楊柳湖巖溶地下水及開發(fā)利用淺析

■高紅梅　屈亞燦

（1南京大學地球科學與工程學院　江蘇　南京　210093；2江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛西北大隊　江西　九江　332000）

楊柳湖巖溶地下水及開發(fā)利用淺析

■高紅梅1，2屈亞燦2

（1南京大學地球科學與工程學院江蘇南京210093；2江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛西北大隊江西九江332000）

楊柳湖處烏石街-賽湖向斜儲水構造地下水逕流區(qū),采用平均布井法對巖溶水資源量進行計算,其水資源量可滿足中型水源地要求。但長期開采后地下水位下降，受地震影響，產(chǎn)生地面塌陷等次生災害，因此采用長江水作為新的水源,將地下水作為調(diào)節(jié)水源或后備水源，是該地區(qū)水資源可持續(xù)利用的方向。

楊柳湖三疊系嘉陵江組灰?guī)r水資源

1　引言

水是人們賴以生存的寶貴資源。作為水資源重要組成的地下水,具有水質(zhì)良好、分布廣泛、相對穩(wěn)定以及便于利用的特點。

瑞昌市位于長江南岸，楊柳湖位于瑞昌市城區(qū)，區(qū)域構造位置處于烏石街——賽湖向斜中段，屬該向斜儲水構造地下水逕流區(qū)，通過對該地區(qū)地下水補給、排泄和逕流條件，含水層的結(jié)構特征及地下水的賦存規(guī)律的研究，對地下水的開采儲量及開采條件下的補給量作定量評價，知該區(qū)域地下水資源豐富?？勺鳛槿鸩谐菂^(qū)生產(chǎn)生活用水源的一處中型供水水源地。但地下水的持續(xù)開采使得地下水位已經(jīng)下降。2005年受地震影響，供水區(qū)發(fā)生地面塌陷等次生地質(zhì)災害，部分水井抽水渾濁。

隨著城市化進程的加快,工農(nóng)業(yè)發(fā)展不斷加速,需水量不斷增加,擴大地下水開采量，可能導致地面沉降、地面塌陷等環(huán)境地質(zhì)問題,因此如何合理、可持續(xù)利用地下水資源，尋找新的水源，將地下水作為調(diào)節(jié)水源或后備水源，成為地區(qū)水資源未來發(fā)展的目標。

2　自然地理概況

楊柳湖位于瑞昌市城郊，為河谷侵蝕堆積地形，桂林橋以西為碳酸鹽巖類地層組成的低山、丘陵地形；東屬賽湖、長江形成的河湖水網(wǎng)區(qū)，南、北均為近東西向的剝蝕丘陵地形。本區(qū)屬亞熱帶氣候區(qū)，濕潤多雨，雨季多在當年3～8月，年最大降雨量1698.6mm，年平均降雨量為1361.43mm。區(qū)內(nèi)主要地表水體有瑞昌河及賽湖。

3　供水區(qū)及外圍水文地質(zhì)特征

3.1區(qū)域水文地質(zhì)特征

供水區(qū)在區(qū)域構造中處于烏石街——賽湖向斜儲水構造的中段。該向斜儲水構造呈北東走向，全長約50Km，西部寬約3Km，東部寬約5Km。其中受桂林橋至長江的瑞昌斷陷帶影響，使該儲水構造在桂林橋一帶變窄，寬度僅有1.5 Km(見圖1)。

地下水由西向東匯集于該儲水構造東段，受到賽湖東岸巖漿巖阻水體和上覆第四系淤積粉質(zhì)粘土弱透水層的阻水作用，使其繼續(xù)向東逕流排泄的條件受到制約，因此，這一地段地下水水力坡度只有1/1萬左右，水位動態(tài)變化幅度不大，地下水的運動顯示出滲流性質(zhì)，因而灰?guī)r溶洞裂隙含水層儲水甚為豐富。

3.2供水區(qū)水文地質(zhì)條件

供水區(qū)主要包含在烏石街——賽湖向斜儲水構造東段，即桂林橋至賽湖農(nóng)場場部，南、北以泥盆系、志留系為界。區(qū)內(nèi)地勢平坦。含水層可劃分為：第四系松散巖類孔隙含水組，第三系溶蝕裂隙含水組，三疊系溶洞裂隙含水組，二疊系、石炭系溶洞裂隙含水組，泥盆系、志留系裂隙含水組及巖漿巖阻水體。

3.3供水區(qū)三疊系灰?guī)r巖溶發(fā)育特征

供水區(qū)內(nèi)三疊系中統(tǒng)嘉陵江組及下統(tǒng)大冶組灰?guī)r是區(qū)內(nèi)主要巖溶含水層，在區(qū)內(nèi)均埋藏于第四系覆蓋物之下，鉆孔揭露其巖溶十分發(fā)育，主要巖溶型態(tài)有：溶蝕面、溶蝕破碎帶，溶洞及溶蝕裂隙、溶孔等。根據(jù)區(qū)內(nèi)29個見該層灰?guī)r鉆孔巖溶率統(tǒng)計(見表1)。

由綜合統(tǒng)計分析知，垂向上隨著深度加大，巖溶發(fā)育由強變?nèi)?，一般溶蝕現(xiàn)象發(fā)育最低標高為-100m，水平方向上一般近向斜核部及構造發(fā)育帶，巖溶發(fā)育較強。

4　地下水資源量

供水區(qū)具有水文地質(zhì)意義的含水層，主要有全新統(tǒng)沖積砂礫石孔隙含水層及三疊系嘉陵江組、大冶組灰?guī)r溶洞裂隙含水組。該兩含水層(組)地下水是本區(qū)的主要開采對象，也是本次地下水資源計算的主要對象。

4.1開采量計算

本區(qū)地下水含水層地下水補給方式，既有鄰區(qū)上游方向的地下水逕流補給、基巖山區(qū)側(cè)向補給，也有地表水體及大氣降水的垂直滲透補給。因此，本次開采量計算采用平均布井法分別計算各區(qū)段的開采量（見圖2），然后相加得到全區(qū)總開采量Q開：

Q＇=nQ

式中：

Q——各區(qū)段單井開采量(m3/d)；

n——布井數(shù)(口)；

Q＇——各區(qū)段總開采量(m3/d)。

全區(qū)開采量計算結(jié)果見表2。全區(qū)開采總量Q開為64348m3/d。

表1　供水區(qū)內(nèi)灰?guī)r巖溶率統(tǒng)計成果表

表2　開采量計算成果表

4.2開采補給量計算

本區(qū)地下水在開采條件下補給來源有：西部裸露灰?guī)r巖溶山區(qū)區(qū)域地下水逕流補給；南、北碎屑巖丘陵山區(qū)裂隙水側(cè)向補給，開采區(qū)降落漏斗范圍內(nèi)大氣降水滲入補給瑞昌河、湖、塘地表水垂直滲透補給；東部灰?guī)r含水層地下水的反補給。全區(qū)開采補給總量計算結(jié)果為67294.9 m3/d。

4.3地下水水量計算成果評價

地下水開采量的計算，是根據(jù)供水區(qū)內(nèi)含水層的巖相變化、巖層的結(jié)構特征，采用平均布井法，按穩(wěn)定流計算，求開采量，然后用開采補給量來調(diào)整井距，最后按單井開采量和計算區(qū)內(nèi)布井數(shù)量的多少，確定整個供水區(qū)的總開采量。計算所得的地下水總開采量64585m3/d。據(jù)區(qū)內(nèi)開采補給量的計算，總補給量為67294.9 m3/d。因此從供、補量考慮，認為是比較合理的。

楊柳湖區(qū)及賽湖區(qū)水量極為豐富，其最大允許開采量分別為15459.1m3/d和43283m3/d，是供水區(qū)內(nèi)主要含水區(qū)段。該兩區(qū)段現(xiàn)有開采井各為6處，開采量分別為5616m3/d和11170m3/d，均未達到最大允許開采量的三分之一，因此，具有很大的開采遠景。

5　水資源的可持續(xù)利用

5.1地下水開采現(xiàn)狀

楊柳湖巖溶水長期供給瑞昌城區(qū)及周邊使用，現(xiàn)有開采井27處，總開采量30754m3/d。地下水開采能力是按全日出水量考慮的。但在實際供水中，據(jù)調(diào)查，全日僅有70%的時間開采，絕大部分開采井全日時間低于70%。

5.2地下水開采遠景

根據(jù)地下水開采量計算，供水區(qū)最大允許開采量為64585m3/d，超過現(xiàn)有開采量30754 m3/d的一倍以上，因此，供水區(qū)有擴大開采量的遠景。但隨著地下水的不斷抽取，地下水位不斷下降，長期過量抽取，易產(chǎn)生地面沉降、地面塌陷等現(xiàn)象。隨著城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市規(guī)模日益壯大，原有供水能力和條件已漸漸不能滿足需求。特別是2005年12月26日5.7級地震后，部分供水井出現(xiàn)塌方，抽出水渾濁，無法使用。因此，需要尋找新的水源，以緩解瑞昌市城市供水的緊張狀況。瑞昌市瀕臨長江，取用長江水作為替代水源，將地下水作為調(diào)節(jié)水源或后備水源，是城市供水的新的方向。

6　結(jié)語

通過分析研究楊柳湖供水區(qū)地下水補給排泄和逕流條件，含水層的結(jié)構特征及地下水的賦存規(guī)律，論證了區(qū)域地質(zhì)構造對供水區(qū)水文地質(zhì)條件的控制作 用；對地下水的開采儲量及開采條件下的補給量作了定量評價；分析了地下水開采對環(huán)境變化的影響機制，對該區(qū)今后地下水的開采，有著現(xiàn)實的指導意義。

（1）建議在供水區(qū)內(nèi)，建立地下水動態(tài)觀測系統(tǒng)，加強環(huán)境水文地質(zhì)監(jiān)測，防止地下水水資源惡化。

（2）加強水情監(jiān)測，建立地下水衛(wèi)生防護措施。

（3）健全地下水資源管理制度，合理調(diào)整開采方案，以免造成地下水水位降低過大，導致人為環(huán)境地質(zhì)問題的出現(xiàn)。

（4）地下水長期開采造成地下水位下降等問題，遇地震等易產(chǎn)生地面塌陷等，采用長江水作為替代水源，將地下水作為調(diào)節(jié)水源或后備水源是未來瑞昌市供水的方向。

[1]王大純，水文地質(zhì)學基礎，北京，地質(zhì)出版社，1995。

[2]殷德珂、余金寶，江西省"京九·沙大"鐵路水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合調(diào)查報告，江西省地礦局贛西北大隊，1998。

P62[文獻碼]B

1000-405X（2016）-9-105-2

高紅梅（1984～），女，研究生在讀，本科，水工環(huán)工程師，研究方向為礦山水文地質(zhì)。