)，并直接受側(cè)向補(bǔ)給量大小影響，地表水礦化度低，潛水水質(zhì)就好：側(cè)向補(bǔ)給量大，水質(zhì)好，則潛水礦化度低。④潛水埋深與隔水底板埋深和溝谷切割深度有關(guān)，隔水底板埋藏深，溝谷切割深度大，潛水位亦深，通常潛水位標(biāo)高都略高于河水位。⑤潛水含水層厚度受松散巖層厚度及其被沖溝切割程度直接控制，松散巖層厚度愈大，沖溝切割深度愈小，則含水層厚度愈大，反之則小。⑥潛水動(dòng)態(tài)直接受氣象水文因素控制，降雨后地下水位升高，礦化度降低，潛水位年變幅在0.3～0.5m，礦化度年變幅為0.1～0.4g/L。在受洪水補(bǔ)給影響大的地區(qū)礦化度年變幅可達(dá)2.5g/L；水位最低大致在三至五月，通常最高在七至十月。

1.2 半承壓水

在甜車大斷裂以東，環(huán)江以西、清平溝至城西川之間，由一套NQ 半膠結(jié)的砂礫石構(gòu)成的層間水層，埋藏在潛水層之下，基巖承壓含水層之上，地下水西半部無(wú)壓，東半部承壓，為半承壓水，有四個(gè)普遍規(guī)律。補(bǔ)給來(lái)源主要是接受溝谷上游黃土層中潛水排泄量轉(zhuǎn)化為地表水流直接滲入和降雨洪水通過(guò)NQ地層上部被切割的干溝下滲。NQ 砂礫卵石層在西段應(yīng)屬透水不含水巖層，這里主要是K1 礫巖含水；中段為NQ 砂礫卵石層含水，但其含水層厚度又隨著地下水向東移動(dòng)受地表水滲入量漸步加大而加厚，含水層最大厚度為5～10m。較大的泉為廟兒溝泉群、井溝門泉群和陳家水溝泉群，流量最大的是廟兒溝泉群為3632 方/日。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)較大泉群共28 組，總流量達(dá)7477 方/日，其中山城川占438 方/日，玄城溝占527 方/日，馬坊川占2801 方/日，城西川占3667方/日。含水層滲透性較好。④地下水水質(zhì)直接受補(bǔ)給水源的水質(zhì)控制，因此地下水水質(zhì)分布規(guī)律基本上與潛水和地表流水一致，礦化度自南而北升高。

1.3 承壓水

承壓水水文地質(zhì)條件嚴(yán)格受構(gòu)造條件控制，根據(jù)出露的含水層受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響程度不同，將承壓水劃分三個(gè)區(qū)：褶皺強(qiáng)烈的元、古、中生界（Z—J）承壓水區(qū)。本區(qū)分布在甜車大斷裂以西，大地構(gòu)造位置上屬賀蘭斷褶帶南端，含水層富水性不均勻，地下水表現(xiàn)為構(gòu)造裂隙承壓性，承壓水頭時(shí)高低受裂隙發(fā)育深度和延展程度不同而異，在深大斷裂帶有時(shí)地下水可溢出地表自流；地下水補(bǔ)給來(lái)源來(lái)自區(qū)域西部寧夏地區(qū)，同時(shí)還接受當(dāng)?shù)氐乇硭蜐撍疂B漏補(bǔ)給，因此地下水水質(zhì)和潛水水質(zhì)相接近。褶皺平緩的中生界承壓水區(qū)。指由下白堊系各套巖層構(gòu)成的層間水，主要分布在甜車大斷裂以東，巖層褶皺平緩，按它們之間巖性不同，大至可分為六層水，含水層和含水層之間直接相連；地下水來(lái)源其東部來(lái)自華池洛河一帶，西部來(lái)自六盤山，由西南部揚(yáng)新莊一帶進(jìn)入本區(qū)；地下水運(yùn)行基本受天環(huán)向斜控制，由東西兩側(cè)向天環(huán)向斜軸心移動(dòng)，在木缽附近匯合向南流經(jīng)曲子進(jìn)入慶陽(yáng)境內(nèi)。在環(huán)縣以南含水層埋藏愈深、承壓水位標(biāo)高愈高；環(huán)縣以北則含水層埋藏愈深，承壓水位標(biāo)高愈低。褶皺平緩的新生界承壓水區(qū)。本組主要是第三固原統(tǒng)砂礫巖層間裂隙孔隙含水層（E），分布在甜車斷裂以西，北部超復(fù)到甜車大斷裂以東張鐵堡附近，屬山間凹陷型堆積，四周被中古生界巖層包圍。含水層巖性南部以礫巖為主，北部為礫巖夾泥巖，富水性較均勻；地下水補(bǔ)給來(lái)源在毛井鄉(xiāng)以南來(lái)自固原一帶，其它地段除地表水和潛水的潛入外還接受元、古、中生界地下水的補(bǔ)給，它們的補(bǔ)給方式又極復(fù)雜的；地下水流向是自南而北，坡降在5‰～10‰，大致可分為毛井南、毛井—白老莊、白老莊北三個(gè)相連盆地。

2 地下水資源量

2.1 潛層地下水水資源量

黃土丘陵區(qū)潛水資源都轉(zhuǎn)化為地表水，全縣十五條大支溝，五十條小支溝，總流量經(jīng)分割得地下水補(bǔ)給量（干旱年）為3545 萬(wàn)m3/年，換算成一般年為5463 萬(wàn)m3/年。

對(duì)河谷溝谷潛水資源量而言，較大的支溝有潛流的是四條（馬坊川、城西川、安山川、合道川），采用斷面計(jì)算干旱年潛水徑流量為118.8 萬(wàn)m3，一般年為198.1 萬(wàn)m3/年；環(huán)江河谷潛水干旱年總徑流量為289.9 萬(wàn)m3/年，一般年為487 萬(wàn)m3/年，其中環(huán)江溝谷川宜于農(nóng)灌打井開(kāi)采地段總計(jì)干旱年動(dòng)儲(chǔ)量為109.4 萬(wàn)m3/年，一般年為187.4 萬(wàn)m3/年，靜儲(chǔ)量702萬(wàn)m3，開(kāi)采儲(chǔ)量為77 萬(wàn)m3/年，可布井77 眼。

2.2 半承壓水資源量

半承壓水主要分布在西川至玄城溝之間，地下水大多旦泉溢出，轉(zhuǎn)化為地表水流入環(huán)江，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)可達(dá)7477m3/日，合273 萬(wàn)m3/年，其中礦化度大于3.0g/L 的地下水占745 萬(wàn)m3/日，合27.5 萬(wàn)m3/年。推算成一般徑流量為458 萬(wàn)m3/年，其中礦化度大于3.0g/L 的地下水占46 萬(wàn)m3/年。

2.3 承壓水資源量

承壓水主要開(kāi)采對(duì)象是洪德以南華池組和環(huán)河組含水層，在合道川和演武川的羅漢洞含水層，羅山川至玄城溝的六盤山群礫巖含水層，以年動(dòng)儲(chǔ)量作為年最大可能開(kāi)采量。經(jīng)計(jì)算區(qū)域承壓水（主要含水層），適宜農(nóng)灌開(kāi)采地段動(dòng)儲(chǔ)量為1174 萬(wàn)m3/年（最大可能開(kāi)采量），開(kāi)采儲(chǔ)量為843 萬(wàn)m3/年。

3 地下水開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀

環(huán)縣地廣人稀，城鎮(zhèn)發(fā)展滯后，人畜飲水主要依靠集蓄天然降水等分散式供水方式解決，目前主要有廟兒溝自來(lái)水供水工程一處，水源為潛層地下水，年供水量110 萬(wàn)m3。另外據(jù)2012 年全國(guó)水利普查數(shù)據(jù)全縣共有地下水取水井8442 眼，2011 年總?cè)∷繛?00 萬(wàn)m3，其中日供水量大于等于20m3的規(guī)模以上機(jī)電井55 眼，年供水量50.56 萬(wàn)m3，日供水量小于20m3的規(guī)模以下機(jī)電井940 眼，年供水量為12.48 萬(wàn)m3，人力井7447 眼，年供水量37.96 萬(wàn)m3[2-3]。

4 地下水可開(kāi)發(fā)利用對(duì)策

1）人畜飲用。開(kāi)采潛水主要是開(kāi)挖淡水體，開(kāi)采承壓水時(shí)一般開(kāi)采第一至第三個(gè)承壓水層，其中含水層有下白堊系K14、K11、和K1各組，以及Pz（元、古、中生界含水層），在甜車斷裂以西白老莊以北要注意對(duì)固原統(tǒng)（E）含水層的止水隔離工作，井深一般可在100～300m。

2）農(nóng)田供水。黃土丘陵區(qū)潛水都轉(zhuǎn)化為地表水可直接提引灌溉。適宜打機(jī)井開(kāi)采潛水地段一是河谷川區(qū)，包括十五里溝至張家前灣間，二十里溝、城西川、安山川、合道川溝口以下（8—12 開(kāi)采區(qū)）。機(jī)井井深20～40m，單井涌水量200～500 方/日，可灌田40～100 畝，如采用大口徑井，通?？稍黾映鏊?0%～100%。丘陵山區(qū)的毛井—宋杖干杖地機(jī)井井深60米，單井出水量100～200 方/日，只宜作抗旱用。適宜打井取承壓水地段：木缽以南開(kāi)采K13和K14含水層，可以混合開(kāi)采，井深500～700m，井涌水量1000～2000方/日。木缽至玄城溝口主要開(kāi)采K13含水層，井深500～700m，井涌水量1000～2000 方/日，但要對(duì)100～400m 深度內(nèi)K14 含水層止水隔離。羅山川至玄城溝的溝谷川區(qū)中段取K1 含水層。井深在300～500m，井涌水量200～1000 方/日，但要對(duì)上部200～300m 深度內(nèi)K14含水層止水隔離。④合道川溝谷上游，取K15承壓水，井深150～300m，井涌水量200～800 方/日。

5 地下水可持續(xù)利用對(duì)策

一是嚴(yán)格控制地下水開(kāi)采量。在地下水開(kāi)發(fā)利用中，要充分考慮當(dāng)?shù)氐叵滤裆顮顩r，綜合各類影響因素，制定開(kāi)采區(qū)類型，合理配置開(kāi)采量，避免和緩解地下水超采現(xiàn)象的發(fā)生和加重。二是防止地下水污染。加強(qiáng)對(duì)煤炭石油開(kāi)發(fā)的監(jiān)督和環(huán)境監(jiān)測(cè)，封閉廢井，杜絕混采井，防止深層水污染。三是節(jié)約用水。提高工業(yè)用水重復(fù)率；節(jié)約農(nóng)業(yè)用水；節(jié)約生活用水；建立合理的水價(jià)體系。四是加強(qiáng)地下水資源的管理。建立統(tǒng)一的用水管理體系，是實(shí)現(xiàn)環(huán)縣地下水可持續(xù)利用的體制保證，劃分和確定水資源保護(hù)區(qū)，嚴(yán)格規(guī)范和執(zhí)行用水許可證制度，從法律上確立“誰(shuí)開(kāi)采、誰(shuí)補(bǔ)給”、“誰(shuí)污染、誰(shuí)治理”的原則，從源頭上遏制過(guò)量開(kāi)采地下水及污染地下水的趨勢(shì)。

6 結(jié)語(yǔ)

環(huán)縣是缺水大縣，地下水既是寶貴的自然資源，又是活躍的環(huán)境要素，科學(xué)合理的開(kāi)發(fā)地下水，事關(guān)環(huán)縣資源、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展的大事。因地制宜地搞好地下水可持續(xù)利用研究，對(duì)環(huán)縣社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有極其重要的意義。