渭北咸阳市岩溶地下水天然资源评价_邓红艳.pdf
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1、:渭渭北北咸咸阳阳市市岩岩溶溶地地下下水水天天然然资资源源评评价价邓红艳(咸阳市水利工作队,陕西 咸阳)摘要本文针对渭北咸阳市蕴藏较丰富的岩溶地下水天然资源现状,通过对永寿、礼泉、乾县、淳化、三原和泾阳地区进行调查并结合已有资料分析,查明渭北咸阳市岩溶地下水的分布规律,通过大气降水面状入渗、河流线状渗漏和水库点状渗漏三种方式分析,计算出地下水天然资源量平均为 万 ,为咸阳市今后地下水资源的开发、合理开发利用和保护提供科学依据。关键词渭北;岩溶地下水;天然资源;泉域;入渗系数;补给量;渗漏量中图分类号 文献标识码文章编号 ()收稿日期 作者简介邓红艳(),女,陕西富平人,高级工程师,主要从事水利
2、工程科研、设计、建设与管理工作。引言地下水天然资源系指在天然条件下,赋存于系统中地下水的天然流量,它的特点是具运动性和可恢复性,通过对岩溶地下水系统多年平均补给资源的计算来评价其天然资源。调查区范围西起漆水河河谷两侧,东至淳化三原县域东界,北至永寿县中部,南部边界至礼泉三原县城一线。岩溶地下水可开采利用资源,主要分布于以碳酸盐裸露区和浅覆盖区构成的岩溶水浅循环系统区域,即岩溶水划分的方寺泉域、筛珠洞泉域、烟霞洞泉域和东部的三原区块,总面积 。图 均衡计算的水文地质概念模型岩溶水文地质概念模型调查区岩溶地下水浅循环系统包括渭北中部的筛珠洞、龙岩寺、烟霞洞三个泉域及渭北东部的三原区块。依据工程地质
3、、水文地质调查及地下水动态的分析,岩溶水系统的补给来源主要为大气降水面状入渗、河流线状渗漏和水库点状渗漏三种方式。排泄方式包括以泉的形式天然排泄、人工开采井排泄、侧向径流排泄及向深部岩溶水系统排泄。通过对地下水的补给、径流和排泄循环途径的研究,概化出调查区域岩溶地下水系统水均衡计算的水文地质概念模型(见图)。依据概化的岩溶水文地质模型,按照不同的泉域进行水均衡分析,由于排泄量评价缺乏必要的资料,本次只对补给量计算,并以此来评价天然资源。岩溶地下水天然资源评价 降水入渗补给量大气降水入渗由于地表岩性的不同,分为裸露区直接入渗和通过覆盖层间接入渗,其入渗机制及入渗系数在各区差异较大,分别叙述如下。
4、碳酸盐裸露区降水入渗系数的确定()为求得调查区碳酸盐裸露区的降水入渗系数,参考裸露条件较好的岐山曹家沟支沟沙沟小流域实测地表径流和同步降水量及千阳县水沟泉域,通过均衡计算求得数据。岐山县沙沟流域面积 ,出露地层为马家沟群()中厚层灰岩,全裸露型,地层倾角 左右,年 月 日实测降水量及沟口地表径流量,降水量 ,在仅考虑蒸发量和表层持水量的水均衡计算后,求得入渗系数达,计算参数偏大,分析认为主要原因为均衡场太小、均衡期短,未剔除洪水流量,加之干沟入渗机理复杂,也没有对无效降水量合理考虑。千阳县水沟泉域为一全排型岩溶泉,其泉域岩溶含水层为奥陶系灰岩,南、北、西三面为隔水边界;降水入渗是泉域地下水的唯
5、一补给来源,受地形影响,地下水总体从东、西、南向泉口方向汇集,到东北边界千阳 水沟断裂北侧新近系红色粘土的阻隔(见图)迫使岩溶水沿断裂上升成泉,是一个典型的“自产自排”的地下水循环系统。泉水多年平均流量为 ,年排泄总量 万,千阳县多年平均有效降水量为 ,泉域黄土浅覆盖区面积 ,裸露碳酸盐区面积 ,取黄土浅覆盖入渗系数 ,求取黄土浅覆盖区入渗量,利用水均衡原理,计算出裸露碳酸盐区降水入渗量,反求其入渗系数。计算公式如下:黄 黄 黄()裸 排 黄()年 月第 卷 第 期 地下水o ,o.裸裸裸()式中:黄、裸分别为黄土浅覆盖区、裸露碳酸盐区入渗量,万 ;为平均有效降水量,;黄、裸分别为黄土浅覆盖区
6、、裸露碳酸盐区面积,;黄、裸分别为黄土浅覆盖区、裸露碳酸盐区降水入渗系数,无量纲;排为泉水多年平均排泄总量,万 ;()陕西省地矿局第二水文地质队在渭北东部岩溶区开展水文地质普查时,曾在富平县赵老峪鸡岭沟小流域进行均衡试验,计算结果在 地层分布区入渗系数为,地层分布区有效入渗系数为 。通过地面调查与对比,渭北中部的碳酸盐地层、岩性特征、构造发育程度与渭北东部有明显差异,而与千阳水沟泉域地质条件更为接近,故对入渗系数选取以水沟泉域计算结果来做为渭北中部的裸露碳酸盐区入渗系数 更为合理。图 水沟泉地质剖面表 覆盖层厚度 黄土层降水入渗系数研究成果统计表位置地貌部位静水位埋深 降水入渗系数资料来源时间
7、 黄河流域黄土塬区中心黄土塬边 原地矿部水文所乾县、礼泉、兴平、咸阳黄土塬 陕西地矿一水 凤翔、扶风、岐山黄土塬 陕西地矿一水 富平黄土塬 陕西地矿一水 洛川黄土塬 陕西地矿二水 黄土覆盖区降水入渗系数的确定)覆盖层埋深 降水入渗系数确定针对大气降水通过黄土入渗补给地下水这一问题,前人已进行了大量的定性定量研究工作。据 年陕西地矿局第二水文队洛川县黄土塬区地下水赋存规律及资源评价,在洛川塬黄土厚度 ,黄土总的降水入渗系数在 。年陕西地矿局第一水文队在乾礼兴咸黄土塬区地下水资源评价及开发利用研究 中,求得水位埋深 黄土覆盖地区,黄土降水入渗系数为 。原地矿部水文所 年完成的黄河流域地下水资源及合
8、理开发利用和截洪引渗地下调蓄技术研究 中也进行了计算。由于覆盖层厚度对入渗影响较大,降水入渗系数变化大,故以覆盖层厚度 为界,分为 和 两个区间来分析。综合前人研究成果(见表),确定覆盖层黄土厚度 的区间降水入渗系数取 。)覆盖层埋深 降水入渗系数确定根据区内额实际情况,覆盖层厚度 的碳酸岩地区降水入渗系数主要参考牛鼻峰泉域的研究成果。礼泉县牛鼻峰泉是一个典型的黄土覆盖基岩的全排型泉,该泉位于黄土残塬区,为簸箕形封闭洼地,受地形影响地下水总体上从西、北、东向西南泉口汇集,由于受上奥陶统唐王陵组()含砾泥岩层阻隔而迫使地下水沿黄土底部含泥砾石和基岩风化壳顺层向泉口汇流;在深切沟谷排泄地表成泉。泉
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