平邑-温水水源地地下水分布及开采前景分析.pdf

6J I t u W d t c I 平 邑一温水水源地地下水分布及开采前景分析 魏 景斌 ，陈默然 山 东省平 邑县 水 利局 水 资源 办公 室 ， 山 东 平 邑 2 7 3 3 0 0 [ 摘 要] 平 邑一 温水水源地地 下水 分布规律受构造 、 地层岩性、 地 貌等 因素控 制． 具有不 均一特性 。 地 下水主要集 中于中奥 陶 系石灰岩的岩溶裂 隙 中。 在径 流及排 泄 区， 井孔单位 涌水量一般 大于 1 0 0 0 m ／ d ． m． 地 下水 资源十分丰 富， 开采 潜力 大， 是 良好 的 供 水 水 源 地 。 [ 关键词 ] 地 下水 ；含水岩组 ；岩石赋 水性 [ 中 图分类号] T V2 1 1 ． 1 2 [ 文献标识码] A [ 文章 编号] 1 0 0 4 --1 1 8 4 2 0 0 3 0 4 --0 2 3 0 --0 2 Ana l y s i s o n Gr o u nd wa t e r Di s t r i bu t i o n a nd pr o s p e c t s o f Ex p l o i t a t i o n i n W e i s h u i W a t e r S o ur c e Pl a c e o f Pi n g y i Co unt y W e i J i n g b i n，Ch e n Mo r a n，Cu i Yu n ’ a i W a t e r Re s o u r c e s Bu r e a u o f P i n g y i Co u n t y i n S h a n d o n g p r o v i n c e Ab s t r a c t Th e gr oun dwa t e r di s t r i but i on r u l e i s c ont r ol l e d by s o me f a c t o r s s u c h a s g e ol og i c s t r uc t ur e， s t r a t um l i t h ol o gy a nd ge omor ph ol o gy a nd S O on，t h e y a r e a l l wi t h u ne v e n c ha r a c t e r i s t i c s ． The gr ou nd wa t e r m a i n l y c o nc e nt r a t e s i n Ka r s t i c f r a c t u r e s o f l i me s t o ne i n mi d dl e 0r do vi c i a n． At t h e r un of f a n d dr ai na g e a r e a． t h e s p e c i f i c we l l d i s c h a r g e o f we l l h o l e i s u s u a l l y mo r e t h a n 1 0 0 0 m3 ／ d ． m．Th e g r o u n d wa t e r r e s o u r c e s v e r y a bu nd a nt a nd of l a r ge p o t e nt i a l i t y f or e x pl oi t a t i on，i t i s a e xc e l l e nt wa t e r s ou r c e p l a c e f or wat e r su pp l y． Ke y w o r d s g r o u n d wa t e r ，w a t e r b e a r i n g r o c k g r o u p 平 邑、 温水 是平 邑县的主要工业 区， 为全 县近期 及今后 工 农业 生 产发 展 的重 点 区 。 作 者 根据 近 年来 在 该 区所 做 的地 质 、 水 文地 质 工 作 ， 就 本 区地 下 水 的形 成条件 、 赋存规律和开发利用前景进行探讨与研究。 1 水 源地 自然 地理 概 况 1 ． 1 自然地理 环境 水源地是 由寒武系及奥陶系灰岩组成 的岩溶地 区， 四周水文地质边界明显。该区地势南高北低 、 西高 东低 ， 略向东南倾斜 ， 海拔高度一般在1 0 0 ～6 0 0 m。南 部为低山丘陵， 中北部属河谷平原。气候具 暖温带特 点 ， 四季分明。 区内多年平均气温1 5 ． 4 ℃， 多年平均降 水 量 7 6 6 ． 6 mm； 降水主要集中在汛期 的6 ～9月份， 占 全年降水量的 7 4 ． 6 。 本 区属淮河流域沂河水 系， 区内河流多为季节性 河流 ， 浚 河是 主要 河 流 。 1 ． 2 区域 地 质概 况 研究区出露地层岩性为寒武系、 奥 陶系灰 岩及第 四系松散沉积物。寒武系灰岩与下伏变质岩呈不整合 接触 ， 主要分布于西南及南部的低山区， 地层走 向北 西3 2 0 。 ， 倾角1 5 ～2 0 。 。 奥陶系灰岩分布于中北部 ， 地层 走 向 同 寒 武 系 ， 第 四系 除 分 布 于 北 部 河 谷 平 原 区外 ， 还零 星 分 布 于南 部 的沟 谷 及 山前 坡麓 地 带 ， 厚 度 一般 小 于 1 O m。 田 回 固 固 田s 固s 田 田s 囤。 圈 E 1 1 圃1 2 图 1 水 源地 水文地质简 图 1 一 第四 系松散 沉积物 2 ～ 第三 系砂砾岩 3 一 白 [ 收稿日期] 2 0 0 3 0 8 0 6 [ 作者简介] ． 1 9 6 2 一 ， 男。 ， 山东平邑人 ， 工程师． 主要从事水资源管理研究工作。 2 30 维普资讯 第 2 5卷 第 4期 地 下 水 垩 系砂 岩 4 一 侏 罗 系砂 岩 5 一 奥 陶 系 石 灰 岩 6 一 寒武 系灰岩 7 一 太山群 变质岩 8 一 混合 岩 9 一侵 入 岩l 0 一 断层l 1 一 地 下 水 流 向l 2 一 泉 区 域 内断 裂 构 造 发 育 ， 多 呈 北 西 向展 布 ， 切 割 地 层破碎 ， 特别是在平 邑、 温水一带 ， 沿断裂及断裂旁侧 岩溶裂隙发育 ， 成为地下水补给汇集 的有利通 道， 为 开发 利用 岩溶 水 提供 了有利 条件 见 图 1 。 2 水文 地质 条 件及 特 征 2 ． 1 含 水岩 组 根据地层岩性 ， 本 区可分为寒武系 含水岩组和奥 陶系含水岩组 。寒武系含水岩组位于研究 区南部， 含 水层岩性有 中厚层灰岩、 泥质条带灰岩、 鲡状灰岩、 竹 叶 状 灰岩 及 页 岩 等 ， 由 于地 下 岩 溶 发 育 差 ， 且连 通性 不好， 因而其赋水性较弱且不均匀 ， 井孔单位 涌水量 一 般小于 3 0 m。 ／ d ． m。奥陶系含水岩组 分布于研究区 的中北部 ， 地下水主要赋存于石灰岩、 泥质灰岩 的岩 溶裂隙和构造裂隙中， 含水层连通性好 ， 赋存空间大 ， 水量丰富， 井孔单位涌水量一般大于 5 0 0 m。 ／ a ． I T I 。在 平 邑～ 温 水 水 源 地 富水 区， 井 孔 单 位 涌 水 量 大 于 1 0 0 0 m。 ／ a ． m。 2 ． 2地下 水 的补 给 、 径流 、 排 泄 1 补给 本 区地下水的补给来源主要 为降水入 渗 。 南 部裸 露 的寒 武 系灰 岩 山 区与零 星 出露 的奥 陶系 残丘作为水源地 的补给区。另外 ， 农 田灌溉入渗也是 本 区地 下水 的 重要 补 给来 源 。 在平 邑～温 水水 源 地的 上游有唐 村、 吴家庄等大 中型水库 ， 由于其灌 区大都 处 于灰 岩 区 ， 因 此 每 到 农 灌 季 节 ， 地 下 水 水 位 都 有 不 同程度 的 回升 ， 回升 幅度 在 2 ～ 4 m。 2 径流 根据地下水动态观测资料 ， 南部山区地 下水流向与坡 向一致 ， 山丘 区水力坡度较大 ， 一般在 2 ～ 1 0 ％ 0 之 间， 说明在 山丘 区地 下水径 流条件差， 岩溶 裂隙发育弱 。当南部山区裂隙岩溶水径流至 白马、 平 邑、 温水一带后 ， 受北部侏罗系地层 的阻隔 ， 地下水流 向发生变 化， 并在 平 邑城 区西北部 形成地 下水分水 岭。分水岭以西， 地下水 向西流人泗水 ； 分水岭以东， 由于城 区大量开采地 下水 ， 形成低水位 区， 地下水水 位平缓 ， 水力坡度小 于 1 ‰， 其总体流向由城区东部向 东南流向温水方向。 3 排泄 本区地下水 的排泄可分为泉水排泄、 河 道排泄和人工开采排泄三部分 。据观测， 温水泉多年 平均流量为 0 ． 5 m。 ／ s ， 在温水一带浚河常年排泄地下 水 ； 该 区人 工 开 采对 地下 水 的排 泄作 用 也很 大， 到 2 0 0 1年区内地下水的开采量达 5万I T I 。 ／ d 。 3 地 下水 资源 及 其分布 特 征 3 ． 1 地 下水 资 源量 及 可开 采量 平 邑一 温水 水 源 地 为 一个 完 整 的 水 文地 质 单 元 ， 区 内地 下 水 的 补 、 径 、 蓄 、 排 基 本 一 致 ， 可将 其 视 为 一 个均衡区。经计算 ， 该区多年平均总补给量为 4 5 0 8万 m。 ／ a ． 地下水资源量为 4 0 8 1万 m。 ／ a ； 地下水可开采量 为3 6 5 0万n f 。 ／ a 。 本区平均地下水资源模数为2 0万n l 。 ／ km ． a。 3 ． 2 地 下水 资源 分布 特征 本 区含水 层 为石 灰 岩 地 层 ， 它 是平 邑县具 有 开采 价值 的重要 含水岩组 ， 地 下水资源十分丰 富， 但 其分 布很不均匀。区域南部为地下水的补给区， 地势高 ， 地 形起伏大 ， 含水层岩溶裂隙发育弱、 赋水性差 ， 地下水 水位年变幅大， 开发利用地下水的难度较大。北部为 地下水的径流排泄 区， 地势平缓 ， 含水层 岩溶 裂隙发 育强、 厚度大 ， 赋水性好 ， 水位埋藏较浅 ， 年变幅较小 ， 地 下水 易 于开采 。目前 地下 水 的开采 除零 星 分 布 的农 村生活取水和季节性的农 田灌溉取水外 ， 地下水的开 采均集 中于平邑城 区和温水工业区， 该区以富水面积 大、 调蓄能力强、 补给来源充分等水文地质条件 为特 征 ， 是 良好 的供水 水 源地 。 4水源 地地 下 水开 发 利用前 景 4 ． 1 地 下水 开采 潜 力 根据对本区地下水 可开采量的计算 ， 该区是一个 大 型水 源地 ， 日开 采量 可达 1 O万I T I 。 。 2 0 0 1年本 区地下 水 实 际开 采 量 为 1 9 0 0万 IT I 。 ， 平 均 日开 采 量 为 5 ． 2万 m。 ，占本区可开采量的5 2 ． 1 ， 尚有1 7 5 0万m。 的剩余 水资源有待开发， 因此 ， 本区地下水有较大的开采潜 力 。 4 ． 2 地 下水 开采 前景 分析 由于平 邑、 温水处 于同一水文地 质单 元， 实际该 水源地为两个集中开采区， 两地的地下水开采均对地 下水位有相同的影响 。据动态资料分析 ， 该区地下水 位受 降水量 、 周 围水库灌溉用水量及开采量的综合影 响 。因平邑集中开采区处于温水泉的径流区， 考虑到 水环境地质问题， 在不影响温水一带地下水开采量的 情况下 ， 现对平邑集中开采区作进一步分析。 根据平 邑城区地下水 动态观测资料 ， 可建立水位 与降水量、 灌溉用水量及开采量之间关 系的多元回归 方程， 使用数据见表 1 。 经 计算 多 元 回归方 程 为 Y1 2 7 ．6 2 0 ．0 0 8 2 3 X, 0 ．0 0 1 4 6 Xz一 0 ． O O1 64 X 复相关系数r 一0 ． 9 9 6 8 式 中 y 一年末水位 m 下转第 2 3 6页 2 31 维普资讯 第2 5卷第 4期 地下 水 2 0 0 3 年 1 2月 建立的试验电厂装机容量为 3 0 0 0千瓦， 同年 9月正式 营运 。 发 电初期 全地 区7口地 热生 产井 每小 时 供应 5 0 0 吨热水 ， 其中约 7 j吨转变为蒸气供发电之用 ， 当时每 小 时 最 高发 电量 为2 1 O 0千 瓦 。 1 9 8 6年2月 台湾 工业 技 术研究 院能源与资源研究所在土场地区建造 了～座 3 0 0千 瓦 的小 型地 热 电厂 ， 利 用 热 交 换 器 的二 元 系统 发 电 ， 至 今运转 正 常 ． 鉴于 大 屯地 热 区集 中在 国家 公 园 内 ， 而 中 央 山脉 地热区地形起伏大 ， 故地热发电仅作为本区部分能源 补 充 。台 湾 的地 热温 泉更 多地 用 于 改 善 人 们 生 活 品 质 ， 作为休 闲旅游 的重要景观 与理疗 资源， 同时作为 房屋与温室的冬季供暖 。中央山脉地热 区将统筹规 划 ， 建立 假 日休 闲 旅 游 胜 地 ， 以逐 步 缓 解 交 通便 捷 地 区 假 日人 满 为患 的 窘境 。 参考 文献 [ 1 ] 龚 士 良． 台湾 地 震 灾 害 及 其 环 境 地 质 问题 [ J ] ． 灾 害学． 2 00 2． 1 7 4 ． [ 2 陈肇夏． 温泉及地热资 源[ A] ． 台湾第 1 1届工程地质技 术应 用研讨会论文集 [ C] ． 台湾新竹． 2 0 0 0 ． 七 七 七 七 七 七 七 七 七 七 七 七 七 七 七 七 七 七 七 七 七 七 七 七 上接第2 3 1页 X 一年降水量 c m 2 几个开采方案里 ， 按不 同保证率计算 的年末 Xz 一灌溉用水量 万m 水位都未低于限制的最低水位 ； X。 一 年开 采量 万 m。 表 1 平 邑城 区地 下水动态资料 年末水位 年降水量 灌 溉用水量 年开 采量 年份 m mm 万 m3 万 m0 1 9 9 3 1 3 6 ． 3 9 5 7 5 ． 8 3 1 5 0 3 3 0 i 9 94 1 3 3 ． 5 1 4 1 4 ． 9 2 1 1 0 3 5 9 l 9 9 5 1 3 2 ． 1 5 5 9 0 ． 9 2 1 0 3 6 8 1 9 96 1 3 8 ． 8 O 9 3 8． 1 2 6 5 O 3 8 6 19 9 7 1 3 9 ． 2 7 1 1 3 9 ． 6 2 2 5 0 4 7 0 l 9 9 8 1 3 S ． 6 7 5 8 2． 9 31 0 0 6 5 O l 9 99 1 3 7 ． 9 5 80 0． 3 3 2 0 0 7 3 5 2 0 0 0 1 3 8 ． 3 7 81 2． 3 3 9 1 0 8 6 5 2 0 0l 1 3 7 ． 5 6 7 0 9 ．9 3 8 0 0 9 2 0 表 2 不 同保证 率的降水 量和灌 溉用水 量殛不同开采方案预测表 预测 开采量 m 3 保征率 降水 量 灌溉用水量 年末水位 方案 日开采量 年开采量 mm m3 m 备 注 50 75 4 21 36 l 3 5．1 5 3． 0 10 95 7 5 6l 2 26 64 1 34 ．7 5 9 5 4 7 0 2 6 6 4 1 3 3 ． 5 8 限 5 0 7 5 4 2 1 3 6 l 3 4 ． 8 5 制 l 3 ． 5 1 2 7 8 7 5 6 1 2 2 6 6 4 1 3 4 ． 4 5 最 9 5 4 7 0 2 6 6 4 1 3 3 ． 2 8 低 5 0 7 5 4 2 1 3 6 l 3 4 ． 5 6 水 ■ 4． 0 】4 6 0 7 5 6l 2 26 64 l 34 ．1 6 9 5 4 7 0 2 6 6 4 l 3 2 ． 9 9 位 5 0 7 5 4 2 1 3 6 l 3 4 ． 2 6 标 Ⅳ 4 ． 5 1 6 4 3 7 5 6 1 2 2 6 6 4 l 3 3 ． 8 6 高 95 47 0 26 64 1 3 2． 69 13 0 50 75 4 21 36 1 3 3．6 8 V 5． 0 l 82 5 7 5 6l 2 26 64 l 3 3． 26 m 95 47 0 26 64 1 3 2．0 9 复相关 系数之大 ， 说 明地下水 水位 与 当年降水 量、 灌溉用水量和开采量关系极为密切 。用上述 回归 方程计算的九年 内水位 曲线与实 测水 位曲线拟合极 好 ， 更直观地说明这种关系 见图2 。用这个方程能较 好地描述平邑集 中开采 区地下水水 位变化 与影响 因 素的关 系， 故此我们可用此方程 做模型来预测平 邑城 区地下水开采前景 。根据多年降水 资料 、 唐村灌 区灌 溉面积 ， 计 算出不同保证率的降水量和灌溉用水 量， 按不同开采方案预测见表 2 。 从 表 中看 出 1 同一开采方案 ， 降水保证 率越 高， 预测的年末水位值越低； 2 36 图 2 多元 回归方 程计算值与实测值 比较曲线圈 3 因预 测的水位是 年末 水位值 ， 考虑 到下 一年 雨 季到来之前 ， 地下水水位还有 2 ～3 m 的下降幅度 ， 方 案 Ⅲ既能充分开采地下水 ， 又有较大 的保险系数 ， 是 较 好 的预 测 方案 。 因此 ， 平 邑 城 区今 后 地 下水 的开 采 量可 以达 到 4 万 m。 ／ d ， 比 目前 的开 采 水平 2 ． 5万m。 ／ d还 有较 大的开 采潜 力 。 5 结 论与 建议 1 该 区 四周 比较 封 闭 ， 是 一 个 独 立 的 水 文 地 质 单元 。地下水的分布规律受构造 、 地貌、 地层岩性等因 素 的控 制 ， 具有 不 均 一 特性 ， 在 平 邑 、 温 水 一 带形 成 富 水区， 井孔单位涌水量一般大 于 1 0 0 0立方米／ 日． 米 ， 是平 邑城 区居 民生 活及 工业 生 产 的重 要水 源地 。 2 区内岩溶裂隙发育 ， 岩层厚度大， 特别是 中奥 陶系灰岩赋存有丰富的地下水资源 ， 并具有较高 的开 采价值， 可作为今后工农业发展的重点区。 3 由于 区 内工业 及 生 活 污 、 废 水 的 大量 排 放 ， 浚 河 已遭到严重 污染， 在岩溶水大 量开采的情况下， 河 水对地下水产生反 补给 ， 使局部沿河地段地下水受到 污染 。因此 ， 应加强地下水监测 ； 开展环境水文地质调 查及评价 ； 圈定水资源保护 区， 采取相应的保护措施， 防 治地下 水 污染 。 4 加强水资源管理 ， 实行计 划用水、 节约用水 ， 对本区地下水 的开发利用进行合理规划， 制定科学 的 水资源调控方案 ， 充分发挥水资源的经济效益。 维普资讯