河南省杞縣地下水形成條件研究

2008年5月May,' ,2008第30卷第3期Cround waterVolL30~ NO.3河南省杞縣地下水形成條件研究黃繼超,王金山，田大勇(河南省地址礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)局第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊,河南鄭州450053)[摘要]河南杞縣在天然條件下,中、深層地下水的補給主要由側向徑流補給,其次為淺層地下水的越流補給。淺層地下水位高于中、深層地下水位,二者之間為薄層或透鏡狀粉土及粉質(zhì)粘土,淺層地下水可補給中、深層水。[關(guān)鍵詞]地下水;形成條件;河南省杞縣[中圖分類(lèi)號] P641.11[文獻標識碼] A [文章編號] 1004 - 184(2008)03 -0007 -03Study on Formation Condition of Groundwater of Qi County in Henan ProvinceHUANG Ji - chao, WANG Jin - shan, TIAN Da - yong(Geology Team, No. 2 Hydrogeological Engineering, Geology and Minerals Development Bureau in HenanProvince , Zhenzhou 450053 , China)Abstract: For the natural conditin, the middle and deep groundwater is mainly recharged by the side run-.off, then is supplied by shallow groundwater. The water level of shallow groundwater is higher than the middleand deep groundwater level. The thin or lentoid powder and powdery clay is left between them, the shallowgroundwater can replenish the middle and deep groundwater.Key words: Groundwater, Formation condition, Qi County in Henan Province~40 m。1區域地形地貌2)風(fēng)積層(Q。"):零星分布于縣區北部陽(yáng)鄉 七本區大地構造部位屬新華夏系構造帶第二沉降帶綱集以北及中了城至馬大府附近,以細.粉細砂組成，的華北拗陷,南部則處在通許隆起的東緣,地表覆蓋有厚1~2 m。巨厚的第四系.上第三系沉積物，斷裂構造隱伏于松散1.1.2 上更新統(Q3"+W)層之下。主要斷裂有杞縣斷裂,沿圉鎮-杞縣縣城方全縣均有分布,埋藏于全新統地層之下。北中部向隱伏于松散層之下。底板埋深80~120m,厚50~80m;南部底板埋深45~1.1區域地層巖性80 m,厚25~45 m。由于成因類(lèi)型和巖性不同,上、下該區域新生代以來(lái)一直處于緩慢的沉降運動(dòng)中，部具有明顯的差異性。上部為沖積層,層底界線(xiàn)由南因而沉積了巨厚的第四紀沉積物,第四系地層發(fā)育齊向北傾斜,底板埋深從南部60m漸變?yōu)?00m,巖性傅全,其下埋藏有第三系地層,據區域地質(zhì)資料,新生界集以北主要灰黃、淺黃色粉土、粉質(zhì)粘土與中細砂互底板埋深1 000~1 500 m。層,沙層顆粒較細,砂厚10~20m,傅集以南主要為粉地層主要為第四系(Q)根據區內鉆孔資料及地土夾粘土,砂層薄而細，程透鏡體出現。砂層厚< 10表出露情況,按第四系的巖性巖相組合特征,將第四系m。砂層中薄層理,微層里發(fā)育,粉土中含鈣質(zhì)結核較底層敘述如下:多,頂部有較穩定粉質(zhì)粘土層,局部有古土壤層。下部1.1.1 全新統(Q4+)為洪沖積物,屬黃河早期沉集物,巖性為褐黃色、灰黃1)沖積層(Q2"):屬近代黃河沖積層,分布區內廣色混有灰綠色的似黃土狀粉土和粉質(zhì)粘土互層,夾有1大地表,位于黃河故道多次徑流的主要地帶,以河床相~2層中細砂、粉砂,呈多鏡體分布。粉土普遍含有鈣中中細砂為主,砂層厚10~20 m,內含鈣質(zhì)結核,夾粉質(zhì)結中國煤化工°土層。頂板埋深0~2 m,底板埋深30~40 m,層厚301.1.TYHCNMHG[收稿日期] 2008-02 -15[作者簡(jiǎn)介]黃繼超< 1985 - )男,河南禹州人,助理工程師,主要從事水.工、環(huán)地質(zhì)調查與研究工作。第30卷第3期地下水.2008年5月本區廣泛分布,底板埋深在140~ 180 m,厚度40~純。砂層內的薄層里發(fā)育。主要砂層厚度大,分布穩60 m,其地層特征為:定,以湖積為主。1)上部為沖洪積層,巖性為棕紅色或棕黃色粉1.2地貌土,粉質(zhì)粘土夾薄層粘土和1~2層中細砂.細砂及粉該縣地貌條件比較簡(jiǎn)單,按地貌成因劃分,本縣地砂層。砂層厚度<10m,有1 ~2層鈣質(zhì)結核富集層，貌類(lèi)型為黃河泛流平原。由于黃河歷次泛濫改道,地偶見(jiàn)鐵錳質(zhì)結核。表遺留有故河道和槽形、碟形洼地。根據微型地貌和2)下部為冰水沉積層,巖性為黃綠色、灰綠色、棕地表巖性不同,東南部為沙壤質(zhì)黃泛沖積平原,地表巖紅色的粘土或粉質(zhì)粘土,夾有1 ~2層不穩定的灰黃色性以粉土、粉質(zhì)粘土為主;西部為粉沙質(zhì)黃泛沖積平粉細砂,砂層分選性較差,黃綠色粘土、粉質(zhì)粘土頂層原,地表巖性以粉土、粉沙土為主,后期由于風(fēng)力吹物部含豆狀鐵錳質(zhì)結核和較大的鈣質(zhì)結核,分布穩定,為作用,有沙丘和沙地分布。本層標志層。1.3 氣象水文1.3.1氣象杞縣屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候區;表現為典型的大陸性氣候。據縣氣象站1957年至今資料,全縣年平均氣溫14.1 C ,最高年為43 C ,最低年為-16.2 C,年平均◎●mm無(wú)霜期210天。降雨量平均722. 9 mm,年降水量變化9 1467較大,1957年降水量1 138.9 mm, 1968年為309.0 .19 E界mm,年內降水量分布也不均,一般多集中在7.8.9三0則門(mén)口-因州一開(kāi)封新裝個(gè)月,占全縣降水量約67.45%。 多年蒸發(fā)量為1858.2 mm。1.3.2 水文11杞縣屬淮河流域,常年性河流主要有:惠濟河、淤泥河、鐵底河等;較大的季節性河流主要有:小蔣河、圈章河、杜莊河、茅草河、渦河故道、小青河、小溫河、大偃圍1杞縣及其周邊地區地質(zhì)、地震構造圉溝等11條?；轁影l(fā)源于開(kāi)封、蘭考之間的黃河大1.1.4 下更新統(Q劃)堤。由西北流向東南，在開(kāi)封境內集流463 km,目前已本縣區廣泛分布,埋藏于中更新統之下,底板埋深成為開(kāi)封排放地表污水的河流,遭到嚴重的污染。淤在200 -280 m,本統厚度較為穩定,厚度80~ 100 m。泥河發(fā)源于開(kāi)封縣,至城關(guān)附近人惠濟河,境內長(cháng)26. 7上部為沖洪積層,巖性為棕紅色粉土、粉質(zhì)粘土夾km,流域面積289km2,在灌水季節也引用黃河水。薄層中細砂、粉細砂。砂層分選性較好，粘土質(zhì)純、致除河水之外,區內還有數條引黃干渠,如杞蘭干密,內夾有1 ~2層鈣質(zhì)結核及鐵錳之富集層,頂部殘渠、東風(fēng)干渠幸福干渠。留有古土壤層。本層厚度30~60 m。下部為冰水墜積層,巖性為灰綠色、棕紅色粘土、2地下 水形成條件分析粉質(zhì)粘土夾1 ~2層細砂、粉細砂層。粘土層含鐵錳質(zhì)2.1地下水類(lèi)型分類(lèi)結核和鈣質(zhì)結核,砂層含泥質(zhì)、分選性差,分布穩定,本根據地下水的埋藏條件及賦存特征,本區域地下層厚度50~70 m。水類(lèi)型應屬松散巖類(lèi)孔隙地下水。1.1.5 上、中新統(N2 +N)根據含水層的埋藏深度,補給條件及水力性質(zhì)將廣泛分布于全縣區。據區域地質(zhì)資料,底板埋深本區地下水分為三種類(lèi)型,即埋藏于地表下40 m以下. 100~1 500 m,厚度800~1 200 m。巖性上部為棕紅的淺層潛水或微承壓水;40 ~250 m的中深層承壓水、色、棕黃色混有灰綠色侵染的粘土和淺黃色、灰白色中微承壓水及250 ~ 800 m的深層承壓水。地下水的富粗砂層。粘土層含有較多的鈣質(zhì)結核或鐵錳質(zhì)結核或水性以單井涌水量為指標進(jìn)行評價(jià)。單井涌水量淺層侵然物，并見(jiàn)有1~3層古土壤。質(zhì)地疏松。常見(jiàn)龜裂中國煤化工:將各類(lèi)型地下水富水現象。裂隙內被砂質(zhì)結晶充填。砂層厚而穩定,含有CNMHG礫石,磨圓度較好,以沖積為主。下部為紅色、蘭灰色2.1.1 '茂層盾不粘土和棕紅色泥質(zhì)粉細砂、中細砂層。粘土層厚,質(zhì)含水層為全新統(Q4+")含水組,含水層巖性以第30卷_第3期地下水.2008年5月中細砂、細砂、粉細砂為主,厚505 ~29.5 m不等,覆蓋3)水量中等豐富區層為粉土、粉質(zhì)粘土互層,對大氣降水及地表水人滲較分布于本區中東部的邢口等鄉鎮,含水層巖性以為有利,地下水為無(wú)壓的潛水。由于所處位置及含水細砂粉砂為主,含水層頂板埋深94 ~121 m,底板埋深層厚度分布及顆粒不同,地下水富水性也不同，可劃分182 ~208 m,砂層總厚17~22 m,富水性中等,單井出為水量豐富的和水量中等兩個(gè)的區:水量<1000 m'/d,水化學(xué)類(lèi)型HCO, .sO,-Na,礦化1)水量豐富區(單井涌水量1 000 ~3 000 m/d)度多大于1 g/L。分布于湖崗一圉鎮一板木- -線(xiàn)東北(裴村店鄉2.1.3深層地下水除外)大部分地區,位于黃河故道下游主流地帶,含水含水層為上第三系(Na'")含水巖組,含水層頂層以細砂、細中砂為主,砂層頂板埋深5~15 m,底板埋板埋深230 -260 m,底板埋深(230 ~ 260 m)區內鉆深40~45 m,砂層總厚30~35 m,水位埋深3~5 m?？拙唇掖?含水層巖性以中細砂.細砂為主。單層厚.地表巖性以粉土為主,有利于大氣降水及地表水的下5~ 20 m,砂層與粘土(粉質(zhì)粘土)呈不等互層,富水性降入滲補給,富水性較好,單井涌水量1 000 ~3000較好。與中深層地下水水力聯(lián)系不密切,地下水具承m'/d,滲透系數16. 28 ~23. 41 m/d,水質(zhì)類(lèi)型以HCO3壓性,水位埋深24 m左右。據杞縣高中新井資料,該-Na. Ca. Mg為主,礦化度0.85-23.41 g/L。局部井井深640.5 m,從230 ~640 m內砂層有15層,總厚地區為HCO,●Cl-Na.Ca. Mg型水。163.5 m。據實(shí)際抽水資料,475 -640 m試驗段,水位2)水量中等豐富區降深25 m,涌水量66 m'/h,單井涌水量為876 m'/d。.分布于湖崗一圉鎮-板木一線(xiàn)西南及裴村店鄉縣自來(lái)水公司一眼生產(chǎn)井,井深550 m,該井涌水量達附近。含水層以細砂、泥質(zhì)粉砂為主,砂層頂板埋深203 288. 23 m'/d,水化學(xué)類(lèi)型簡(jiǎn)單,為HCO,●Na型水，~25 m,底板埋深25~30 m,砂層總厚5~10 m,水位礦化度較低,為0.46 g/L。由此可見(jiàn)本區深層地下水埋深3~5 m。地表巖性以粉土、粉質(zhì)粘土為主,大氣降水量極豐富,水質(zhì)較好。水及地表水的人滲較其他部位差,富水性中等,單井涌2.2地下徑流、補給 、排泄水量700~1 000 m'/d,滲透系數11.68~16.72 m/d,該區域地下水的補徑排條件,由于埋藏條件及賦水質(zhì)類(lèi)型以HCO,-Na. Ca. Mg為主,礦化度0.54~存特征的不同,淺層水屬于潛水或微承壓水類(lèi)型,補給1.05 g/L。主要為大氣降水補給,徑流途徑較短，徑流區、排泄區2.1.2中深層地下水同補給區基本-致。中深層屬承壓水類(lèi)型,補給主要含水層為上、中.下更新統含水層組,含水層巖性為側向徑流補給,其補區較遠。徑流區、排泄區不同,以細砂、細中砂粉細砂為主,厚30 ~50 m不等,與淺本區主要屬徑流區。層地下水之間為薄層或透鏡狀粉土、粉質(zhì)粘土相隔,淺2.2.1淺層地下水的補徑排 條件層地下水可下滲補給中深層水。水位埋深12~13 m。本區淺層地下水的主要補給來(lái)源有:大氣降水入水化學(xué)類(lèi)型雜,礦化度多大于1 g/L,水質(zhì)較差。根據滲補給、灌溉回滲補給、地下水側向徑流補給、河渠滲含水層的厚度、粒度、分布及單井涌水量,可將區內中漏補給等。深層地下水富水性劃分為三個(gè)區:大氣降水入滲補給是本區淺層水的主要補給方1)水量極豐富區式。本區地勢平緩,地下水埋深多在6~8 m之間,包分布在縣西北部泥溝、平城等鄉鎮及高陽(yáng)、蔡營(yíng)附氣帶巖性主要為粉土.粉質(zhì)粘土等,結構疏松,有利于近。含水層以中細砂、細砂為主,砂層頂板埋深24~40大氣降水的人滲補給。m。底板埋深222 ~231 m。砂層總厚30~50 m,砂層灌溉回滲補給:區內幾井密布，且有引黃灌渠分分布穩定,粒粗層厚,富水性極好,單井涌水量>3 000渠,大部分農田可利用機井或灌渠灌溉,距1998年經(jīng)m'/d。水化學(xué)類(lèi)型復雜,為HCO3●SO,-Na●Mg,礦濟和社會(huì )統計,有效灌溉面積占總耕地面積的化度1. 80 g/L左右,為微威水。81. 46%。因此灌溉水滲漏人滲也是淺層地下水主要2)水量豐富區補給方式之一。分布于縣東北部、中西部的大部分地區,含水層頂板河渠滲漏補給:本區有惠濟河、淤泥河、鐵底河等埋深42.5~65 m,底板埋深196 ~249.8 m,含水層以細長(cháng)年中國煤化工節性河流,及幸福干砂粉細砂為主,總厚25~39m,富水性較好,單井涌水渠、CN MH G質(zhì)疏松,地表水可下量100 ~3 000 m2/d,水化學(xué)類(lèi)型復雜,為HCO3●Cl - Na滲或側診紹地下水?！馦g,HCO,●SO, -Na,礦化度0.86 ~1.73 g/L。(下轉第47頁(yè))第30卷第3期地下水2008年5月近的井點(diǎn)受河水補給影響越大、越快,水質(zhì)參數與河水45%的氮會(huì )從土壤中流失、下滲進(jìn)入地下水體成為主變化的同步性也就越好,這是正常規律。要的污染物質(zhì)。4.2點(diǎn)面源污染影響4.3水文地質(zhì)條件影響點(diǎn)污染源主要來(lái)自廠(chǎng)礦、企業(yè)、工業(yè)產(chǎn)生的廢氣、土壤是水的載體,土壤中易溶于水的的物質(zhì)成分,廢水以及生活垃圾、生活污水。這些廢物中的污染物特別是無(wú)機物如:鉀、鈉、鈣、鎂、鐵的鹽類(lèi)以及氯化物、通過(guò)自然下滲或經(jīng)降水淋洗下滲進(jìn)入地下，影響地下氟化物等,大量的被水所溶解,變成水體的一部分,兩水水質(zhì)。者中的物質(zhì)成分在持續不斷的進(jìn)行相互置換。對于地面源污染主要來(lái)源于農業(yè)生產(chǎn)中的污水灌溉、農處苦海沿邊、多鹽漬之地的廣饒來(lái)說(shuō),總硬度、溶解性藥和化肥,其中,尤其以農田使用氮肥污染狀況最為顯總固體、氯化物、氟化物等較高甚至嚴重超標，很大程著(zhù)。有關(guān)資料表明:在氮肥施用總量中,約有12.5% ~度 上是受當地水文地質(zhì)條件影響所致。Aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa(上接第9頁(yè))測向徑流 補給:主要來(lái)自本區西北部的水可下滲給中、深層地下水。.流人的地下徑流量,由于水力坡度較小,地下水徑流量中、深層地下水的徑流:本區的中.深層地下水的很小。流向總體上與淺層地下水流向一致,也大致沿地形坡淺層地下水的徑流:天然條件下,淺層地下水水位度由西北向東南方向流動(dòng)。埋深主要與地形有關(guān),本區淺層地下水流向總體與地中、深層地下水的排泄:本區的中深層地下水排形傾向-致,但由于縣城附近地下水已形成-一個(gè)符合泄以開(kāi)采排泄為主,主要集中在企業(yè)廠(chǎng)礦區,其次一部降落漏斗,地下水由四周向縣城方向徑流。分地下水向東南徑流排泄出本區。淺層地下水的排泄:區內淺層地下水的排泄方式2.3地下水動(dòng)態(tài)特征主要有:開(kāi)采排泄、越流下滲排泄、徑流排泄、蒸發(fā)排泄該區內域地下水動(dòng)態(tài)主要受氣象水文人工開(kāi)采等等因素的影響。地下水位隨著(zhù)雨季的到來(lái)而上升,雨季開(kāi)采排泄:開(kāi)采量排泄本區淺層水的主要排泄方之后水位最高,早季水位最低,相對于降雨地下水位上式,本區人口密度大,人畜用水多以開(kāi)采淺層水為主。升的滯后時(shí)間隨地下水位埋深的增加而延長(cháng),年變幅區內機民井密布,除渠灌以外,農業(yè)灌溉多以開(kāi)采淺層0.67~2.97m根據影響地下水位動(dòng)態(tài)變化的主要因地下水為主。素,將本區地下水動(dòng)態(tài)類(lèi)型分為以下幾種:越流排泄:據調查資料,本區淺層地下水位高于中降雨人滲一開(kāi)采型:區內基本上屬此類(lèi)型,水位埋深層地下水位,由于淺層含水層與中深層含水層之間深較大,幾乎不受蒸發(fā)影響(見(jiàn)圖)。其動(dòng)態(tài)變化特征無(wú)較好的隔水層(多為粉、土粘土)加之中深層開(kāi)采井主要受降雨及人工開(kāi)采影響,降雨滯后1~2個(gè)月:止水不良或未止水,淺層地下水可下滲越流補給中深水文型:主要分布惠濟河淤泥河鐵底河等河流兩層水。岸,河水與地下水聯(lián)系密切,河水位的變化影響著(zhù)地下徑流排泄:本區東南部有少量地下水向境外排泄。水的動(dòng)態(tài),其影響程度,由遠及近逐漸減弱。蒸發(fā)排泄:蒸發(fā)排泄受地下水埋深、巖性、氣候等徑流-開(kāi)采型:區內中深層地下水以側向徑流補因素影響。據本次調查資料,本縣地下水埋深多在6~給為主,排泄為人工開(kāi)采,受降雨影響不大。主要分布8 m,僅縣城以北局部地段豐水季節埋深多在2~4 m,在高陽(yáng)城郊平城及柿園鄉一帶。地下水存在著(zhù)蒸發(fā)排泄,但排泄量較小。2.2.2中深層地下 水補徑排條件3結論中深層地下水的補給:本區中深層地下水的補給通過(guò)對該區域地下水形成條件的分析,該區域存主要為上游的側向及淺層地下水的越流補給。在豐富的地下水資源。隨著(zhù)城市人口增長(cháng),建議在該天然條件下,中、深層地下水的補給主要由側向徑區域建立后備的水源地,應取區內深層地下水用于城流補給,其次為淺層地下水的越流補給。前已述及,淺市居民用水。層地下水位高于中、深層地下水位,二者之間為薄層或透鏡狀粉土及粉質(zhì)粘土,淺層地下水可補給中.深層中國煤化工水。深層地下水、中深層地下水之間多為粘土相隔,水[1]河.0HC N M H G007 河南省杞縣深層地力聯(lián)系不密切,天然條件下主要靠側向徑流補給。開(kāi)下水供水水文地質(zhì)報告.采條件下,由于生產(chǎn)井未止水或止水不良，上部含水層