邵旭新
摘要:本文通過對(duì)鳳城市區(qū)多年進(jìn)行水文地質(zhì)鉆進(jìn)的施工經(jīng)驗(yàn),提出轉(zhuǎn)變主含水層觀念,充分利用花崗巖風(fēng)化裂隙水水量充沛、水量穩(wěn)定、水質(zhì)良好的特點(diǎn),為鳳城市的工業(yè)與民用用水開辟新的供水水源的可能性。
關(guān)鍵詞:風(fēng)化裂隙水 花崗巖 鳳城市區(qū)
1 概況
鳳城鎮(zhèn)位于遼寧省東部山區(qū),東南距丹東市57公里;西北距沈陽217公里;處于沈丹鐵路和鳳上鐵路的交匯處。
該區(qū)氣候?yàn)檫|東寒溫帶濕潤大陸性季風(fēng)控制區(qū)。多年統(tǒng)計(jì)最大降雨量1459.6毫米,平均降雨量1062.8毫米,降雨多集中在7、8、9月份。冬暖夏涼,氣候濕潤,全年盛行西北風(fēng),平均風(fēng)速2.2米/秒,最大風(fēng)速31米/秒(臺(tái)風(fēng)影響時(shí))。多年平均氣溫7.7℃,最高氣溫36.7℃,最低氣溫-32.7℃。最大凍土深度1.38米,最大積雪厚度33厘米。最早冰凍在十一月中旬;化凍在翌年的四月上旬。該區(qū)地勢(shì)標(biāo)高(絕對(duì))一般為67.0米左右,最高(絕對(duì))標(biāo)高為830余米。
該區(qū)基底為燕山早期侵入的中粗粒的花崗巖,地貌屬低山丘陵區(qū)?;◢弾r之上覆蓋了3.0~5.0米第四系松散層。
2 水文地質(zhì)及城市供水狀況
鳳城鎮(zhèn)附近主要有二龍河、二道河及草河三條河流。二龍河為二道河的支流,河流在市內(nèi)與二道河匯合,二道河在市區(qū)東部匯入草河,成為草河的支流,草河向東南匯入鴨綠江。
二龍河和二道河為季節(jié)性河流,枯水期斷流,沿岸地下水埋藏淺,第四系含水層薄、面積小,地下水儲(chǔ)量少且受季節(jié)因素影響較大。鳳城市自來水公司現(xiàn)在主要采用草河水源地,日供水量僅能滿足用水戶日用水量的一半,致使自來水的供需矛盾十分突出。
通過近年來大量的水文地質(zhì)野外勘察,我們認(rèn)為該區(qū)的花崗巖風(fēng)化裂隙水可作為該市區(qū)新的水資源地。
3 花崗巖風(fēng)化殼的垂直分帶
鳳城市區(qū)面積約13.2平方公里,市內(nèi)由南北兩條河流匯合所形成的沖積盆地。盆地近似一個(gè)不規(guī)則的三角形,鳳城鎮(zhèn)座落在盆地內(nèi)的Ⅰ級(jí)階地上,階地堆積物具有較穩(wěn)定的雙層結(jié)構(gòu),表層有0.5~0.7米厚的粉土層,下部為砂卵石層,厚3.0~5.0米,盆地中潛水埋深3.5~5.0米。市區(qū)內(nèi)卵石層下普遍分布著燕山早期(r52)中至粗粒花崗巖,隨花崗巖埋深的不同,其風(fēng)化程度不一。根據(jù)花崗巖風(fēng)化程度,我們對(duì)其風(fēng)化殼進(jìn)行了垂直分帶。將風(fēng)化巖體劃分成帶,主要是為了能將其應(yīng)用在工作實(shí)踐中,正確判斷巖體自上而下的變化規(guī)律,合理地設(shè)計(jì)供水井結(jié)構(gòu),決策水井的終孔深度。
花崗巖裂隙風(fēng)化帶自上而下劃分為強(qiáng)風(fēng)化帶、較強(qiáng)風(fēng)化帶、中等風(fēng)化帶及微風(fēng)化帶。
3.1 強(qiáng)風(fēng)化帶:顏色多呈灰白、灰綠、肉紅、褐黃色,巖芯主要呈砂土及碎塊狀,但外觀上仍保持原巖結(jié)構(gòu),除石英外,其余礦物已風(fēng)化,鉆進(jìn)容易,厚度一般8.0~35.0米。
3.2 較強(qiáng)風(fēng)化帶:顏色為褐灰、褐黃等色。風(fēng)化裂隙發(fā)育,巖石結(jié)構(gòu)松馳,巖體呈干砌塊狀,完整性和聯(lián)結(jié)力差,巖塊用手可折斷。礦物成分中除石英外,其他礦物已大部分風(fēng)化,巖塊中心部分尚見新鮮原生礦物,干鉆不易,泥漿鉆進(jìn)進(jìn)尺較快,厚度為10~20米。
3.3 中等風(fēng)化帶:呈灰黃至灰白色,具有一定的原巖結(jié)構(gòu)。礦物成分部分風(fēng)化,節(jié)理裂隙比較發(fā)育,巖芯呈呈碎塊、圓片狀,錘擊聲較清脆,厚度10~20米。
3.4 微風(fēng)化帶:灰白色,巖石結(jié)構(gòu)清晰,不易見風(fēng)化裂隙,礦物成分略顯風(fēng)化,巖體節(jié)理裂隙多呈閉合狀,巖芯呈長柱狀,致密堅(jiān)硬。
4 風(fēng)化裂隙水的賦存及開采意義
在鳳城市區(qū),過去相當(dāng)長的一段時(shí)間里,工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生活用水均靠第四系孔隙潛水及地表河水,一般勘察單位認(rèn)為,強(qiáng)風(fēng)化花崗巖含水性能差,區(qū)域內(nèi)的主要含水層為第四紀(jì)砂、卵石層。
從1993年我們對(duì)外施工服務(wù)以來,每年均為地方施工供水井幾十眼,通過我們的大量水文地質(zhì)勘察資料證明:在該區(qū),鉆孔穿透強(qiáng)風(fēng)化帶,再打到較強(qiáng)風(fēng)化至中等風(fēng)化帶,仍可取到較豐富的花崗巖風(fēng)化裂隙水,強(qiáng)風(fēng)化帶、較強(qiáng)風(fēng)化帶及中等風(fēng)化帶含水性能均良好。
花崗巖風(fēng)化帶的水質(zhì)屬重碳酸鈣鎂型水,水溫一般在8~12℃,總硬度不大于100,PH值為7.0左右,細(xì)菌及大腸桿菌總數(shù)均滿足有關(guān)飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),可以直接做為生活用水使用,水質(zhì)良好。
花崗巖風(fēng)化帶中的巖石裂隙水以大氣降水補(bǔ)給為主,與第四系孔隙潛水具有同一自由水面。但花崗巖風(fēng)化裂隙水具有匯水面積大,受季節(jié)影響因素小的特點(diǎn)。該部位的地下水在本區(qū)如同一天然"水庫",由于本區(qū)內(nèi)年降雨量較大,蒸發(fā)量較小,所以致使"水庫"內(nèi)能夠得到及時(shí)補(bǔ)充,從而有成為本區(qū)重要的新供水水源地的可能。鳳城市區(qū)內(nèi)部分供水井成果見表1
目前,鳳城市區(qū)內(nèi)花崗巖風(fēng)化裂隙水作為資源已基本被開發(fā)利用,到2005年底,市內(nèi)已打井100余眼,年開采(花崗巖風(fēng)化裂隙水)水量達(dá)1.8×108m3,單井涌水量一般480~720m3/d,最大可達(dá)1200m3/d。
5 結(jié)論
鳳城市區(qū)內(nèi)的花崗巖風(fēng)化裂隙水水量充沛,水質(zhì)良好,補(bǔ)給量大,應(yīng)該成為鳳城市區(qū)工業(yè)及民用用水的重要水源,有著較大的開采價(jià)值。合理對(duì)其進(jìn)行開發(fā)利用,完全可以解決了鳳城市區(qū)內(nèi)的部分居民吃水難、一些廠礦用水難的問題。
近年來已有一些企業(yè)、個(gè)人對(duì)花崗巖中的基巖裂隙水進(jìn)行了部分的開采、利用。但由于其未經(jīng)總體規(guī)劃,多數(shù)無序開采,造成國家水資源的較大浪費(fèi)。因此我們認(rèn)為在現(xiàn)今地表水水質(zhì)污染日益嚴(yán)重,地表水水量日益減少的情況下,有必要由政府統(tǒng)一規(guī)劃,進(jìn)行鳳城市區(qū)花崗巖風(fēng)化裂隙水的總體水資源評(píng)價(jià)工作,對(duì)寶貴的地下水進(jìn)行合理的開發(fā)、利用,為鳳城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、居民生活用水提供有力保證。