驻马店市区傍河深井回补中深层地下水分析

2010-06-25李德岭河南省驻马店水文水资源勘测局

河南水利与南水北调 2010年6期

□李德岭(河南省驻马店水文水资源勘测局)

一、气象水文概况

驻马店市区位于河南省南部，淮河流域汝河上游山区与平原过渡地带，属大陆性季风气候。多年平均蒸发量（E601）为935.5mm，多年平均降水量966.0mm，最大年降水量1575.8mm，最小年降水量仅402mm。练江河经市区南侧向东流入宿鸭湖，市区以上练江河控制面积104km2。

练江河系汝河支流，发源于驿城区胡庙乡境内的三架山东侧，市区以上河长19m，河床深度5～7m，属常年性河流。练江河多年平均径流量2295×104m3，且随季节变化十分明显，6～8月份为丰水季节，其径流量占全年的60%左右；12月份至次年的2月份为枯水季节，径流量仅占全年的6%左右，其他6个月占全年径流量的34%左右。径流量年际差异很大，最大年径流量为9149×104m3，最小年仅为170×104m3，丰枯相差53倍。练江河曾出现最高水位76.82m，最大流量716m3/s，最低水位68.18m，最小流量短暂断流。

二、中深层地下水赋存条件

本区中深层地下水赋存于70～80m以下至300m以上深度内的第四系松散承压含水层中。水位埋深30～70m，与上部潜水含水层之间有30～60m厚的粘性土弱透水层相阻隔。区域中深层地下水主要赋存于砂、砂砾石层孔隙含水层和泥灰岩溶洞含水层之中，并具有明显的承压性，两含水层在关庄——夏庄——化肥厂一带交汇。

（一）砂、砂砾石孔隙含水层

该含水层分布在市区关庄—夏庄—化肥厂一线东北侧，呈现西北至东南向带状分布，含水层总厚度26.3m，渗透系数达0.55m/d，水质类型一般为HCO3-Ca·Mg型。该含水层目前构成驻马店市区中深层地下水降落漏斗的北半部，地下水自北、北东向市区漏斗中心汇集。

该含水层呈多层结构，分为3个含水岩组。第一含水岩组位于中更新统下部，埋藏深度在70～96m之间，含水层厚度一般8m，岩性主要为泥质中细砂，局部为泥质含砾中粗砂；第二含水岩组位于下更新统上部，埋深96～130m，含水层厚度一般12m，岩性为泥质中粗砂，泥质含砾中粗砂；第三含水岩组位于下更新统中下部，埋深145～200m之间，厚度一般10～20m，岩性主要为粉砂、泥质中粗砂。

（二）泥灰岩溶洞含水层

该含水层赋存在下更新统泥灰岩溶洞、溶蚀裂隙承压含水层中。分布在市区关庄—夏庄—化肥厂一线西南侧。该含水层平均厚度24.3m，渗透系数4.79m/d，水质类型为HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg型。在市区实施封井前（96年），漏斗中心水位埋深达到98m，封井后水位回升10～14m，现状大部分范围水位埋深35～70m，但漏斗中心水位埋深仍达84m。

该含水层具有二层结构。第一层埋藏深度在97～130m之间，厚度变化大，一般8～20m，从黑泥沟至原工人俱乐部厚度渐薄，在天方药厂一带呈透镜状零星分布。溶洞发育较好，含有较丰富的溶洞水，是目前市区地下水的主要开采层。另外，顶部分布有一层泥质粉细砂、泥质含砾中粗砂，厚度5～13m，往往与泥灰岩溶洞水一起混合利用。第二层埋藏深度在140～220m之间，厚度一般20～40m，但溶洞不太发育，含水性能较差。在市区西南侧，该层泥灰岩上部与第一层泥灰岩连通，下部与寒武系灰岩接触，厚度由西南向东北渐薄。由于区域内泥灰岩的厚度差异较大，其富水性差别也较大。

三、补给、径流、排泄条件

中深层地下水补给来源主要是侧向径流补给，其次是浅层水通过深、浅混合开采井形成的井筒垂向补给。

在天然条件下，地下水流向自西南向东北径流，水力坡度1～2‰。由于80年代以来城市工业的迅猛发展，市区地下水开采量逐年增加，在市区中心形成了地下水降落漏斗，改变了原来地下水流场，地下水流向自西、南、东、北四面向漏斗中心（地高—油厂一带）汇集，水力坡度增大，达到7～9‰，地下水径流增强，目前开采漏斗巳扩展到城市区外围，地下水水平向东径流排泄为零。据统计，驻马店市区现有中深层开采井168眼，年开采量在1000×104m3以上，人工开采成为市区中深层地下水的唯一排泄方式。

四、回灌补给量计算

练江河自西向东从市区南侧的泥灰岩溶洞裂隙含水层水文地质单元流过，北侧距松散层孔隙含水层水文地质单元边界2～5km，以南到山区前沿同属一个水文地质单元。该单元分布范围相对于含水层抽水影响半径R可认为是无限含水层。目前练江河上已经建有橡胶坝水库一座，正常蓄水位高程72.6m，如果沿河打深层完整井，以地表水回灌中深层地下水，则补水水头高度S应为常数，现将该单元含水岩组概化为单层均质含水层，其回灌补给量Q的计算应符合稳定流承压完整井流计算公式：Q=2.732KSM/(lgR－lgr)。

根据该单元地层水文地质概况，沿河地面高程为76.73m，深层地下水位埋深为35m。设注水井半径r＝0.15m，代入公式计算得单井回灌补给量为3077m3/d，采用参数和计算值见下表。

K(m/d) S(m) M(m) R(m) r(m) Q(m3/d)4.79 30.87 24.3 232 0.15 3077

考虑到汛期地表水含沙量情况和回灌技术等因素，采用年有效灌水期为220d，则每眼注水井年可回补水量为67.7×104m3。根据注水井影响半径，在练江河左岸京广铁路西侧可建井7眼，如全部投入使用，则年可回补水量为470×10 ，这将对市区深层水的开发利用和防止深层水降落漏斗的进一步扩大起到积极作用。

五、水质影响分析

由于练江河发源于驻马店城区西部山区，人口分布稀疏，经济开发落后，没有污染企业排污，库区上游河道基本没有受到污染，水体比较清净。根据水质化验结果显示：PH值为8.2溶解氧为7.3COD为15.5BOD5为1.5，氨氮为0.45，氟化物为0.5，挥发酚、氰化物、六价铬、砷、汞、铅均未检出，水质属于Ⅱ～Ⅲ类。虽汛期来水时水体挟带有泥质成分，但经橡胶坝拦蓄后水质可以澄清，略加过滤处理即可直接进行回灌补水。地下水不会因地表水的注入使深层地下水质变差，影响地下水利用。