辽宁滨海河谷地下水库建设研究

赵丽波，李 顺，温德娟

（1.辽宁省地质矿产调查院，辽宁沈阳110031；2.四川大学建筑与环境学院，四川成都610065）

辽宁滨海河谷地下水库建设研究

赵丽波1，李 顺2，温德娟1

（1.辽宁省地质矿产调查院，辽宁沈阳110031；2.四川大学建筑与环境学院，四川成都610065）

在对辽宁滨海河谷区进行地下储水空间分类的基础上，从地下储水空间的结构特征、边界条件、库容确定及补给源方面论证了重点滨海河谷区建设地下水库的可行性.通过对构建地下水库的重点要素的分析，认为六股河、兴城河、复州河、登沙河滨海河谷区初步具备建设地下水库的条件.

滨海河谷；地下水库；储水空间；可行性分析；辽宁省

地下水库指以含水层（储水构造）为空间的水资源人工调蓄系统.地下水库一般分为5种类型：调蓄型地下水库、开采漏斗型地下水库、河谷型地下水库、陆地岩溶型地下水库、滨海岸溶型地下水库［1］.本文研究区为辽宁重点滨海河谷区，包括六股河、兴城河、复州河、登沙河等几个地段.

1 辽宁滨海河谷区地下水分布特征

辽宁滨海河谷区具有一定开采价值的地下水储水空间类型主要为第四系孔隙型，主要包括以下几种：第四系山间河谷型、山前冲洪积扇型、第四系滨海河谷型、冲积平原型储水空间［2］.

1.1 山间河谷型储水空间

该类型主要分布于辽东低山丘陵的鸭绿江流域河谷区.第四系地层主要沿山间河流分布，地下水主要赋存于第四系冲洪积砂砾石含水层中，构成线状和条带状储水空间.地下水水力性质主要为潜水，变质岩和碎屑岩分布地区围岩构成弱透水或隔水边界，碳酸盐岩地区围岩构成透水边界.河流入渗和降水入渗是地下水的主要补给来源，其次是周边侧向径流补给.河谷出山口是山区河流及地下水的集中排泄区，构成储水构造的透水排泄边界.

辽宁海岸带地区山间河谷型储水空间主要分布位置及特征见表1❶.

1.2 山前冲洪积扇型储水空间

规模较大的冲洪积扇有辽河扇、浑河扇、太子河扇、海城河扇、东沙河扇、羊肠河扇、西沙河扇及大小凌河扇等.冲洪积扇型储水空间主要特点如下：

（1）扇区含水层主要由砂砾石、砾卵石及含砾粗砂组成.含水层的富水性从扇的顶部到前缘，从轴部到两侧边缘逐渐减弱.

（2）弱透水层分布不连续，地下水具有统一水头，垂向上可概化为一个含水层.地下水水力性质为潜水，局部具有微承压性.

（3）冲洪积扇型储水构造的边界特征是，两侧由扇间坡洪积物组成的弱透水层和隔水层构成弱透水边界和隔水边界，扇的前缘由弱透水层和颗粒较细的含水层构成弱透水边界，扇的顶部由第四系山间河谷型储水构造的排泄边界构成补给边界（透水边界），底部由下更新统黏土含砾层、新近系泥岩、老变质岩等构成隔水边界，局部为由灰岩、新近系砂岩地层构成的透水边界.

（4）地下水的补给来源主要为侧向径流补给及垂直入渗补给，其排泄主要为人工开采、边缘区侧向径流排泄和垂直蒸发.

辽宁海岸带地区山前冲洪积扇型储水空间主要分布位置及特征见表2.

表1 主要山间河谷型储水空间特征表Table 1 Features of the groundwater storage of intermontane valley type

1.3 滨海河谷型储水空间

第四系滨海河谷型储水空间仅分布于辽东半岛和辽西滨海地区，均为独流入海河谷.辽东半岛河流一般较窄，辽西滨海河谷则较宽，其分布及边界性质与山间河谷型储水空间基本相同，地下水水力性质主要为潜水.降水入渗和河流入渗是地下水的主要补给来源，其次是周边侧向径流补给.河流入海口是河流及地下水的集中排泄区，构成储水构造的透水排泄边界［3］.

滨海河谷型储水空间主要特点如下：

（1）河谷狭窄、阶地与漫滩宽度不大.

（2）地下水补给来源丰富，径流途径短，含水层厚度较薄.

（3）由于河流入海口地下水与海水水力联系密切，河谷地下水资源开采易引起海水入侵.

（4）滨海地区经济发达，水资源贫乏，滨海河谷地下水是其宝贵的水资源.

（5）河谷中上游地下水水质良好，下游地区受潮汐及人工开采影响，发生海水入侵，部分河谷地下水水质恶化，矿化度可大于1.0 g/L.

辽宁海岸带地区滨海河谷型储水空间位置及特征见表3.

1.4 冲积平原型储水空间

由冲积、湖积形成了巨厚第四系地层的下辽河中部平原区，是辽宁地区地下水汇集的中心，含水层厚度大，贮水空间巨大，构成冲积平原型储水空间.下辽河中部平原区地表水系发育，地下水资源丰富，补给条件良好，目前开采程度较低，是辽宁地区未来水资源开发的重点区［2］.

冲积平原型储水空间主要特点如下：

（1）平原区第四系地下水含水层分为潜水和承压水上下两层.上层岩性由上更新统和全新统冲积中细砂、细粉砂，局部粗砂组成，含水层厚度一般为20～50m；下层由中、下更新统冲积及冰水堆积中粗砂、中细砂、砂砾石混土等组成，含水层厚度一般为60～150m.

（2）平原型储水空间的边界特征是，两侧山前冲洪积平原及冲洪积扇前缘弱透水层和含水层构成弱透水边界或透水边界；下游边界为确定滨海三角洲咸水体边界，为弱透水边界；底部为新近系顶部相对稳定的泥岩层（厚度大于3m）隔水边界.

表2 主要山前冲洪积扇型储水空间特征表Table 2 Features of the groundwater storage of piedmont alluvial fan type

（3）地下水的补给来源主要为侧向径流补给及垂直入渗补给；其排泄主要为蒸发排泄和人工开采，少量为径流排泄.

表3 主要滨海河谷型储水空间特征表Table 3 Features of the groundwater storage of coastal valley type

1.5 岩溶型储水空间

工作区内岩溶储水空间主要包括滨海岩溶型储水空间、隐伏岩溶型储水空间和岩溶盆地型储水空间.

该类型主要分布于辽东半岛南部的大连地区.地下水主要赋存于岩溶孔隙含水层中，构成滨海岩溶型储水构造.地下水水力性质主要为潜水.以滨海小独流入海河谷流域为单元，一般以周边分水岭构成储水构造的隔水边界，局部以隔水断裂构成隔水边界；河谷出山口是山区河流及地下水的集中排泄区，构成储水构造的透水排泄边界.河流入渗和降水入渗是地下水的主要补给来源，其次是周边侧向径流补给.该类型储水构造地下水较丰富，但一般范围较小，地下水补给条件较好，地下水一般为浅循环.由于人为开采，多出现海水入侵.

辽宁海岸带地区岩溶型储水空间位置及特征见表4.

2 重点滨海河谷区地下水库建设可行性分析

地下水库的构建需要考虑3个关键要素：从水量、水质和工程成本上具有实用价值的调蓄水源；由封闭-近封闭边界圈闭的有实用规模的调蓄空间；人为干预程度合乎调蓄目标要求的水更替条件［4］.下面对4个重点滨海谷区建设地下水库的可行性进行初步分析.

2.1 调蓄条件

（1）雨洪资源

表4 主要岩溶型储水空间特征表Table 4 Features of the groundwater storage of karst type

区内地形平缓，地下水埋藏浅，有利于大气降水对地下水的入渗补给，但季节分配很不均匀，补给期主要集中于每年的6～9月份.雨洪特点为时间分配不均，空间差异大，滞留时间短.研究区降雨量的70%主要集中在汛期，甚至是汛期当中的几场大雨，容易形成非涝即旱，旱涝交替发生的局面.若修建蓄集雨水工程，将收集的雨水加以利用，不失为一种良好的补给来源.

（2）河流来水

研究区河流来水季节分配也不均匀，随着汛期到来，河流径流量增大.区内主要河床由砂砾卵石构成，渗透性能好，有利于河水对地下水的补给.汛期来临时，可将河流水通过渗流渠或地下暗渠引渗到地下库区储存起来.至今，在辽宁滨海河谷重点河谷区的兴城河上游已建小（一）型水库2座，小（二）型水库2座；复州河上下游分别修建了松树水库、东风水库；登沙河上建有橡胶坝截潜工程一座，有市自来水公司截潜工程一处.这几个重点河流虽经过地表调蓄，但经拦蓄利用的水量也仅是河流来水量的一部分，大部分作为过境水量而流失.如果能将部分无法调蓄的河流水量作为地下水库的补给水源，将对建设地下水库十分有利.

（3）地表水库弃水

在汛期到来之前，可将兴城河、复州河上的地表水库中的水输送到地下水库库区，实现地下水库利用地表水库弃水进行补给，同时也实现了地下水库与地表水库的联合调度.

（4）工业废水和城市污水

辽宁沿海经济带在经济发展的同时，工业废水及城市污水的排放量呈迅速增长的趋势，在保证地下水不受污染的前提下，工业废水和城市污水预先进行水质预处理，也可作为地下水库的补给水源.

2.2 调蓄空间

辽宁海岸带重点滨海河谷区六股河、兴城河、复州河、登沙河地段，调蓄空间皆能满足实际需要.地下水库容量及资源量计算见表5.

表5 辽宁滨海河谷地下水库容量及资源量计算表Table 5 Capacity and resource amount of the groundwater reservoir in the coastal valley of Liaoning

2.3 水更替条件

综合分析重点河谷区土壤类型及植被类型，认为河谷型地下储水空间覆盖层下渗条件好，在河谷冲积平原上植被蓄土保水功能较强，有明显的调蓄作用，可以减慢雨洪水的汇流速度.

3 结论

经过对重点地段地下储水空间特征、边界条件、补给水源、水更替条件及径流特征的分析，结果表明重点研究区六股河、兴城河、复州河、登沙河地段具备建设地下水库的条件，只要施加适当的人工干预，是完全可以实现构建多年调节型地下水库的.

［1］杜新强，廖资生，李砚阁，等.地下水库调蓄水资源的研究现状与展望［J］.科技进步与对策，2005（2）:178—180.

［2］李宝兰，杨绍南.辽宁省第四系地下水库勘察规划［J］.安全与环境工程，2009（1）:7—10.

［3］王卫东，宋庆春，李宝兰，等.滨海地下水库利用与保护［J］.地质调查与研究，2004（4）:268—272.

［4］孙晓明，王卫东，徐建国，等.环渤海地区地下水库开发利用前景［J］.地质调查与研究，2007（1）:54—61.

CONSTRUCTION OF GROUNDWATER RESERVOIR IN THE COASTAL VALLEYS OF LIAONING PROVINCE

ZHAO Li-bo1,LI Shun2,WEN De-juan1

（1.Liaoning Institute of Geology and Mineral Resources Survey,Shenyang 110031,China；2.College of Architecture and Environment,Chengdu University，Chengdu 610065，China）

Based on the classification of the groundwater storage in the coastal valleys of Liaoning,the feasibility of the construction of groundwater reservoir in the major coastal valley areas is studied from the aspects of underground structure,boundary conditions,capacity and supply source of the storage space.With analysis on the key elements for the construction of groundwater reservoirs,it is concluded that the coastal valley areas with Liugu River,Xingcheng River,Fuzhou River and Dengsha River fulfill the basic requirement.

coastal valley;groundwater reservoir;storage space;feasibility analysis;Liaoning Province

1671-1947（2011）04-0268-04

P641.81；P343.3

A

2011－05－09；

2011-07-26.编辑：张哲.

赵丽波（1972—），女，主要从事地质与矿产勘察工作，通信地址辽宁省沈阳市皇姑区宁山中路42号，E-mail//zhaolibo0903@163.com