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黑龙洞泉域岩溶水水资源评价

黑龙洞泉域岩溶水水资源评价
摘要:黑龙洞泉域为一独立封闭程度较高的全排型岩溶水系统。

通过泉域水文地质条件、水化学、水位动态以及水资源量的综合评价,认为多年以来,水化学类型趋于多样化、复杂化。

岩溶地下水的开采量逐渐增大,致使水位整体呈现下降趋势,超采状态下动用了部分静储量。

超采若持续,极可能造成滏阳河水回灌,地表污水对岩溶地下水的入侵,直接威胁城区居民饮水和生存安全。

关键词:黑龙洞泉域;岩溶水系统;水资源;静储量;回灌
黑龙洞泉域位于太行山东麓南段,为中奥陶统峰峰组灰岩岩溶地下水,是邯郸市约二百万人民吃水的主要水源地之一。

但近年来,随着人工开采量的逐渐增加,矿山企业的大量疏排以及众多高耗水企业的采排,致使泉域内地下水位不断下降。

1泉域基本概况
黑龙洞泉域位于邯郸市西部及河南省安阳地区北部,地理坐标为东经113°40′-114°20′,北纬36°13′-36°54′。

泉域总面积2404.45km2,灰岩裸露面积为1262km2,占泉域面积的52.49%。

黒龙洞泉域西连太行山,东接华北平原,地貌由中西部的山丘过渡为东部及南部的丘陵、平原,总体呈现西高东低、北高南低。

地处北温带半干旱大陆性季风气候区,多年(1962~2005年)平均降雨量为541.44mm,降水主要集中在7、8、9三个月,占全年降雨量的65.5%左右。

黑龙洞泉域内水系发育,滏阳河即发源于黑龙洞泉域。

2泉域水文地质条件
2.1 泉域系统边界
北界:西段以北洺河区域地下水分水岭为界,向东交峰东断层;
西界:南段为涉县—长亭阻水断层,北段为震旦系区域隔水地层;
东界:在岳城、新坡、中史村一线的邯邢深大断裂,为隔水边界;
南界:西段以老爷山背斜为界,东段在河南省的李珍、东傍佐、李辛庄一带,为地下水分水
2.2 含(隔)水岩组划分及特征
依据地下水赋存条件、水理性质及水力特征,本泉域可划分为四个含水岩组和一个相对隔水层。

(1)下寒武统和中寒武统徐庄组(∈1+2x)泥岩相对隔水层
主要岩性为含云母片的泥岩类岩石,出露于馆陶、鼓山西侧双玉泉、集贤村一带,厚191m,与下伏震旦系一起组成本区域隔水底板。

(2)中寒武统(∈2)岩溶强含水岩组
西部山区为潜水,向东逐渐过渡为承压水。

以鲕状灰岩为主,结晶灰岩次之,厚187m。

岩溶较发育,以溶隙、溶洞为主。

由于底部徐庄组薄层泥灰岩及页岩的隔水,沿层面和主要裂隙方向发育许多大型溶洞及间歇性下降泉。

如管陶、江家一带和北响堂寺溶洞等,泉流量17.0L/s,一般单位涌水量1-3.213L/s•m,水质类型为HCO3-Ca•Mg型,矿化度0.3g/L。

(3)上寒武统(∈3)岩溶弱含水岩组
由竹叶状灰岩,泥质条带灰岩和薄层泥灰岩组成,厚128m。

岩溶形态以溶隙为主,节理裂隙发育,但多被充填,平均面裂隙率 6.5%,局部有溶洞发育,透水性相对差。

一般单位涌水量0.0145L/s•m,水质类型为HCO3-Ca•Mg型,矿化度0.25g/L。

(4)下奥陶统(O1)岩溶强含水岩组
主要由白云岩、白云质灰岩组成,总厚148m。

岩溶比较发育,以溶隙、溶洞为主,符山铁矿打在构造附近该层的供水井,单位涌水量1.52-3.25L/s•m,水质类型为HCO3-Ca•Mg型,矿化度0.3g/L。

(5)中奥陶统(O2)岩溶强含水岩组
主要由灰色中—厚层灰岩、花斑灰岩、白云质灰岩等组成,均厚571m。

岩溶裂隙发育,以北5°~30°东方向的裂隙为主。

岩溶形态以溶隙为主,溶洞次之。

单井出水量一般1000-3000m3/d,一般单位涌水量2-3.5L/s•m,水质类型为HCO3-Ca•Mg型,矿化度0.3g/L。

区域上该含水岩组富水性最强,为区内主要供水层。

2.3 岩溶水补径排条件
本泉域为一独立封闭程度较高的全排型岩溶水系统,为一均匀状构造断块岩溶水文地质结构类型,形成以西部山区和中部灰岩裸露区为补给区,构造断陷盆地为径流区,以泉群排泄为主的独立水文地质单元。

(1)补给条件
大气降水是地下水的主要补给来源,其补给方式为大气降水通过灰岩裸露区面状入渗补给,其次为河流及人工渠道线状入渗补给。

多年大气降水平均补给量为11.05m3/s。

(2)径流条件
构造、地势、排泄条件则控制了地下水的流向和径流强度,其次水动力条件对地下水的径流条件也有一定的影响。

大体可分为三个径流带:北部强径流带,水力坡度0.14‰-0.15‰;南部强径流带水力坡度0.09‰-0.12‰;鼓山东侧径流带。

(3)排泄条件
本系统天然状态下是以集中的白龙洞、紫山、黑龙洞等泉群排泄。

由于人工开采量及矿山疏排量的逐年增加,特别近年来出现的超采现象,致使泉水断流,岩溶地下水的排泄方式完全变为人工排泄。

3水化学及水质动态特征
整个泉域岩溶水介质为碳酸盐岩海相沉积地层,局部地段含硫酸盐岩(石膏),主要矿物成份为方解石、白云石及石膏,天然条件下岩溶地下水中主要化学成份为:HCO-3、SO42-、Ca2+、Mg2+。

1980年至2007年,近三十年来岩溶地下水中CI-、SO42-、Mg2+含量呈增加趋势,HCO-3、K++Na+含量呈减少趋势,岩溶地下水水化学类型由HCO3-Ca•Mg(Ca),HCO3•SO4-Ca•Mg(Ca),SO4•HCO3-Ca•Mg转变为HCO3•Cl-Ca(CaNa、CaMg)、SO4•HCO3-Ca(CaMg、MgCa);矿化度由小于500mg/l升高至500-700mg/l、总硬度值由250mg/l升高至300-500mg/l。

由此可见,水化学类型趋于多样化、复杂化。

4水位动态
本区地下水动态,受大气降水,人工开采和矿井疏排水的影响,总体呈现衰减的趋势。

1982年以前,地下水以天然排泄占主导地位,属于典型的气象型动态,地下水水位在130~139m范围内呈周期性波动,自1982年以后,由于人工开采量以及矿山企业疏排量的逐年增加,水动态类型由气象型逐渐转变为气象—人工型,地下水水位在110~130m范围内呈周期性波动。

5黑龙洞泉域岩溶水资源量
依据灾害预警项目《邯邢煤矿区矿床水环境问题调查评价》成果:黑龙洞泉域岩溶地下水资源量的计算采用均衡法计算,本区大气降水周期一般为十年,均衡计算采用计算时段较长,均达到或超过了一个大气降水周期,计算结果黑龙洞泉域不同阶段总补给与总排泄量基本均衡,说明均衡方程正确,计算采用的参数合理,调查统计的各种排泄量符合实际。

岩溶地下水资源量采用多年平均补给量的计算结果如下:
1959年—1979年岩溶地下水年平均资源量为38027.40×104m3/a (12.06m3/s);
1980年—1989年岩溶地下水年平均资源量为32811.07×104m3/a (10.40m3/s);
1990年—1999年岩溶地下水年平均资源量为33522.74×104m3/a (10.63m3/s);
2000年—2006年岩溶地下水年平均资源量为36765.61×104m3/a (11.66m3/s)。

6结论
通过上述研究,黑龙洞泉域多年以来,水化学类型趋于多样化、复杂化。

岩溶地下水的开采量逐渐增大,岩溶地下水位整体呈现下降趋势,属于超采状态,动用了部分静储量。

继续超采,极可能造成滏阳河水回灌,一旦地表污水入侵,整个黑龙洞泉域水质将遭受污染,直接威胁城区居民饮水和生存安全。

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