拉春燕
(甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,甘肅 天水 741020)
研究區(qū)屬于秦嶺和祁連結(jié)合帶部位,屬于氣候變化帶區(qū)域。研究區(qū)東部和南部因構(gòu)造活動(dòng)而隆起,主要為古老地質(zhì)體,從而形成山地地貌,北部地區(qū)由于受地質(zhì)沉降和巨厚黃土層沉積,形成黃土丘陵地貌,中部大部分為黃土梁崗溝壑區(qū),局部地區(qū)由于走滑構(gòu)造形成系列拉分盆地或者地塹構(gòu)造,形成渭河地塹。后期經(jīng)河流沖刷和第四系沉積物質(zhì),最終形成渭河河谷地貌。
區(qū)域上出露地層主要有早元古代秦嶺巖群(Pt1Q.)、早古生代太陽寺組(Pz1t)、中泥盆世舒家壩群(D2sh)、晚泥盆世大草灘群(D3Dc)等老地層為主,頂部分布少量早白堊世麥積山組(K1m)、新近紀(jì)甘肅群(NG)。區(qū)域上出露巖漿巖較發(fā)育,主要分布在渭河斷裂以南,關(guān)子鎮(zhèn)俯沖—碰撞雜巖構(gòu)造帶以北地區(qū)。主要巖漿活動(dòng)期為志留紀(jì)—泥盆紀(jì)、二疊紀(jì)、三疊紀(jì)、侏羅紀(jì),主要以三疊紀(jì)巖體為主。
區(qū)域構(gòu)造主要以北西西、北東東構(gòu)造為主,其北西西構(gòu)造為區(qū)域長(zhǎng)期演化的構(gòu)造,為區(qū)域性控制構(gòu)造斷裂,控制著區(qū)域構(gòu)造格架,其構(gòu)造演化從早古生代至至今[1]。但是該組構(gòu)造不易于識(shí)別,地質(zhì)調(diào)查時(shí)不重視、第四系覆蓋等因素。
研究區(qū)域上地下水可分為基巖裂隙水,碎屑巖類孔隙裂隙水和松散巖類孔隙水三類。
(1)基巖裂隙水?;鶐r裂隙水主要分布于南部及東西部中山、低山丘陵區(qū),賦存于各類基巖風(fēng)化或構(gòu)造裂隙中。受降雨及地質(zhì)條件的制約,其富水性各地差異較大,總體表現(xiàn)出由南而北富水性逐漸逐漸減小的規(guī)律。
(2)碎屑巖類孔隙裂隙水。主要分布于元龍以西、甘泉一關(guān)子一線以北。地下水主要賦存于新近系砂礫巖、礫巖中,包括深部承壓水和表層孔隙裂隙水兩部分。據(jù)已有的資料,深部承壓水水量微弱或基本不含水,且水質(zhì)較差,無開采價(jià)值。
(3)松散巖類孔隙水。該類水可進(jìn)一步分為河谷地下水、溝谷地下水和黃土孔隙裂隙水。
黃土孔隙裂隙水:主要分布于中北部的黃土丘陵區(qū)。單泉流量小于0.1L/s地下水徑流模數(shù)小于1L/s·km2,因其水性差,僅可做為當(dāng)?shù)鼐用耧嬘谩?/p>
溝谷地下潛水:溝谷地下水主要賦存于渭河、藉河河谷兩側(cè)較大支溝(如牛頭河、南溝河、穎川河、東柯河、金家河等)的砂碎石、圓礫中。多發(fā)育有漫灘一、二級(jí)溝臺(tái)地,個(gè)別溝谷發(fā)育有斷續(xù)分布的三級(jí)溝臺(tái)地。地下水以潛水的形式存在。各溝谷之間,甚至同一溝谷內(nèi)水文地質(zhì)條件變化很大,無論是含水層厚度、水位埋深、滲透性能及富水性等均差異較大。
河谷地下水:河谷地下水廣泛賦存于藉河、渭河漫灘及一、二級(jí)階地中。含水層巖性以第四系圓礫、卵石為主。東廿里鋪以東一、二級(jí)階地含水層中分布有淤泥質(zhì)輕亞粘土,如穎川河沖洪扇積一帶,形成了上部潛水,下部為微承壓水的統(tǒng)一含水系統(tǒng)(圖1)。渭河河谷含水層較厚,為5m~35.7m;藉河河谷含水層較薄,僅2m~23.65m。地下水水位埋深橫向變化較大,近河岸一般小于3m,遠(yuǎn)離河岸逐漸加深至6m,最深可達(dá)到20m。渭河河谷水量豐富,藉河河谷相對(duì)貧乏。富水性最好的地段位于渭河河谷南岸分路口至潘集寨和三陽川一帶。
圖1 渭河河谷水文地質(zhì)剖面圖
河谷地下水的補(bǔ)、徑、排條件:河谷地下水補(bǔ)排關(guān)系復(fù)雜,補(bǔ)給方式各異,概括起來有以下幾項(xiàng):上游斷面地下徑流流入補(bǔ)給、河水入滲補(bǔ)給、溝谷地表水垂向入滲補(bǔ)給(溝口至入河流段)、溝谷潛流側(cè)向補(bǔ)給、大氣降水及灌溉、渠道水垂向入滲補(bǔ)給。藉河、渭河河水與地下水聯(lián)系十分密切,在不同的地段相互轉(zhuǎn)化[2]。徑測(cè)流及測(cè)量河水位與地下水之差法確定:董家磨至北道新橋、渭河三陽川盆地的吳家村至三陽川車站、葫蘆河口—張家村等地河水位高于地下水位,地下水接受河水的入滲補(bǔ)給。
地下水總的徑流方向是順河谷走向自上而下徑流。藉河河谷地下水在徑流途中。水力坡度不斷降低,由太京鄉(xiāng)附近的7.06%,至東十里、東廿里鋪降為4.62%。三十甸里子水源地已形成局部降落漏斗,漏斗地段地下水向SE、NE徑流,水力坡度增大至14.12%左右。銀坑水源地已形成大面積降落漏斗,地下水主要向SE,NE向徑流,水力坡度30‰。渭河河谷地下水徑流條件比較復(fù)雜。
河谷地下水的排泄條件相對(duì)簡(jiǎn)單,概括起來主要有:人工開采、地面蒸發(fā)、地下水向河流排泄及地下水向區(qū)外徑流排泄。藉口至董家磨、三陽川車站北至竇家峽、北道新橋至社棠峽口等地區(qū)地下水位高于河水位,地下水以泄流的方式向河流排泄,排泄量的多少與地表、地下水位動(dòng)態(tài)密切相關(guān)。
山區(qū)、溝谷區(qū)地下水水化學(xué)類型為HCO3—Ca(Ca—Mg)型,礦化度小于1g/L,水質(zhì)良好。
河谷區(qū)地下水水質(zhì)因地而異。藉河河谷可明顯地分為西十里以西和以東兩個(gè)區(qū):以西(包括三十里甸子、銀坑水源地)除北岸靳家崖、師家崖一帶水質(zhì)略差外,其余地段地質(zhì)良好,水化學(xué)類型為HCO3—Ca(Ca—Mg)型,礦化度0.4g/L~0.6g/L,屬良好的生活飲用水。
渭河河谷地下水水質(zhì)相對(duì)變得較為復(fù)雜。三陽川盆地,葫蘆河沿岸及中灘-渠劉一帶,水化學(xué)類型以SO4—HCO3—Na—Mg型為主,礦化度1.1g/L~1.8g/L,水質(zhì)較差;渭河兩岸及張學(xué)村一帶,水化學(xué)類型以HCO3—SO4—Cl—Mg型、HCO3—Na—Mg—Ca型為主,礦化度0.5g/L~1.2g/L,水質(zhì)較好。社棠一帶,水化學(xué)類型為HCO3—SO4—Ca—Na和HCO3—Ca—Mg(Na)型,礦化度0.55g/L~1.13g/L。其余地段地下水水質(zhì)良好,水化學(xué)類型為HCO3—Ca(Mg)型,礦化度小于1g/L。
鑒于山區(qū)、溝谷區(qū)地下水礦化度小于1g/L,總硬度小于450g/L,水質(zhì)良好,因此本次地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)僅對(duì)河谷地下水而言。結(jié)果如下:
地下水水質(zhì)優(yōu)良區(qū)(Ⅰ):分布于藉河三十里甸子以西、橫河峪及牛頭河溝口,地下水適用于各種用途,綜合評(píng)分值F<0.8;地下水水質(zhì)良好區(qū)(Ⅱ):主要分布于田家莊至西十里鋪、馬跑泉至潘集寨及社棠渭河一級(jí)階地一帶,地下水適宜于各種用途,綜合分值0.8≤F<0.5;地下水水質(zhì)較好區(qū)(Ⅲ):主要分布于渭南至三陽川、天水郡及孫家平至東二十里鋪等地,地下水符合生活飲用標(biāo)準(zhǔn),綜合評(píng)分值2.5≤F<4.25;地下水水質(zhì)較差區(qū)(Ⅳ):大面積分布于中灘至石佛、天水市至東十里鋪及趙家崖至分路口一帶,地下水適宜工農(nóng)業(yè)用水,綜合評(píng)分值4.25≤F<7.2;地下水水質(zhì)極差區(qū)(Ⅴ):零星分布于麥積區(qū)城區(qū)至下曲灣、峪口至陶新莊二級(jí)階地后緣一帶,地下水水質(zhì)僅適宜農(nóng)田灌溉用水,綜合評(píng)分值F≥7.2。
區(qū)內(nèi)地下水水位動(dòng)態(tài)受多種因素影響。其中主要為氣象水文,其次為開采和灌溉等。根據(jù)影響動(dòng)態(tài)的主要因素化分為如下五種類型降水型:分布于基巖、丘陵山區(qū),主要受大氣降水的影響。地下水動(dòng)態(tài)的變化主要表現(xiàn)在泉水流量的變化上,豐水期6~9月,泉流量增大,地下水位上升;枯水期1~3月,泉流量減小或干枯,地下水位下降。水位變幅一般為0.05m~0.30m。
水文型:分布于渭河、藉河沿岸,主要受河水水位影響。一般高位期為每年7~8月,低水位期1~2月,水位變幅0.4m~1.2m。地下水位同步或略滯后于河水位變化,較河水流量曲線起伏小。
水文—開采型:分布于三十里甸子、銀坑水源地,地下水位主要受河水入滲和開采雙重影響,高水位期每年8~9月,低水位期2~4月,水位變幅一般為1m~3m,開采強(qiáng)烈地段大4m~15m。
水文—開采徑流型:主要分布于秦州區(qū)、麥積區(qū)、社棠城區(qū),受水文、開采以及地下徑流影響,高、低水位期分別在8~9月和2~4月,水位變幅2m~3m。
水文—滲入徑流型:分布于除上述以外地段。地下水動(dòng)態(tài)受水文、降雨、灌溉等因素的綜合影響,仍按原有的方式徑流,一般高水位期8~9月,低水位期4~5月,水位變幅0.2m~4m。
對(duì)天水地區(qū)的地下水分析研究,認(rèn)為該區(qū)域地下水的形成和分布主要受控于該地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造特征。由于南北山區(qū)地區(qū)斷裂構(gòu)造的發(fā)育,為地下水的運(yùn)移提供了有利的通道,故形成的主要以基巖裂隙水為主;而中部河谷區(qū)的第四系沉積物厚度大,故主要以松散巖類孔隙水為主,尤其河谷地下水為城市水源地的主要開采對(duì)象,故建議加強(qiáng)該類水源分布區(qū)的環(huán)境保護(hù),確保城市供水安全。