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摘要:浛洸-石牯塘规划水源地是最近提出的规划水源地,该规划水源地地下水水量丰富,开采模数较大,开采容易。现结合野外调查、钻探工作以及原有资料,對该规划水源地水文地质特征进行描述,对规划水源地开发利用潜力进行分析,并提出开发利用建议。规划水源地大泉总流量1319.741L/s钻孔总涌水量达29704.597m3/d,可开采量为4136.084×104m3/a,可开采模数248.85m3/d·km2。
关键词:浛洸;规划水源地;开发利用;可开采模数
中图分类号:A715文献标识码: A
规划水源地是指现状或规划期内供给生活饮用或工业生产用水为主的地下水集中式供水水源地。满足以下条件,划分为规划水源地[1]:
1、地下水可开采模数不小于10×104m3/km2·a;
2、单井出水量不小于30m3/h;
3、地下水矿化度不大于1g/L,地下水现状水质不低于《地下水质量标准》(GB/T 14848-93)规定的Ⅲ类水的标准值或经治理后水质不低于Ⅲ类水的标准值,工业生产用水水质符合工业生产的水质要求;
4、现状或规划期内,日供水量不小于1×104m3。
近年来,浛洸、石牯塘镇通过招商引资,工业有了一定的发展,用水量必定呈指数增长,而石牯塘--浛洸规划水源地恰好可以解决用水矛盾,研究该水源地水文地质特征以及开发利用潜力,有助于水源地的合理、便利开发利用。
1规划水源地水文地质概况
英德市石牯塘--浛洸规划水源地位于英德市西北面约25km,富水区面积228.14km2,汇水面积699.54km2(图1)。水源地东、西、南三面为丘陵环绕,北面为低山所包围,地势总体向SE倾斜,SW侧有连江(小北江)自北西向南东穿过浛洸镇区流经水源地,其他主要的次级河流有坝桥河、八宝河和锦塘河,三条次级河流大致呈扇形分布,汇入连江。水源地北面有一水库--锦潭水库,流量6.62m3/s。
1、下降泉;2、上升泉;3、上升泉群;4、长观下降泉;5、地下河出口;6、钻孔(左上编号,左下孔深,右涌水量、降深、抽水层位)7、规划水源地(泉地下河:右上流量,右下调查日期)
图1英德市石牯塘--浛洸规划水源地水文地质略图
1.1地下水类型
规划水源地地下水类型可以划分为4类,分别为松散岩类孔隙水、裸露型岩溶水、覆盖型岩溶水以及层状岩类裂隙水。
松散岩类裂隙水主要含水层为黄岗组(Qhg)以及大湾组(Qdw),富水性中等-丰富,部分村庄开采改层水作为饮用或洗涤。
裸露型岩溶水主要含水地层有石磴子组(C)、壶天群(CH)、梓门桥组(Cz)、泥盆系东岗岭组(Dd)及天子岭组(Dt),富水性中等-丰富,主要分布于水源地补给区域,部分作为饮用或农灌。
覆盖型岩溶水主要含水地层为石磴子组(C),富水性为丰富,主要位于水源地排泄区,仅少部分开发利用,作饮用洗涤。
层状岩类裂隙水主要含水地层为测水组(Cc),富水性贫乏,主要位于水源地排泄区。
1.2水源贮水构造
水源地区域上属牛婆洞倒转向斜SE端的石牯塘复向斜岩溶盆地,盆地轴向近NW,半封闭。受构造分割控制,可分为四个次级贮水构造--石牯塘岩溶盆地、鱼梁头向斜谷地、鲤鱼塘断陷谷地和浛洸单斜谷地。
1.2.1石牯塘岩溶盆地
石牯塘岩溶盆地NW具有谷地特征,SE多为垅岗谷地,盆地中除孤峰耸立外,其余为第四系所覆盖,地面标高为80~90m,下伏石炭系石磴子组(C)深灰色中厚层状灰岩及白云质灰岩,为主要含水层,岩溶发育,富含裂隙溶洞水。地下水由NW向SE、S分流,于井塘围等低洼处以特大泉形式出露。据长观资料,Q131泉流量为131.427~360.227L/s,最枯流量出现在1月份,最丰流量出现在5月份(图2)。
图2Q131泉水流量动态变化曲线图
1.2.2鱼梁头向斜谷地
鱼梁头向斜谷地为一NW向向斜构造,两翼为石炭系测水组(Cc)砂页岩构成的垅岗(标高100~124.7m),向NW面撒开,似长喇叭形,为一良好的贮水构造。谷地向SE倾斜,地面标高60m,最低处39m。谷地由石炭系壶天群(CH)及梓门桥组(Cz)中厚层状白云质灰岩组成,大部为第四系冲积砂卵石、亚砂土层所覆盖,仅鱼梁头附近有零星出露。灰岩出露地段溶洞、溶沟发育,据测量3~4条/m2。地下水接受降雨、北部石牯塘盆地的地下水南流及地表水补给,向SE迳流,于扬起端以上升泉排泄出地表。整个谷地中出露大泉三个,总流量为546.08L/s,是石牯塘复向斜盆地地下水排泄区之一。
1.2.3浛洸单斜谷地
浛洸单斜谷地位于水源地SW侧,呈NW向展布,谷地向SE倾斜,地面标高40~50m。谷地由石炭系石磴子组(C)深灰色中厚层状灰岩及白云质灰岩,为主要含水层,岩溶发育,富含裂隙溶洞水,大部为第四系冲积砂卵石、亚砂土层所覆盖,仅鸡斗窝附近有零星出露。连江自NW向SE贯穿整个谷地。地下水接受降雨、SW面丘陵区裂隙水及地表水补给,向SE及连江迳流排泄。连江是该区的排泄基准面,亦是石牯塘复向斜盆地地下水排泄区之一。
1.2.4鲤鱼塘断陷谷地
鲤鱼塘断陷谷地位于石牯塘正NE面,面积约12.7km2。由于地处区域一级构造的转折部位,谷地北断层分割成近三角形的山前断陷岩溶谷地。其北部有山峰挺拔的下天堂(标高1025m)、五指引(标高937.8m)等中低山,谷地标高115~120m,仅元墩背、营盘及石寨等孤峰屹立其中,余为第四系所覆盖,第四系厚3~5m,谷地南部达29.10m。鲤鱼河流经谷地,枯季断流。谷地下伏为泥盆系东岗岭组(Dd)及天子岭组(Dt)灰岩,地表漏斗密集,补给范围大,水源丰富。地下水往南迳流,遇弱可溶岩阻挡,于断裂带中富集、运移至清水塘以上升泉(Q180)形式涌出地表。前人枯季流量283.00 L/s。据本次长观资料,流量为536.036~1369.972 L/s,最枯流量出现在1月份,最丰流量出现在9月份(图3)。
图3Q131泉水流量动态变化曲线图
1.2水源地补径排
水源地内石磴子组(C)、壶天群(CH)、梓门桥组(Cz)、泥盆系东岗岭组(Dd)及天子岭组(Dt)灰岩溶洞、岩溶管道、裂隙发育,富水性强,岩溶水接受大气降雨补给外,北部山区还有基岩裂隙水和地表水的侧向补给,地下水往SE迳流。水源地内地下河、伏流管道发育,出露泉点众多,其中,Y9713地下河出口等流量大于100L/s的就有16个,枯季流量121.824~595.595L/s,总流量1319.741L/s。
1.3水源地水化学特征
根据水源地区内水化学特征,选取pH、Ca2+、HCO3-、SO42-等26项地下水指标进行单因子地下水质量评价以及综合评价[2]。
1、单因子地下水质量评价
按《地下水质量标准》(GB/T14848-93)所列分类指标,划分为五类,代号与类别代号相同,不同类别标准值相同时,从优不从劣。大顶矿山地下水质量评价选择其中的pH、总硬度、铁、锰等26项指标进行评价,评价结果如表
2、地下水质量综合评价,采用加附注的评分法。具体要求与步骤如下:
(1)参加评分的项目,应不少于本标准规定的监测项目,但不包括细菌学指标;
(2)首先进行各单项组分评价,划分组分所属质量类别;
(3)对各类别按下列规定(表2)分别确定单项组分评价分值Fi;
表1单项组分评价分值表
(4)按(1)式和(2)式计算综合评分分值F;
…………………………(1)
…………………………..(2)
(5)根据F值,按以下规定(表3)划分地下水质量级别。
表2地下水质量分级表
表3规划水源地水化学特征
+K)型,矿化度为57~252mg/L,以116~206mg/L为主,总体达到Ⅲ类水,局部地段为Ⅳ~Ⅴ类水,符合生活饮用水及农业灌溉用水要求。
2开发利用潜力及建议
2.1开发利用潜力分析
浛洸-石牯塘规划水源地主要为覆盖型岩溶水源地,处于山前基岩浅埋区,富水性好、水质优良,是浛洸、石牯塘以及石灰铺镇重要后备水源。经野外调查以及钻探工作表明,枯季流量121.824~595.595L/s,大泉总流量1319.741L/s,经抽水试验,单井涌水量为542.51~9102.24m3/d,钻孔总涌水量达29704.597m3/d。
表4英德市石牯塘--浛洸规划水源地出露泉点、地下河统计表
表5英德市石牯塘--浛洸规划水源地主要钻孔统计表
经计算,水源地可开采量为4136.084×104m3/a,可开采模数248.85m3/d·km2。
总体而言,规划水源地水量总够丰富,可开采模数较大,开采潜力巨大,完全可以满足浛洸镇周边地区工农业发展的需求。
2.2开发利用建议
水源地地处山区,目前该区地下水主要用于农业灌溉,除浛洸大泉作为浛洸镇饮用水源外,其余大泉仅少部分作为生活饮用,利用率不足6%。
规划水源地第四系较薄,层厚10~30m,下覆为石磴子组,开采条件较好,可利用深水井开采地下水。区内有多个超100L/s的大泉,水质优良,可直接通过提水、蓄水、引水等形式的水利工程利用地下水。
开采地下水过程中,应注意抽排地下水引起的地面塌陷、开裂等地质灾害;政府相关部门应制定相关的地下水开采管理制度以及开放利用方案,统筹地下水开发利用。
3 结语
(1)浛洸-石牯塘规划水源地富水性较好,水质良好,可开采量为4136.084×104m3/a,可开采模数248.85m3/d·km2,可作为浛洸、石牯塘等镇工农业用水。
(2)可通过深水井、提水、引水等形式开采地下水,开采过程应注意不要引发地质灾害。
(3)规划水源地如进入开采期,应建设为保证岩溶地下水可持续开发利用,应建立基岩地下水动态监测网,对水位、水质、水量进行动态研究,做好水源保护工作。
参考文献
[1]《饮用水水源保护區划分技术规范》(HJ T338-2007)[S] 国家环境保护总局,2007
[2] 周爱国等 地质环境评价 [M] 中国地质大学出版社, 2007,94-97
关键词:浛洸;规划水源地;开发利用;可开采模数
中图分类号:A715文献标识码: A
规划水源地是指现状或规划期内供给生活饮用或工业生产用水为主的地下水集中式供水水源地。满足以下条件,划分为规划水源地[1]:
1、地下水可开采模数不小于10×104m3/km2·a;
2、单井出水量不小于30m3/h;
3、地下水矿化度不大于1g/L,地下水现状水质不低于《地下水质量标准》(GB/T 14848-93)规定的Ⅲ类水的标准值或经治理后水质不低于Ⅲ类水的标准值,工业生产用水水质符合工业生产的水质要求;
4、现状或规划期内,日供水量不小于1×104m3。
近年来,浛洸、石牯塘镇通过招商引资,工业有了一定的发展,用水量必定呈指数增长,而石牯塘--浛洸规划水源地恰好可以解决用水矛盾,研究该水源地水文地质特征以及开发利用潜力,有助于水源地的合理、便利开发利用。
1规划水源地水文地质概况
英德市石牯塘--浛洸规划水源地位于英德市西北面约25km,富水区面积228.14km2,汇水面积699.54km2(图1)。水源地东、西、南三面为丘陵环绕,北面为低山所包围,地势总体向SE倾斜,SW侧有连江(小北江)自北西向南东穿过浛洸镇区流经水源地,其他主要的次级河流有坝桥河、八宝河和锦塘河,三条次级河流大致呈扇形分布,汇入连江。水源地北面有一水库--锦潭水库,流量6.62m3/s。
1、下降泉;2、上升泉;3、上升泉群;4、长观下降泉;5、地下河出口;6、钻孔(左上编号,左下孔深,右涌水量、降深、抽水层位)7、规划水源地(泉地下河:右上流量,右下调查日期)
图1英德市石牯塘--浛洸规划水源地水文地质略图
1.1地下水类型
规划水源地地下水类型可以划分为4类,分别为松散岩类孔隙水、裸露型岩溶水、覆盖型岩溶水以及层状岩类裂隙水。
松散岩类裂隙水主要含水层为黄岗组(Qhg)以及大湾组(Qdw),富水性中等-丰富,部分村庄开采改层水作为饮用或洗涤。
裸露型岩溶水主要含水地层有石磴子组(C)、壶天群(CH)、梓门桥组(Cz)、泥盆系东岗岭组(Dd)及天子岭组(Dt),富水性中等-丰富,主要分布于水源地补给区域,部分作为饮用或农灌。
覆盖型岩溶水主要含水地层为石磴子组(C),富水性为丰富,主要位于水源地排泄区,仅少部分开发利用,作饮用洗涤。
层状岩类裂隙水主要含水地层为测水组(Cc),富水性贫乏,主要位于水源地排泄区。
1.2水源贮水构造
水源地区域上属牛婆洞倒转向斜SE端的石牯塘复向斜岩溶盆地,盆地轴向近NW,半封闭。受构造分割控制,可分为四个次级贮水构造--石牯塘岩溶盆地、鱼梁头向斜谷地、鲤鱼塘断陷谷地和浛洸单斜谷地。
1.2.1石牯塘岩溶盆地
石牯塘岩溶盆地NW具有谷地特征,SE多为垅岗谷地,盆地中除孤峰耸立外,其余为第四系所覆盖,地面标高为80~90m,下伏石炭系石磴子组(C)深灰色中厚层状灰岩及白云质灰岩,为主要含水层,岩溶发育,富含裂隙溶洞水。地下水由NW向SE、S分流,于井塘围等低洼处以特大泉形式出露。据长观资料,Q131泉流量为131.427~360.227L/s,最枯流量出现在1月份,最丰流量出现在5月份(图2)。
图2Q131泉水流量动态变化曲线图
1.2.2鱼梁头向斜谷地
鱼梁头向斜谷地为一NW向向斜构造,两翼为石炭系测水组(Cc)砂页岩构成的垅岗(标高100~124.7m),向NW面撒开,似长喇叭形,为一良好的贮水构造。谷地向SE倾斜,地面标高60m,最低处39m。谷地由石炭系壶天群(CH)及梓门桥组(Cz)中厚层状白云质灰岩组成,大部为第四系冲积砂卵石、亚砂土层所覆盖,仅鱼梁头附近有零星出露。灰岩出露地段溶洞、溶沟发育,据测量3~4条/m2。地下水接受降雨、北部石牯塘盆地的地下水南流及地表水补给,向SE迳流,于扬起端以上升泉排泄出地表。整个谷地中出露大泉三个,总流量为546.08L/s,是石牯塘复向斜盆地地下水排泄区之一。
1.2.3浛洸单斜谷地
浛洸单斜谷地位于水源地SW侧,呈NW向展布,谷地向SE倾斜,地面标高40~50m。谷地由石炭系石磴子组(C)深灰色中厚层状灰岩及白云质灰岩,为主要含水层,岩溶发育,富含裂隙溶洞水,大部为第四系冲积砂卵石、亚砂土层所覆盖,仅鸡斗窝附近有零星出露。连江自NW向SE贯穿整个谷地。地下水接受降雨、SW面丘陵区裂隙水及地表水补给,向SE及连江迳流排泄。连江是该区的排泄基准面,亦是石牯塘复向斜盆地地下水排泄区之一。
1.2.4鲤鱼塘断陷谷地
鲤鱼塘断陷谷地位于石牯塘正NE面,面积约12.7km2。由于地处区域一级构造的转折部位,谷地北断层分割成近三角形的山前断陷岩溶谷地。其北部有山峰挺拔的下天堂(标高1025m)、五指引(标高937.8m)等中低山,谷地标高115~120m,仅元墩背、营盘及石寨等孤峰屹立其中,余为第四系所覆盖,第四系厚3~5m,谷地南部达29.10m。鲤鱼河流经谷地,枯季断流。谷地下伏为泥盆系东岗岭组(Dd)及天子岭组(Dt)灰岩,地表漏斗密集,补给范围大,水源丰富。地下水往南迳流,遇弱可溶岩阻挡,于断裂带中富集、运移至清水塘以上升泉(Q180)形式涌出地表。前人枯季流量283.00 L/s。据本次长观资料,流量为536.036~1369.972 L/s,最枯流量出现在1月份,最丰流量出现在9月份(图3)。
图3Q131泉水流量动态变化曲线图
1.2水源地补径排
水源地内石磴子组(C)、壶天群(CH)、梓门桥组(Cz)、泥盆系东岗岭组(Dd)及天子岭组(Dt)灰岩溶洞、岩溶管道、裂隙发育,富水性强,岩溶水接受大气降雨补给外,北部山区还有基岩裂隙水和地表水的侧向补给,地下水往SE迳流。水源地内地下河、伏流管道发育,出露泉点众多,其中,Y9713地下河出口等流量大于100L/s的就有16个,枯季流量121.824~595.595L/s,总流量1319.741L/s。
1.3水源地水化学特征
根据水源地区内水化学特征,选取pH、Ca2+、HCO3-、SO42-等26项地下水指标进行单因子地下水质量评价以及综合评价[2]。
1、单因子地下水质量评价
按《地下水质量标准》(GB/T14848-93)所列分类指标,划分为五类,代号与类别代号相同,不同类别标准值相同时,从优不从劣。大顶矿山地下水质量评价选择其中的pH、总硬度、铁、锰等26项指标进行评价,评价结果如表
2、地下水质量综合评价,采用加附注的评分法。具体要求与步骤如下:
(1)参加评分的项目,应不少于本标准规定的监测项目,但不包括细菌学指标;
(2)首先进行各单项组分评价,划分组分所属质量类别;
(3)对各类别按下列规定(表2)分别确定单项组分评价分值Fi;
表1单项组分评价分值表
(4)按(1)式和(2)式计算综合评分分值F;
…………………………(1)
…………………………..(2)
(5)根据F值,按以下规定(表3)划分地下水质量级别。
表2地下水质量分级表
表3规划水源地水化学特征
+K)型,矿化度为57~252mg/L,以116~206mg/L为主,总体达到Ⅲ类水,局部地段为Ⅳ~Ⅴ类水,符合生活饮用水及农业灌溉用水要求。
2开发利用潜力及建议
2.1开发利用潜力分析
浛洸-石牯塘规划水源地主要为覆盖型岩溶水源地,处于山前基岩浅埋区,富水性好、水质优良,是浛洸、石牯塘以及石灰铺镇重要后备水源。经野外调查以及钻探工作表明,枯季流量121.824~595.595L/s,大泉总流量1319.741L/s,经抽水试验,单井涌水量为542.51~9102.24m3/d,钻孔总涌水量达29704.597m3/d。
表4英德市石牯塘--浛洸规划水源地出露泉点、地下河统计表
表5英德市石牯塘--浛洸规划水源地主要钻孔统计表
经计算,水源地可开采量为4136.084×104m3/a,可开采模数248.85m3/d·km2。
总体而言,规划水源地水量总够丰富,可开采模数较大,开采潜力巨大,完全可以满足浛洸镇周边地区工农业发展的需求。
2.2开发利用建议
水源地地处山区,目前该区地下水主要用于农业灌溉,除浛洸大泉作为浛洸镇饮用水源外,其余大泉仅少部分作为生活饮用,利用率不足6%。
规划水源地第四系较薄,层厚10~30m,下覆为石磴子组,开采条件较好,可利用深水井开采地下水。区内有多个超100L/s的大泉,水质优良,可直接通过提水、蓄水、引水等形式的水利工程利用地下水。
开采地下水过程中,应注意抽排地下水引起的地面塌陷、开裂等地质灾害;政府相关部门应制定相关的地下水开采管理制度以及开放利用方案,统筹地下水开发利用。
3 结语
(1)浛洸-石牯塘规划水源地富水性较好,水质良好,可开采量为4136.084×104m3/a,可开采模数248.85m3/d·km2,可作为浛洸、石牯塘等镇工农业用水。
(2)可通过深水井、提水、引水等形式开采地下水,开采过程应注意不要引发地质灾害。
(3)规划水源地如进入开采期,应建设为保证岩溶地下水可持续开发利用,应建立基岩地下水动态监测网,对水位、水质、水量进行动态研究,做好水源保护工作。
参考文献
[1]《饮用水水源保护區划分技术规范》(HJ T338-2007)[S] 国家环境保护总局,2007
[2] 周爱国等 地质环境评价 [M] 中国地质大学出版社, 2007,94-97