延吉市南部地下水特征淺析

楊得光 ，杜曉明 ，王 舉 ，宋 斌，孫志偉

1.吉林省煤田地質(zhì)112勘探公司，吉林 延吉133000；2.吉林省煤炭地質(zhì)調(diào)查總院，吉林 長春130033

延吉盆地位于吉林省的東部，延吉市坐落在延吉盆地東部，是延邊朝鮮族自治州的首府所在地，是一個以漢朝滿族為主的多民族聚集地。延吉盆地地下水資源較為匱乏，盆地的東部基巖山區(qū)和北部、西部碎屑沉積巖山區(qū)幾乎沒有良好的孔隙裂隙水資源。優(yōu)質(zhì)地下水資源主要分布于延吉市南部低山丘陵區(qū)，面積約為90 km2。

1 地質(zhì)概況

延吉市南部出露的地層為白堊系上統(tǒng)龍井組（K2l）和第四系全新統(tǒng)（Q4）。白堊系上統(tǒng)龍井組巖性為紫色-褐色礫巖、含礫砂巖、砂巖與泥巖互層，厚度290～1 150m；第四系全新統(tǒng)（Q4）巖性為黃-褐色粘土、亞粘土、粉細沙、砂礫石、卵石層厚度2～15m 。

延吉市南部處于吉黑褶皺系、延邊優(yōu)地槽褶皺帶、延邊復(fù)向斜內(nèi)。斷裂構(gòu)造有東西向，北西向和北東向三組。東西向為一組相互平行東西延展的壓性斷裂構(gòu)成，斷面北傾，傾角40°～70°；北西向和北東向斷裂為一組張扭性斷裂。

在延吉市東部山區(qū)分布有華力西期花崗巖（γ4），南部及東南部零星分布有燕山晚期輝石安山巖。詳見延吉市南部地質(zhì)圖（圖1）。

2 地下水特征

2.1 含水層特征

延吉盆地為山間斷凹盆地，盆地中心區(qū)及布爾哈通河河谷兩側(cè)為第四紀沖、洪積層覆蓋，第四系巖性由亞粘土、粘土、淤泥、淤泥質(zhì)粉細砂、粗砂、砂礫石、粘土混卵石等組成，厚度由盆地中心河谷兩側(cè)一、二級階地向丘陵山區(qū)逐漸變薄。盆地內(nèi)最為發(fā)育的地層是白堊系上統(tǒng)龍井組，屬多旋回碎屑沉積地層，主要由紫色-淺紅色、紅色含礫粗砂巖、粗砂巖、細砂巖、泥巖等組成。根據(jù)地下水的埋藏條件及空間分布特點，將延吉盆地的地下水分為3種類型，即：富水性強的第四系沖、洪積砂礫石孔隙潛水，富水性中等的白堊系碎屑巖風(fēng)化孔隙裂隙水，富水極弱的基巖風(fēng)化裂隙水。

⑴ 富水性強的第四系沖、洪積砂礫石孔隙潛水，主要賦存于第四系沖、洪積砂礫石、卵石層中。布爾哈通河一級階地含水層厚2.6～4.2m，滲透系數(shù)35～309m/d,單井涌水量136～682m3/d，富水性強，水質(zhì)為HCO3-Ca型水， pH值為7.01～7.15，礦化度為133.7～256.3mg/L。一級階地含水層主要接受大氣降水、河流及地下徑流補給。河漫灘含水層厚1.3～3.0m，滲透系數(shù)23～46m/d，單井涌水量45～164m3/d，富水性較弱。二階地下水位埋藏較深，含水層厚度變薄、其間砂礫石、卵石多為泥質(zhì)充填，富水性弱。布爾哈通河水與第四系孔隙潛水力聯(lián)系密切，二者互為補給。

⑵ 富水性中等的白堊系碎屑巖風(fēng)化孔隙、裂隙水，主要賦存于延吉市南部低山丘陵區(qū)白堊系上統(tǒng)龍井組多旋回碎屑沉積巖中，主要巖性為紫色-淺灰色、紅色細砂巖、粗砂巖、含礫粗砂巖、礫巖及粉砂質(zhì)泥巖互層。受構(gòu)造運動等因素的影響，龍井組地層巖石裂隙十分發(fā)育。在延吉市南部低山丘陵區(qū)的理化洞、供電小區(qū)、氣象局、人防局等地供水井施工時，上部巖芯破碎、巖芯采取率低，鉆孔漏水現(xiàn)象十分嚴重。依據(jù)鉆孔簡易水文及擴散法測井資料確定風(fēng)化裂隙帶發(fā)育平均深度為60m，含水層厚度45～50m，含水層埋深10～15m,地下水位4.6～6.5m，滲透系數(shù)0.3～0.6m/d，鉆孔涌水量為500m3/d，富水性中等，地下水水化學(xué)類型為HCO3-Ca型，pH值為6.5～7.0，礦化度＜500mg/L。其富水性受巖性的膠結(jié)程度及風(fēng)化裂隙發(fā)育程度的控制，隨深度的增加而逐漸減弱。除接受上覆第四系孔隙潛水含水層的垂向補給外，低山、丘陵區(qū)地層出露部位接受大氣降水補給及地下徑流側(cè)向補給。

⑶ 富水性極弱的基巖風(fēng)化裂隙水，主要賦存于山區(qū)華力西期花崗巖及燕山晚期次輝石安山巖風(fēng)化裂隙中。地下水因儲水條件、補給條件、排泄條件等因素的制約，其富水性極弱?；鶐r風(fēng)化裂隙水主要接受大氣降水補給。

圖1 延吉市南部地質(zhì)圖Fig.1 Geologicalmap of southern of Yanji City

2.2 地下水水化學(xué)特征

在自然條件下，地下水的徑流條件受地形、地貌、地層巖性及其孔隙、裂隙的發(fā)育程度、水力坡度等制約。地下水的水化學(xué)組分質(zhì)量濃度受地下水徑流條件影響，孔隙、裂隙發(fā)育區(qū)域地下水徑流條件好、滲透系數(shù)大、其富水性強、水化學(xué)組分質(zhì)量濃度偏低；反之，水化學(xué)組分質(zhì)量濃度則高。

盆地中心及河谷兩側(cè)一、二級階地區(qū)域，在自然條件下多為地下水匯聚區(qū)域，因其水力坡度小、徑流條件相對較差。孔隙潛水主要賦存于第四系沖洪積砂礫石、卵石層中，含水層的富水性強、滲透性強，盆地中心及河谷兩側(cè)區(qū)域多為人類生產(chǎn)生活的范圍，人類的生產(chǎn)活動影響改變了地下水的徑流環(huán)境和徑流條件，致使地下水中的水化學(xué)組分質(zhì)量濃度相對高于低山丘陵區(qū)白堊系碎屑巖風(fēng)化孔隙、裂隙水?？紫稘撍幕瘜W(xué)組分多為K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、HCO3-、Cl-、SO42-、NO3-,pH值為7.01～7.15；礦化度為133.7～256.3mg/L ；總硬度171.63～208.86mg/L。水化學(xué)類型以HCO3-Ca型為主，有HCO3、Cl-Ca型,HCO3、NO3-Ca型，HCO3、SO4-Ca型，屬中性弱礦化水。

延吉市南部低山丘陵區(qū)碎屑巖風(fēng)化孔隙、裂隙水主要賦存于白堊系上統(tǒng)龍井組砂巖、礫巖、泥巖互層中，孔隙、裂隙發(fā)育，地下徑流條件好，其受人類生產(chǎn)活動影響小。常見地下水化學(xué)組分為K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-、SO42-、NO3-，pH值為6.7～7.0，總硬度＜250mg/L，礦化度＜500mg/L，水化學(xué)類型以HCO3-Ca型水為主，HCO3-Ca.Na、HCO3-Ca.Mg型水次之。屬中性低礦化淡水。

延吉市南部地下水水化學(xué)特征詳見表1。

表1 延吉市南部地下水水化學(xué)特征表Table 1 Chemical characteristics of groundwater in the southern of Yanji Citymg/L

2.3 地下水補、徑、排條件及動態(tài)變化

地下水的循環(huán)受氣象、水文、地形、地貌及地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造等自然條件的制約。丘陵山區(qū)和盆地中心的差異影響著地下水的補給、徑流、排泄動態(tài)變化。

大氣降水是山區(qū)基巖風(fēng)化裂隙水和第四系孔隙水的重要補給水源。降水除大部分形成地表徑流外，約10%左右的降水滲入地下補給基巖風(fēng)化裂隙水和第四系孔隙水含水層。降水形成的地表水徑流及滲入地下形成的地下徑流，都流向盆地中心補給河水。人工開采和泉水溢出，是地下水的主要排泄形式之一。在自然條件下，第四系孔隙潛水水位受季節(jié)變化影響較大，夏季豐水期（每年6、7、8、9月）地下水位上漲，冬季枯水期（每年12、1、2、3月）地下水位下降，變化幅度1.20～2.20m。白堊系碎屑巖風(fēng)化孔隙裂隙水水位受季節(jié)變化影響小，地下水水位相對穩(wěn)定。盆地內(nèi)區(qū)域地下水在人工大量開采條件下，地下水位逐年下降。

3 地下水開發(fā)與保護

隨著城市工業(yè)化的發(fā)展、人民生活水平的不斷提高，開發(fā)利用地下水資源的數(shù)量越來越大。盆地地下水可開發(fā)主要類型有第四系孔隙潛水和白堊系風(fēng)化孔隙裂隙水。

盆地中心區(qū)及河谷兩側(cè)的第四系沖、洪積砂礫石孔隙潛水富水性強，補給條件好。是城市重要的供水補充水源方向之一，但其極易受到人類生產(chǎn)生活的影響，破壞和改變地下水的水質(zhì)、水量和水循環(huán)均衡。

延吉市南部丘陵區(qū)，賦存于白堊系碎屑沉積巖含水層中的風(fēng)化孔隙、裂隙水是盆地中少有的優(yōu)質(zhì)地下水，富水性中等，地下水為低礦化度、中性的HCO3-Ca型水。風(fēng)化孔隙、裂隙水多以泉水溢出方式出露地表，經(jīng)檢測其泉水質(zhì)中富含游離CO2、SiO2、Sr、K、Ca、有機質(zhì)等對人體有益的微量元素（詳見表2），飲之甘甜爽口，深受廣大市民的喜愛，具有良好的礦泉水開發(fā)前景。

地下水資源是城市經(jīng)濟發(fā)展建設(shè)中不可或缺的供水補充水源。地下水是可補償?shù)挠邢拶Y源，我們在開發(fā)利用地下水資源的同時，應(yīng)加強對地下水資源的保護，應(yīng)嚴格控制地下水的開采量，開采井網(wǎng)密度；對有重要供水意義的水源地應(yīng)建立地下水長期動態(tài)觀測站點，定期抽、采取水樣對水質(zhì)進行檢測；設(shè)立衛(wèi)生環(huán)境保護等級范圍，遠離污染源。

表2 延吉市南部地下水微量元素及SiO2、游離CO2質(zhì)量濃度表Table 2 Mass concentration ofmicroelements, SiO2 and free CO2 of groundwater in the southern of Yanji Citymg/L

4 結(jié)論

延吉市南部低山丘陵區(qū)是地下水資源相對富集區(qū)域，其地下水特征如下：

（1）第四系沖、洪積砂礫石孔隙潛水，主要賦存于第四系沖、洪積砂礫石、卵石層中，水化學(xué)類型主要為HCO3-Ca型。河流一級階地含水層富水性強，二階階地含水層富水性弱。主要接受大氣降水、河流及地下徑流補給。

（2）白堊系碎屑巖風(fēng)化孔隙、裂隙水，主要賦存于延吉市南部低山丘陵區(qū)白堊系上統(tǒng)龍井組多旋回碎屑沉積巖中，含水層巖性為紫色-淺灰色、紅色細砂巖、粗砂巖、含礫粗砂巖、礫巖及粉砂質(zhì)泥巖互層，富水性中等，水化學(xué)類型以HCO3-Ca型為主，HCO3- Na.Ca型次之。除接受上覆第四系孔隙潛水含水層的垂向補給外，低山、丘陵區(qū)地層出露部位接受大氣降水補給及地下徑流側(cè)向補給。

（3）基巖風(fēng)化裂隙水，主要賦存于山區(qū)華力西期花崗巖及燕山晚期輝石安山巖風(fēng)化裂隙中，富水性極弱，主要接受大氣降水補給。

延吉市南部地下水多以泉水溢出方式出露地表，泉水中富含對人體有益的微量元素和有機質(zhì)，富水性中等，可作為城市供水補充水源之一，并具有良好的礦泉水開發(fā)前景。

開發(fā)利用地下水資源時，應(yīng)加強對其保護：

控制地下水的開采量、開采井網(wǎng)密度；建立地下水長期動態(tài)觀測站，定期抽采取水樣對水質(zhì)進行檢測；設(shè)立衛(wèi)生環(huán)境保護等級范圍，防止水源地污染。

[1] 杜曉明.延吉市南山區(qū)水源供水水源報告[R].吉林省煤田地質(zhì)112勘探公司，2003.

[2] 楊得光.延吉市供電小區(qū)水源井勘探報告[R].吉林省煤田地質(zhì)112勘探公司，2005.

[3] 吉林省延吉市城市環(huán)境地質(zhì)調(diào)查報告[R].吉林省環(huán)境地質(zhì)監(jiān)查總站，2009.