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        惠州市某產(chǎn)業(yè)園區(qū)水文地質(zhì)特征研究

        2021-12-09 17:52:51白春艷
        西部資源 2021年2期
        關(guān)鍵詞:巖類碎屑巖層狀

        白春艷

        摘要:項目通過對惠州市某產(chǎn)業(yè)園區(qū)的水文地質(zhì)調(diào)查,水文地質(zhì)鉆孔,抽水試驗取得的數(shù)據(jù),分析了研究區(qū)地下水類型及賦存特征,同時進行了地下水補給、徑流、排泄條件的研究,為惠州市該產(chǎn)業(yè)園選址規(guī)劃建設(shè)提供水文地質(zhì)依據(jù)。

        關(guān)鍵詞:惠州市;水文地質(zhì);地下水類型;地下水化學(xué)

        1.前言

        惠州市某產(chǎn)業(yè)園區(qū)擬進行選址及規(guī)劃建設(shè),需對擬建設(shè)場地進行地質(zhì)調(diào)查,其中包含水文地質(zhì)調(diào)查,本文依托項目開展的地表水文地質(zhì)調(diào)查、水文地質(zhì)鉆探、水文地質(zhì)試驗等綜合技術(shù)方法,評價惠州市該產(chǎn)業(yè)園區(qū)的水文地質(zhì)條件、地下水類型及富水性,分析地下水補徑排、地下水動態(tài)特征及其與巖溶發(fā)育的關(guān)系。

        2.研究區(qū)地下水類型及賦存特征

        研究區(qū)內(nèi)地下水類型主要有松散巖類孔隙水、層狀巖類裂隙水、碳酸鹽巖溶洞裂隙水和塊狀巖類裂隙水,見圖1。

        2.1松散巖類孔隙潛水

        松散巖類孔隙水分布于研究區(qū)內(nèi)河湖平原及山間盆地,大部分沿白花河、七渡河分布,研究區(qū)北部主要呈南北縱向分布,研究區(qū)南部呈北東橫向分布,其余分布在南龍村、明星村、小徑仔等山間盆地。巖性為黏土、粉質(zhì)黏土,局部為砂礫、卵石、礫石和砂等為主。第四系其厚度一般介于3.40m~ 33.30m,局部達100.00m。含水層主要為砂、砂礫、卵石層,主要分布于白沙河兩岸,厚度介于0.70m~16.00m,因黏粒和粉粒含量差異、地勢差異及地下水環(huán)境差異,滲透系數(shù)在2.02m/d~16.50m/d之間;相對隔水層黏土層厚度介于0.50m~ 10.60m,據(jù)地區(qū)經(jīng)驗,滲透系數(shù)基本在0.001m/d以下;本次抽水試驗及地表調(diào)查,第四系內(nèi)水位埋深介于0.10m~9.00m,民井、鉆孔涌水量介于27m3/d~220m3/d,局部白沙河兩岸階地富水性為中等,松散巖類孔隙含水層富水性為貧乏—中等。

        2.2碎屑巖類層狀裂隙水

        根據(jù)分布不同和巖石地質(zhì)時代不同,又分為石炭系測水組(C1c)碎屑巖類層狀裂隙水和泥盆系春灣組(D2-3ch)碎屑巖類層狀裂隙水。

        2.2.1石炭系測水組(C1c)碎屑巖類層狀裂隙水

        石炭系測水組(C1c)碎屑巖類層狀裂隙水分布于研究區(qū)南部,位于湖球村、福田村和西山村以南一帶的低山丘陵地區(qū),含水層水量普遍貧乏,含水地層與巖性較為繁雜,主要有測水組石英砂巖、長石石英砂巖、砂礫巖、粉砂巖夾炭質(zhì)泥巖,根據(jù)本次抽水試驗和地表調(diào)查,滲透系數(shù)在0.0071m/d~0.0305m/d之間,單井涌水量小于50m3/d,泉流量介0.017L/s~0.062L/s,逕流模數(shù)介于1.29L/(s·km2)~3.19L/(s·km2),富水性主要為貧乏。

        2.2.2泥盆系春灣組(D2-3ch)碎屑巖類層狀裂隙水

        泥盆系春灣組(D2-3ch)碎屑巖類層狀裂隙水分布在莆田社區(qū)、南龍村、明星村及田洋村一帶,巖性主要有灰白、黃白、黃褐、灰褐、淺紫紅色中薄層狀粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖夾細粒長石石英砂巖、泥巖等,局部夾中細粒長石石英砂巖,水位隨地形及季節(jié)變化,埋深介于1.10m~15.00m,變幅較大。根據(jù)調(diào)查資料,出露泉流量為0.34L/s,逕流模數(shù)介于0.22L/(s·km2)~3.04L/(s·km2),富水性主要為貧乏。

        2.2.3碳酸鹽巖溶洞裂隙水

        經(jīng)鉆孔揭露,研究區(qū)下伏有石炭系石磴子組(C1s)灰?guī)r及泥盆系天子嶺組(D3t)灰?guī)r,分述如下:

        (1)石炭系石磴子組(C1s)巖溶裂隙溶洞水。石炭系石磴子組(C1s)巖溶裂隙溶洞水,主要分布于田心村、西山村和田洋村等第四系覆蓋區(qū)及測水組下部揭露,其巖性以灰?guī)r、大理巖和泥質(zhì)灰?guī)r為主。其溶蝕現(xiàn)象發(fā)育,其巖溶形態(tài)以溶蝕裂隙為主,局部發(fā)育較大溶洞,溶洞率介于0.65%~36.84%,水位埋深介于0.05m~5.92m,根據(jù)抽水試驗,滲透系數(shù)介于6.22m/d~ 8.12m/d,鉆孔涌水量432m3/d~442m3/d,含水層富水性屬中等。

        (2)泥盆系天子嶺組(D3t)巖溶裂隙溶洞水。泥盆系天子嶺組(D3t)巖溶裂隙溶洞水,多分布于明星村及南龍村一帶,其巖性上部巖石呈灰白、灰紫、灰綠、紫紅色中—厚層狀砂巖、粉砂巖夾頁巖,下部為灰色、淺灰白色厚層狀灰?guī)r,其溶蝕現(xiàn)象發(fā)育,巖溶形態(tài)以串珠狀溶洞為主,局部發(fā)育較大溶洞,溶洞率介于11.23%~43.02%,水位埋深介于1.54m~ 5.00m,含水層富水性屬中等。

        2.2.4塊狀巖類裂隙水

        塊狀巖類裂隙水主要分布于研究區(qū)內(nèi)北部,位于湖球村、福田村和西山村以北一帶丘陵區(qū),含水巖石為火山巖、次火山巖和花崗巖,根據(jù)抽水試驗和地表調(diào)查,滲透系數(shù)介于0.0049m/d~0.225m/d之間,單孔涌水量介于8.0m3/d~ 68.0m3/d,泉點流量小于0.01L/s~0.303L/s,徑流模數(shù)平均0.10L/(s·km2)~3.20L/(s·km2),富水性為貧乏。

        以上各含水層位相互關(guān)系見圖2。

        3.研究區(qū)地下水補給、徑流、排泄條件

        3.1地下水補給條件

        (1)第四系沖洪積層中的孔隙水,主要受大氣降水、層狀巖基巖裂隙水的排泄和溪溝水的直接補給。(2)碎屑巖基巖裂隙承壓水和塊狀巖承壓水,地表山體淺部不同巖性風(fēng)化層中的殘坡積層孔隙水,主要受大氣降水的滲入補給,與第四系松散巖孔隙水存在互補關(guān)系。(3)碳酸鹽巖類巖溶裂隙潛水含水層,埋藏型碳酸鹽巖溶直接受其上部含水層的補給,覆蓋型碳酸鹽巖溶其被第四松散層覆蓋的地段,受第四系孔隙含水層垂直滲入補給;地表水、松散巖孔隙水、碳酸鹽巖溶裂隙水的滲入補給。

        研究區(qū)雨量充沛,近10年年平均降水量1964mm,地形坡度較緩,植被發(fā)育良好,溪溝縱橫,地表水體很多且儲水量大,以上條件均有利于研究區(qū)地下水的補給,研究區(qū)分水嶺內(nèi)匯水面積約216km2。

        3.2地下水徑流條件

        (1)第四系沖洪積層中的孔隙水由于受地形限制,其條件較差,速度緩慢,方向與地表水徑流方向一致。(2)碎屑巖基巖裂隙承壓水和塊狀巖承壓水,其徑流區(qū)和補給區(qū)基本一致,距離短,速度快,方向與坡面方向一致。(3)碳酸鹽巖溶洞裂隙水埋藏于第四系下部和碎屑巖裂隙水下部,以近東西相管道流為主。

        研究區(qū)處于丘陵區(qū),地形坡度不大,地下水的徑流條件一般。根據(jù)各鉆孔靜止水位埋深及標高,地下水水位平面變化趨勢見圖3。地下水總體徑流方向由南向北流,與研究區(qū)整體地形一致。

        3.3地下水排泄條件

        (1)第四系沖洪積層中的孔隙水。根據(jù)水文地質(zhì)測繪資料,松散巖類孔隙水水位埋藏較深,與地表水一至向西枝江排泄。(2)碎屑巖基巖裂隙承壓水。山體地下水水位體高于地面,通常以泉水或在低洼處分散溢出的形式排泄,以一方面補給其他含水層排泄。(3)碳酸鹽巖類巖溶裂隙溶洞水。以補給其他含水層為主要排泄方式。

        研究區(qū)地形切割強烈,溝谷常有基巖出露,為地下水的排泄創(chuàng)造了有利條件。因此,不同類型的地下水以泉或滲流的形式排泄于山腳溝谷或稻田中形成小片沼澤,匯成小股水流排泄,并補給地表水,使研究區(qū)主要沖溝常年流水。研究區(qū)地下水排泄條件較好。

        4.研究區(qū)地下水化學(xué)特征

        本次共采地下水水樣5個,泉水樣2個(Q2002出露于測水組砂頁巖地層內(nèi)、Q2003出露于南山村組凝灰?guī)r地層內(nèi)),鉆孔水樣3個(YZK06、YZK10取自抽水試驗孔石磴子組灰?guī)r含水層內(nèi),YZK14取于春灣組地層砂巖含水層內(nèi)),同時于白花河采取1件水樣(B1001)做對比。

        據(jù)水質(zhì)全分析及繪制Piper三線圖結(jié)果(見圖4),研究區(qū)水化學(xué)類主要為HCO3-Ca,少部分為HCO3·SO4-Ca型,pH介于6.30~7.85,溶解性總固體介于45mg/L~215mg/L。

        研究區(qū)地表水受人類生活廢水、耕作區(qū)灌溉水及漁業(yè)養(yǎng)殖區(qū)排水等影響,水中大多數(shù)離子含量高于泉水及巖溶水,其pH為7.09,呈中性,水化學(xué)類型為HCO3-Ca;研究區(qū)泉水受人類活動影響少,常規(guī)指標含量較地表水要低,pH為6.67~6.77,呈中性,出露于測水組砂頁巖內(nèi)泉水化學(xué)類型為HCO3·SO4-Ca;出露于南山村組凝灰?guī)r地層內(nèi)泉水水化學(xué)類型為HCO3-Ca;研究區(qū)含水層中石磴子組碳酸鹽巖溶洞裂隙水中Ca2+、HCO3-含量受碳酸鹽巖影響,相比泉水及地表水含量要高,pH為7.63~7.85,水化學(xué)類型為HCO3-Ca;泥盆系春灣組砂巖基巖裂隙水pH為6.30,呈弱酸性,水化學(xué)類型為HCO3-Ca。

        研究區(qū)水質(zhì)量等級主要為Ⅲ~Ⅴ類水,超出限值指標主要為Al離子、亞硝酸鹽、pH及濁度,其余重金屬離子含量均較少。結(jié)合當?shù)厍闆r,取樣點周邊分布大片農(nóng)田,水質(zhì)主要受農(nóng)業(yè)及生活廢水影響,在長時間溶濾作用下,地下水中鋁離子、pH及亞硝酸鹽等指標含量偏大。

        5.結(jié)論

        綜上,項目通過水文地質(zhì)鉆探、抽水試驗、水質(zhì)分析,結(jié)合收集的鉆孔資料,對研究區(qū)進行了較系統(tǒng)的水文地質(zhì)調(diào)查,分析了研究區(qū)地下水類型、賦存特征、補給、徑流、排泄條件及地下水化學(xué)特征,為惠州市該產(chǎn)業(yè)園選址規(guī)劃建設(shè)提供水文地質(zhì)依據(jù)。

        參考文獻:

        [1]房佩賢.專門水文地質(zhì)學(xué)[m].北京:地質(zhì)出版社, 1996.

        [2]中國地質(zhì)調(diào)查局主編.水文地質(zhì)手冊(第二版)[M].北京:地質(zhì)出版社, 2012.

        [3]夏日元,鄒勝章,等.南方巖溶地區(qū)1∶5萬水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查技術(shù)要點分析[J].中國巖溶, 2017, 36(5):599-608.

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