煙臺(tái)市王家莊地下水應(yīng)急水源地評(píng)價(jià)

畢建新,張 杰

(山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,山東煙臺(tái) 264000)

煙臺(tái)市區(qū)近年來(lái)供水一直處于緊張狀態(tài),地表水源減少,供水嚴(yán)重不足,擬建設(shè)地下水應(yīng)急水源地.本文論證了王家莊地區(qū)建設(shè)應(yīng)急地下供水水源地的可行性.

1 王家莊地區(qū)水文地質(zhì)條件

1.1 地下水源地水文地質(zhì)邊界條件

王家莊地區(qū)水文地質(zhì)邊界主要受構(gòu)造斷裂帶控制.吳陽(yáng)泉斷裂帶位于研究區(qū)北部,近東西向延伸,為地下富水區(qū)北部邊界;丁家夼斷裂為研究區(qū)西部邊界;南部邊界主要為巨屯組下段云母片巖、變粒巖夾硅化石墨大理巖,裂隙不發(fā)育,為弱透水邊界;東部為桃園斷裂.

1.2 含水層分布及水文地質(zhì)特征

研究區(qū)地下水主要賦存于巨屯組上段石墨大理巖中,富水部位標(biāo)高在-100～-200m.

(1)崗崳組下段云母片巖夾透閃大理巖裂隙水

云母片巖中夾透閃大理巖的總厚度240～350m,地表風(fēng)化裂隙較發(fā)育.含水帶厚度11～156m.地下水位埋深4～47m,水位標(biāo)高32～69m,鉆孔單位涌水量0.001～0.27L/s.地下水為重碳酸鹽氯化物鈣鈉水或鎂鈣水,礦化度0.27～1.52g/L.

(2)巨屯組上段巖溶裂隙水

本組巖性以硅化石墨大理巖為主,總厚度70～180m.其地表風(fēng)化帶巖溶裂隙發(fā)育,有溶溝、溶槽及溶洞;在風(fēng)化帶以下,分布串珠狀溶洞及蜂窩狀溶孔,一般裂隙寬度0.5～3cm,無(wú)充填物.

區(qū)內(nèi)有多層巖石破碎層及構(gòu)造破碎帶地下水,在-100～-200m標(biāo)高最發(fā)育.地下水富水帶厚度3～83m,單位涌水量0.02～5.618 L/s.m,滲透系數(shù)0.109～54.25m/d.

(3)巨屯組下段云母片巖、變粒巖夾石墨大理巖裂隙水

該段地層厚度350m,分布于該區(qū)西部及南部.地表風(fēng)化裂隙較發(fā)育,單位涌水量0.042～2.232L/s.m,滲透系數(shù)0.288～13.137m/d,為弱～中等富水含水巖層.水質(zhì)為重碳酸氯化鎂鈣水或鈣鎂水,礦化度小于1g/L.

2 應(yīng)急地下水資源評(píng)價(jià)

2.1 水文地質(zhì)參數(shù)

在研究區(qū)進(jìn)行了多孔抽水試驗(yàn).第一落程抽水量為1555m3/d,水位降深主孔3.30m,觀測(cè)孔1.27m.第二落程抽水量3973m3/d,水位降深主孔20.0m,觀測(cè)孔5.0m.

利用直線圖解法計(jì)算出水文地質(zhì)參數(shù):導(dǎo)水系數(shù)T=845.35m/d,貯水系數(shù)S*=6.60X10-5,壓力傳導(dǎo)系數(shù)a=1.28X107.

2.2 地下水源地補(bǔ)給量

研究區(qū)在長(zhǎng)期抽水過(guò)程中,水位一直持續(xù)下降;停抽水位有所恢復(fù),但達(dá)不到原始靜水位,說(shuō)明其抽水量已經(jīng)超過(guò)補(bǔ)給量.利用開(kāi)采抽水試驗(yàn)法評(píng)價(jià)補(bǔ)給量.

在地下水位持續(xù)下降過(guò)程中,只要大部分漏斗開(kāi)始等幅下降,降速同抽水量成比例.其任一時(shí)段的水量均衡關(guān)系應(yīng)滿(mǎn)足下列等式:

式中:μF-- 水位下降1m時(shí)儲(chǔ)存量的減少量,簡(jiǎn)稱(chēng)單位儲(chǔ)存量(m2);

ΔS-- 在Δt時(shí)段的水位降深(m);

Δt-- 水位持續(xù)下降的時(shí)段(d);

Q抽-- 平均抽水量(m3/d);

Q補(bǔ)-- 開(kāi)采條件下的補(bǔ)給量(m3/d).

由上式解出Q抽:

上式說(shuō)明了從含水層中抽出的水量是由兩部分組成:開(kāi)采條件下的補(bǔ)給量和儲(chǔ)存量消耗.將抽水比較穩(wěn)定、水位下降比較均勻的若干時(shí)段資料分別代入(2)式,用消元法解出Q補(bǔ)和μF值.

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)放水試驗(yàn)水位水量歷時(shí)曲線,選擇降水影響小、水量相對(duì)穩(wěn)定和水位等幅下降的時(shí)段計(jì)算分析,其計(jì)算成果見(jiàn)表1.

表1 放水試驗(yàn)各代表時(shí)段數(shù)據(jù)

據(jù)Q抽=Q補(bǔ)+μF可得如下結(jié)果:

Q補(bǔ)、μF值計(jì)算見(jiàn)表2.

表2 Q補(bǔ)、μF計(jì)算結(jié)果表

2.3 應(yīng)急水資源評(píng)價(jià)

地下水應(yīng)急開(kāi)發(fā)是為解決城鎮(zhèn)供水燃眉之急而采取的一種臨時(shí)性供水措施.

本次應(yīng)急地下水開(kāi)采量設(shè)計(jì)為2X104m3/d,應(yīng)急開(kāi)采期3至6個(gè)月.

當(dāng)抽水3個(gè)月和6個(gè)月時(shí),預(yù)測(cè)地下水位下降40.5m和81m,地下水水位分別為-10m和-50m.建議根據(jù)該區(qū)水文地質(zhì)情況,應(yīng)布置適當(dāng)?shù)牡叵滤挥^測(cè)孔,及時(shí)掌握開(kāi)采條件的地下水變化,為開(kāi)采單位供水提供服務(wù).

[1] 史正濤,劉新有.城市水安全與應(yīng)急水源地建設(shè)--以昆明市為例[J].城市問(wèn)題,2008(2),24～28.

[2] 聶 琴,趙 堅(jiān),劉 強(qiáng).地下水庫(kù)與地表水庫(kù)的對(duì)比分析研究[J].水電能學(xué),2008,26(1):81～83,96.

[3] 賈秋剛,楊 婧.河北省唐?？h地下淡水資源均衡分析[J].城市地質(zhì),2011,6(1):26～29.