衡陽盆地紅層的水文地質(zhì)特征與開發(fā)利用價(jià)值分析

陳賢

摘要：衡陽盆地的地下水主要為紅層孔隙裂隙水，存儲(chǔ)在丘陵寬谷風(fēng)化帶之中。本文對(duì)紅層水平特征進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并且提出了開發(fā)利用的具體價(jià)值，為衡陽盆地工農(nóng)業(yè)發(fā)展提供幫助，對(duì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)良性發(fā)展有著非常重要的意義。

關(guān)鍵詞：衡陽盆地；水文地質(zhì)；開發(fā)價(jià)值

衡陽盆地由內(nèi)陸湖沉積形成，位于衡東縣、衡山縣、常寧、耒陽、南岳區(qū)交接處，距離衡東縣與衡陽縣距離較近，占地面積6000平方公里。盆地人口較多，屬于湖南商品糧生產(chǎn)基地，也是湖南省的建材、冶金、輕紡、機(jī)械等工業(yè)基地的大型建造區(qū)。由于盆地內(nèi)工業(yè)企業(yè)數(shù)量較多，所以地表水源遭受了一定量的污染，而且大多數(shù)礦產(chǎn)企業(yè)與供水水源距離過遠(yuǎn)，所以對(duì)地下水開發(fā)問題非常重視。衡陽盆地的紅層水資源為孔隙裂隙水，資源量豐富，具有較大的開采價(jià)值，為了有效利用紅層地下水，必須全面了解紅層水文地質(zhì)特征，制定出有效的開發(fā)策略。

一、紅層水文地質(zhì)特征

（一）地下水類型

衡陽盆地水資源儲(chǔ)存在巖石孔隙之中，地下水類型可以根據(jù)巖性與儲(chǔ)存特征分為三類：以細(xì)粒巖類組成的泥巖溶孔水，其中包括鈣質(zhì)泥巖、粉砂巖、泥巖等；以砂礫巖類組成的砂巖層間水，其中包括細(xì)砂巖、粗砂巖、砂礫巖等。

（二）富水性地下水

1.風(fēng)化裂隙溶孔水 風(fēng)化裂隙溶孔水在泥巖、粉砂巖與溶蝕孔洞中存在，其富水性受風(fēng)化溶蝕帶發(fā)育強(qiáng)度的影響。風(fēng)化溶蝕帶深度約為110m，局部可達(dá)130m，上部為風(fēng)化裂隙發(fā)育帶，帶厚0-45m，下部為溶蝕孔發(fā)育帶，帶厚65-95m，其中都存在地下水資源。上部風(fēng)化裂隙與下部溶蝕孔有直接的關(guān)聯(lián)，所以可以看作一體的含水層，統(tǒng)稱為風(fēng)化裂縫溶孔水。根據(jù)抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以判斷出衡陽盆地紅層地下水為中等-貧瘠富水性。衡東大浦-衡陽市-向陽橋?qū)儆谒恐械葏^(qū)，含水巖組為茶山坳段（E2X1），部分區(qū)域?qū)儆诟邘X段（E2X2），鉆孔用水量維持在600-900m3/d，部分區(qū)域維持在150-550m3/d。石塘鋪-茶山坳-東栗木坪屬于貧乏區(qū)，含水巖組為高嶺段（E2X2）與白堊系坪組（K2d），巖性為粉砂巖、泥巖等，鉆孔涌水量8.5-76.3m3/d，平均涌水量66.72m3/d，泉流量0.03-0.72L/s，屬于貧乏富水性。

2.砂巖孔裂隙層間水 地下水在砂巖孔隙裂縫中儲(chǔ)存，主要受砂巖層控制，而層間水富水程度與分布狀態(tài)取決于裂隙發(fā)展程度與砂巖特性。大凹鋪-硫市屬于中等水量區(qū)，含水巖組為白堊系坪組（K2d），單井涌水量234.8-561.4m/3d，平均涌水量412m3/d，泉流量為0.146-0.383L/s，平均泉流量0.217L/s。冠市街-鐵絲塘-萱洲-鹽田橋?qū)儆谒控毞^(qū)，含水巖層范圍較廣，巖性以礫巖為主，鉆孔涌水量14.2-98.5m3/d，平均涌水量73.24m3/d，泉流量0.03-0.08L/s。表一為紅層地區(qū)地下水富水性等級(jí)劃分。

二、紅層地下水開發(fā)價(jià)值

地下水的開發(fā)價(jià)值由經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件決定，地下水開發(fā)方案需要根據(jù)設(shè)計(jì)影響因素與經(jīng)濟(jì)因素決定。在衡陽盆地經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，主要以分散開采為主，可以使群眾飲用水得到充足的供給，也可以為工業(yè)生產(chǎn)提供資金。

（一）普遍適用

衡陽盆地的地下水資源含量并不屬于高富水區(qū)，但是也存在中富水區(qū)，而且紅層地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，向斜盆地、緊密背斜、單斜谷地等構(gòu)造十分常見，經(jīng)過勘探后發(fā)現(xiàn)可以提供較為豐富的水資源。在適合的地理位置布井，可以獲得>2m3/d的水量，完全可以滿足小型村寨的需求，而中富水區(qū)域完全可以作為小型供水區(qū)進(jìn)行使用。紅層村落在盆地、山谷、谷地中分布，這些地段基本都有較為豐富的紅層地下水，而村落每戶為3-7人，以村鎮(zhèn)生活用水供水規(guī)范，每戶僅需0.6m3/d，所以紅層地下水基本滿足農(nóng)村用水規(guī)格。而工廠用水量較大，可以在中富水區(qū)附近建廠，通過集中供水方式，滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。紅層地下水水質(zhì)良好，而且微生物、污染、感官等指標(biāo)都可以滿足飲用水要求，一些微咸水、高鐵錳水經(jīng)過處理后，水質(zhì)可以滿足要求，通過開發(fā)處理后，完全可以應(yīng)用在衡陽地區(qū)的生活與生產(chǎn)之中。

（二）小管井開發(fā)

使用小管井作為地下水取水設(shè)備，可以提供穩(wěn)定的供水源。根據(jù)水文地質(zhì)條件與工廠分布情況，可以選擇適合的井深，由于地下水類型不同，使用對(duì)應(yīng)的供水方法，可以有效提高取水成功率。在枯水期紅層地下水并不會(huì)發(fā)生較大變化，水位降幅維持在2-7m之間，使用鉆井取水與季節(jié)變化關(guān)聯(lián)不大，水源供水穩(wěn)定，可以解決雨季水質(zhì)較差、旱季缺水等問題，并且可以利用“五小水利”的現(xiàn)有水池和管道。目前我國的紅層地下水開采技術(shù)較為成熟，可以適應(yīng)衡陽盆地的基礎(chǔ)建設(shè)，通過微型鉆機(jī)進(jìn)行施工，設(shè)備移動(dòng)性較強(qiáng)，而且也不會(huì)對(duì)施工場(chǎng)地提出過多要求。井管使用U-PVC材料，與傳統(tǒng)鋼管相比，耐腐蝕性與耐久性有很大提升，成本也有相應(yīng)的下降。使用螺桿電泵與相吸泵作為抽水設(shè)備，即提高了經(jīng)濟(jì)效益，也可以在任意通電地點(diǎn)使用。取水井維護(hù)較為簡(jiǎn)便，而且后期管理方便，可以長(zhǎng)時(shí)間使用，可靠性極強(qiáng)。

（三）增設(shè)地下水井

開發(fā)工程的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與開發(fā)技術(shù)、供水方式、開采井型息息相關(guān)，必須結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件，制定出合理的供水方案，才能使成本得到有效控制。目前我國使用的淺井為5000-6000元/口，中深井12000-15000元/口，深井80000-100000元/口，雖然單井造價(jià)偏高，但是可以提供良好的解困效益，淺井解困人數(shù)為20-30人，中深井50-70人，深井900-1300人。淺井、中深井使用兩相電潛泵，通過單井獨(dú)戶、聯(lián)戶、分片或者多井集中方式進(jìn)行供水，開采投資為150-310元/人，平均為200元/人，而取水費(fèi)用為0.1-0.2元/m3，加上管理費(fèi)、維護(hù)費(fèi)、成本回收等資金，運(yùn)營成本為0.6-0.65元/m3。深井使用三相潛水泵，通過聯(lián)村進(jìn)行供水，開采投資為110-150元/人，運(yùn)行成本0.6-0.65元/m3。以每戶每月消耗10m3地下水為例，月用水支出在7-11元，而紅層農(nóng)村年均500-2000元/人的收入，并不會(huì)因?yàn)樯钣盟畮眍~外負(fù)擔(dān)，所以增設(shè)地下水井的經(jīng)濟(jì)價(jià)值優(yōu)異。表二為衡陽盆地部分地區(qū)的地下水開采手段與供水方式。

結(jié)語：

衡陽地區(qū)屬于農(nóng)業(yè)與工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，而且盆地交通方便，工農(nóng)業(yè)發(fā)展快速，對(duì)水資源需求較大。衡陽盆地的紅層面積較大，而紅層之中存在大量孔隙裂縫水，在適合的地形地貌與巖性發(fā)育地段，可以提供充足的地下水資源。通過合理的開發(fā)，紅層地下水將成為居民生活與工業(yè)生產(chǎn)的新供水源，加強(qiáng)紅層地下水開發(fā)力度，對(duì)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著非常重要的意義。

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