地質(zhì)找水在五蓮縣缺水地區(qū)中的應(yīng)用

王寧，肖建國，劉福臣

（1.日照市水利移民管理局，山東日照 276826；2.日照市馬陵水庫管理局，山東日照 276826；3.山東水利職業(yè)學(xué)院，山東日照 276826）

地質(zhì)找水在五蓮縣缺水地區(qū)中的應(yīng)用

王寧1，肖建國2，劉福臣3

（1.日照市水利移民管理局，山東日照 276826；2.日照市馬陵水庫管理局，山東日照 276826；3.山東水利職業(yè)學(xué)院，山東日照 276826）

運(yùn)用地質(zhì)分析方法，探討了五蓮縣地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖層產(chǎn)狀等因素對(duì)地下水的影響，探索出風(fēng)化帶含水層、裂隙發(fā)育帶含水層、斷層含水層、巖脈含水層、水平硬層含水層、傾斜（垂直）硬層含水層等6種含水構(gòu)造，成功打出11眼出水量大的深井，解決了缺水村莊的飲水問題。

五蓮縣；地質(zhì)找水；含水層；裂隙水

山東省日照市五蓮縣是一個(gè)山區(qū)丘陵縣，全縣500多個(gè)村莊，有近100個(gè)村沒有吃上自來水，群眾飲水非常困難。地下水受地形、地貌、巖性、地質(zhì)構(gòu)造的影響，找水定井難度大，以往成井率不到40%，造成了人力物力上的極大浪費(fèi)。為解決農(nóng)村自來水問題，日照市政府實(shí)施農(nóng)村飲水安全工程，2013年撥款200萬元，為五蓮縣缺水村莊解決飲水問題。五蓮縣實(shí)施的農(nóng)村飲水安全工程，面對(duì)著是基巖裸露、地下水貧乏的山丘區(qū)，筆者采用地質(zhì)分析直接找水法，歷時(shí)1個(gè)多月為五蓮縣15個(gè)村莊定井15眼，其中11眼成井，無水4眼（其中2眼打井位置偏離勘測(cè)井位約50 m），單井最大出水量80 m3/h（王里法家村），最小出水量2 m3/h（街頭大洼村），徹底解決了11個(gè)村莊的人畜飲用水問題。按照缺水山區(qū)2 m3/h出水量的成井標(biāo)準(zhǔn)，此次成井率高達(dá)80%，在該縣打井歷史上屬首次。

1 地層巖性及地下水類型

1.1地層巖性

五蓮縣發(fā)育有侏羅系、膠南群等地層。侏羅系上統(tǒng)為萊陽組，是一套陸相碎屑巖，有粗粒至細(xì)粒長石石英砂巖、類砂質(zhì)頁巖和粉砂巖；五蓮縣膠南群變質(zhì)巖主要有黑云鉀長片麻巖、黑云變粒巖、白云鉀長片麻巖，夾石英巖及大理巖透鏡體，遭受中、低級(jí)區(qū)域變質(zhì)作用，混合巖化作用較弱。

1.2 地下水類型

五蓮縣地下水類型主要為基巖裂隙水、第四系孔隙水2種類型。除河流附近第四系厚度較大，孔隙水相對(duì)豐富外，農(nóng)村飲水安全工程打井的15個(gè)村莊，都是基巖地區(qū)，區(qū)內(nèi)地下水主要為風(fēng)化裂隙水、構(gòu)造裂隙水、層間裂隙水，由于風(fēng)化帶厚度及裂隙發(fā)育不均勻，裂隙水連通性差，儲(chǔ)水空間有限，找水定井難度很大，是山東省比較嚴(yán)重的缺水區(qū)之一。

2 含水構(gòu)造地質(zhì)分析

2.1風(fēng)化帶含水層

風(fēng)化帶含水層是以基巖風(fēng)化帶為蓄水空間，以其下部未風(fēng)化的不透水巖層為隔水底板而形成的蓄水構(gòu)造。風(fēng)化帶的巖石成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造等因素對(duì)風(fēng)化裂隙的發(fā)育程度有很大影響。在沉積巖地區(qū)，抗風(fēng)化能力弱的巖石（如泥巖、頁巖等），風(fēng)化后成為土狀，也不易形成風(fēng)化裂隙，含水性差；在花崗巖、變質(zhì)巖地區(qū)，由單一礦物組成的巖石（如石英巖、正長巖等）抗風(fēng)化能力強(qiáng)，不易形成風(fēng)化裂隙，含水性較差；而由多種礦物組成的粗粒結(jié)晶結(jié)構(gòu)的巖石（如粗?；◢弾r、花崗片麻巖等）裂隙相對(duì)發(fā)育，蓄水空間大，往往是較好的含水層，成井率較高。五蓮縣石場鎮(zhèn)后坪頭，基巖為膠南群花崗片麻巖，出露的巖層巖石風(fēng)化嚴(yán)重，推斷風(fēng)化層厚度較大，含水條件較好，在補(bǔ)給條件較好的村南布井1眼，井深123 m，出水量5 m3/h，解決了該村飲用水問題。

2.2 裂隙發(fā)育帶含水層

在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū)，往往遇到巖石破碎的裂隙密集帶，構(gòu)成裂隙發(fā)育帶含水層，也可以定井。裂隙含水層受裂隙的成因、產(chǎn)狀、數(shù)量、大小、連通以及充填物的影響，裂隙發(fā)育密度越小、連通性越差、產(chǎn)狀水平的剪裂隙，含水性越差；裂隙發(fā)育密度越大、連通性越好、產(chǎn)狀直立的張裂隙，含水性越好。五蓮縣中至鎮(zhèn)兩河村，基巖為膠南群花崗片麻巖，在村東南沖溝內(nèi)，巖石破碎，張裂隙發(fā)育，加之該處地下水補(bǔ)給條件較好，布井1眼，井深160 m，出水量5 m3/h，徹底解決了該村飲用水問題。

2.3 斷層含水層

斷層含水層是指以斷層破碎帶為蓄水空間，以斷層兩側(cè)完整的巖石為相對(duì)隔水邊界，并在適宜的補(bǔ)給條件下形成的能夠富集和儲(chǔ)存地下水的斷層構(gòu)造。五蓮縣的沉積巖地區(qū)，斷層構(gòu)造不發(fā)育，即使有規(guī)模較小的斷層，因破碎帶中的泥狀物質(zhì)太多，膠結(jié)充填現(xiàn)象較為嚴(yán)重，富水程度大大降低，成井率也較低。變質(zhì)巖、花崗巖地區(qū)，發(fā)育在脆性巖層中的張性斷層，其構(gòu)造帶一般由角礫巖組成，結(jié)構(gòu)疏松，孔隙發(fā)育，透水性強(qiáng)，含水相對(duì)豐富，如果沒有被后期物質(zhì)充填膠結(jié)，則斷層構(gòu)造往往是較好的含水層。如五蓮縣松柏鄉(xiāng)政府駐地辦公樓后，發(fā)育一北東向斷層，傾向東南，傾角78°左右，圍巖為花崗巖，斷裂帶發(fā)育，巖性破碎，在傾向方向布井1眼，井深130 m，出水量4 m3/h，解決了周圍村莊的吃水問題。

2.4 巖脈含水層

巖脈蓄水構(gòu)造是以巖脈與圍巖中的裂隙為蓄水空間，呈帶狀分布的蓄水構(gòu)造。巖脈的巖性是決定巖脈是否含水的主要因素。富含鐵鎂礦物的基性巖脈多為塑性巖石，在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)下裂面多閉合，不利于地下水的儲(chǔ)存，井的出水量較低，一般來講成井率較低；富含石英的酸性巖脈（如花崗巖、石英巖）等脆性巖石，在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)下裂面多張開，有利于地下水的儲(chǔ)存，是較好的含水構(gòu)造，在巖脈內(nèi)定井，成井率一般有把握，出水量很大，基本能滿足村莊飲用水的要求。如五蓮縣街頭鎮(zhèn)大洼村地處五蓮山余脈，基巖為膠南群花崗片麻巖，在該村村北發(fā)現(xiàn)一北西向花崗巖脈，巖脈近似于直立，寬約3 m，延伸較遠(yuǎn)，圍巖為膠南群變質(zhì)巖，在巖脈內(nèi)定一井位，井深158 m，出水量2 m3/h，基本解決了該村群眾飲水問題。

2.5 沉積巖硬層含水層

五蓮縣的沉積巖地區(qū)，主要地層為侏羅系頁巖、砂巖，厚度大，裂隙發(fā)育差，地下水嚴(yán)重匱乏。在這些地區(qū)，軟硬相間地層中的硬層（如砂頁巖中的砂巖、砂礫巖中的礫巖），顆粒較粗，含水性能稍好，是相對(duì)較好的含水層。根據(jù)巖層的產(chǎn)狀，分為水平硬層含水層、垂直硬層含水層2種類型。

1）水平硬層含水層。在構(gòu)造變動(dòng)不大的沉積巖地區(qū)，夾在頁巖中的砂巖、砂巖中的礫巖，有可能成為較好的含水層，井深打透含水層，井的出水量往往有保證。如五蓮縣于里鎮(zhèn)法家村，地層為侏羅系砂頁巖地區(qū)，地表出露為頁巖，經(jīng)過地質(zhì)分析，在埋深40 m左右應(yīng)為礫巖夾層，推斷為較好的含水層。在該村村東打1眼140 m深井，出水量高達(dá)80 m3/h，解決了全村500多人的飲用水和20多公頃農(nóng)田灌溉問題。

2）傾斜（垂直）硬層含水層。在構(gòu)造變動(dòng)較大的沉積巖地區(qū)，原始水平巖層的產(chǎn)狀發(fā)生改變，巖層變?yōu)閮A斜巖層或垂直巖層，在巖石裸露地區(qū)，可見不同巖性的巖層相間分布。如五蓮縣于里鎮(zhèn)大馮家坡村，地層為侏羅系砂頁巖地區(qū)，巖層走向?yàn)楸蔽?40°，地表可見紫色頁巖出露，其中間有厚度不大的砂巖，在巖層的傾向方向布井1眼，井深140 m，出水量20 m3/h，從根本上解決了該村500多人的飲用水問題。

3 結(jié)語

五蓮縣地下水主要為風(fēng)化裂隙水、構(gòu)造裂隙水、層間裂隙水，由于裂隙發(fā)育的不均勻性，裂隙水連通性差，應(yīng)用常規(guī)的電測(cè)找水方法往往效果不佳。實(shí)踐證明，采用地質(zhì)找水方法解決了該縣11個(gè)村莊的飲用水問題，打井成功率高達(dá)80%，效果顯著。

（責(zé)任編輯 崔春梅）

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1009-6159（2014）-10-0025-02

2014-02-25

王寧（1968—），女，工程師