延吉市南部地下水特征浅析

杨得光 ，杜晓明 ，王 举 ，宋 斌，孙志伟

1.吉林省煤田地质112勘探公司，吉林 延吉133000；2.吉林省煤炭地质调查总院，吉林 长春130033

延吉盆地位于吉林省的东部，延吉市坐落在延吉盆地东部，是延边朝鲜族自治州的首府所在地，是一个以汉朝满族为主的多民族聚集地。延吉盆地地下水资源较为匮乏，盆地的东部基岩山区和北部、西部碎屑沉积岩山区几乎没有良好的孔隙裂隙水资源。优质地下水资源主要分布于延吉市南部低山丘陵区，面积约为90 km2。

1 地质概况

延吉市南部出露的地层为白垩系上统龙井组（K2l）和第四系全新统（Q4）。白垩系上统龙井组岩性为紫色-褐色砾岩、含砾砂岩、砂岩与泥岩互层，厚度290～1 150m；第四系全新统（Q4）岩性为黄-褐色粘土、亚粘土、粉细沙、砂砾石、卵石层厚度2～15m 。

延吉市南部处于吉黑褶皱系、延边优地槽褶皱带、延边复向斜内。断裂构造有东西向，北西向和北东向三组。东西向为一组相互平行东西延展的压性断裂构成，断面北倾，倾角40°～70°；北西向和北东向断裂为一组张扭性断裂。

在延吉市东部山区分布有华力西期花岗岩（γ4），南部及东南部零星分布有燕山晚期辉石安山岩。详见延吉市南部地质图（图1）。

2 地下水特征

2.1 含水层特征

延吉盆地为山间断凹盆地，盆地中心区及布尔哈通河河谷两侧为第四纪冲、洪积层覆盖，第四系岩性由亚粘土、粘土、淤泥、淤泥质粉细砂、粗砂、砂砾石、粘土混卵石等组成，厚度由盆地中心河谷两侧一、二级阶地向丘陵山区逐渐变薄。盆地内最为发育的地层是白垩系上统龙井组，属多旋回碎屑沉积地层，主要由紫色-浅红色、红色含砾粗砂岩、粗砂岩、细砂岩、泥岩等组成。根据地下水的埋藏条件及空间分布特点，將延吉盆地的地下水分为3种类型，即：富水性强的第四系冲、洪积砂砾石孔隙潜水，富水性中等的白垩系碎屑岩风化孔隙裂隙水，富水极弱的基岩风化裂隙水。

⑴ 富水性强的第四系冲、洪积砂砾石孔隙潜水，主要赋存于第四系冲、洪积砂砾石、卵石层中。布尔哈通河一级阶地含水层厚2.6～4.2m，渗透系数35～309m/d,单井涌水量136～682m3/d，富水性强，水质为HCO3-Ca型水， pH值为7.01～7.15，矿化度为133.7～256.3mg/L。一级阶地含水层主要接受大气降水、河流及地下径流补给。河漫滩含水层厚1.3～3.0m，渗透系数23～46m/d，单井涌水量45～164m3/d，富水性较弱。二阶地下水位埋藏较深，含水层厚度变薄、其间砂砾石、卵石多为泥质充填，富水性弱。布尔哈通河水与第四系孔隙潜水力联系密切，二者互为补给。

⑵ 富水性中等的白垩系碎屑岩风化孔隙、裂隙水，主要赋存于延吉市南部低山丘陵区白垩系上统龙井组多旋回碎屑沉积岩中，主要岩性为紫色-浅灰色、红色细砂岩、粗砂岩、含砾粗砂岩、砾岩及粉砂质泥岩互层。受构造运动等因素的影响，龙井组地层岩石裂隙十分发育。在延吉市南部低山丘陵区的理化洞、供电小区、气象局、人防局等地供水井施工时，上部岩芯破碎、岩芯采取率低，钻孔漏水现象十分严重。依据钻孔简易水文及扩散法测井资料确定风化裂隙带发育平均深度为60m，含水层厚度45～50m，含水层埋深10～15m,地下水位4.6～6.5m，渗透系数0.3～0.6m/d，钻孔涌水量为500m3/d，富水性中等，地下水水化学类型为HCO3-Ca型，pH值为6.5～7.0，矿化度＜500mg/L。其富水性受岩性的胶结程度及风化裂隙发育程度的控制，随深度的增加而逐渐减弱。除接受上覆第四系孔隙潜水含水层的垂向补给外，低山、丘陵区地层出露部位接受大气降水补给及地下径流侧向补给。

⑶ 富水性极弱的基岩风化裂隙水，主要赋存于山区华力西期花岗岩及燕山晚期次辉石安山岩风化裂隙中。地下水因储水条件、补给条件、排泄条件等因素的制约，其富水性极弱。基岩风化裂隙水主要接受大气降水补给。

图1 延吉市南部地质图Fig.1 Geologicalmap of southern of Yanji City

2.2 地下水水化学特征

在自然条件下，地下水的径流条件受地形、地貌、地层岩性及其孔隙、裂隙的发育程度、水力坡度等制约。地下水的水化学组分质量浓度受地下水径流条件影响，孔隙、裂隙发育区域地下水径流条件好、渗透系数大、其富水性强、水化学组分质量浓度偏低；反之，水化学组分质量浓度则高。

盆地中心及河谷两侧一、二级阶地区域，在自然条件下多为地下水汇聚区域，因其水力坡度小、径流条件相对较差。孔隙潜水主要赋存于第四系冲洪积砂砾石、卵石层中，含水层的富水性强、渗透性强，盆地中心及河谷两侧区域多为人类生产生活的范围，人类的生产活动影响改变了地下水的径流环境和径流条件，致使地下水中的水化学组分质量浓度相对高于低山丘陵区白垩系碎屑岩风化孔隙、裂隙水。孔隙潜水的化学组分多为K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、HCO3-、Cl-、SO42-、NO3-,pH值为7.01～7.15；矿化度为133.7～256.3mg/L ；总硬度171.63～208.86mg/L。水化学类型以HCO3-Ca型为主，有HCO3、Cl-Ca型,HCO3、NO3-Ca型，HCO3、SO4-Ca型，属中性弱矿化水。

延吉市南部低山丘陵区碎屑岩风化孔隙、裂隙水主要赋存于白垩系上统龙井组砂岩、砾岩、泥岩互层中，孔隙、裂隙发育，地下径流条件好，其受人类生产活动影响小。常见地下水化学组分为K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-、SO42-、NO3-，pH值为6.7～7.0，总硬度＜250mg/L，矿化度＜500mg/L，水化学类型以HCO3-Ca型水为主，HCO3-Ca.Na、HCO3-Ca.Mg型水次之。属中性低矿化淡水。

延吉市南部地下水水化学特征详见表1。

表1 延吉市南部地下水水化学特征表Table 1 Chemical characteristics of groundwater in the southern of Yanji Citymg/L

2.3 地下水补、径、排条件及动态变化

地下水的循环受气象、水文、地形、地貌及地层岩性和地质构造等自然条件的制约。丘陵山区和盆地中心的差异影响着地下水的补给、径流、排泄动态变化。

大气降水是山区基岩风化裂隙水和第四系孔隙水的重要补给水源。降水除大部分形成地表径流外，约10%左右的降水渗入地下补给基岩风化裂隙水和第四系孔隙水含水层。降水形成的地表水径流及渗入地下形成的地下径流，都流向盆地中心补给河水。人工开采和泉水溢出，是地下水的主要排泄形式之一。在自然条件下，第四系孔隙潜水水位受季节变化影响较大，夏季丰水期（每年6、7、8、9月）地下水位上涨，冬季枯水期（每年12、1、2、3月）地下水位下降，变化幅度1.20～2.20m。白垩系碎屑岩风化孔隙裂隙水水位受季节变化影响小，地下水水位相对稳定。盆地内区域地下水在人工大量开采条件下，地下水位逐年下降。

3 地下水开发与保护

随着城市工业化的发展、人民生活水平的不断提高，开发利用地下水资源的数量越来越大。盆地地下水可开发主要类型有第四系孔隙潜水和白垩系风化孔隙裂隙水。

盆地中心区及河谷两侧的第四系冲、洪积砂砾石孔隙潜水富水性强，补给条件好。是城市重要的供水补充水源方向之一，但其极易受到人类生产生活的影响，破坏和改变地下水的水质、水量和水循环均衡。

延吉市南部丘陵区，赋存于白垩系碎屑沉积岩含水层中的风化孔隙、裂隙水是盆地中少有的优质地下水，富水性中等，地下水为低矿化度、中性的HCO3-Ca型水。风化孔隙、裂隙水多以泉水溢出方式出露地表，经检测其泉水质中富含游离CO2、SiO2、Sr、K、Ca、有机质等对人体有益的微量元素（详见表2），饮之甘甜爽口，深受广大市民的喜爱，具有良好的矿泉水开发前景。

地下水资源是城市经济发展建设中不可或缺的供水补充水源。地下水是可补偿的有限资源，我们在开发利用地下水资源的同时，应加强对地下水资源的保护，应严格控制地下水的开采量，开采井网密度；对有重要供水意义的水源地应建立地下水长期动态观测站点，定期抽、采取水样对水质进行检测；设立卫生环境保护等级范围，远离污染源。

表2 延吉市南部地下水微量元素及SiO2、游离CO2质量浓度表Table 2 Mass concentration ofmicroelements, SiO2 and free CO2 of groundwater in the southern of Yanji Citymg/L

4 结论

延吉市南部低山丘陵区是地下水资源相对富集区域，其地下水特征如下：

（1）第四系冲、洪积砂砾石孔隙潜水，主要赋存于第四系冲、洪积砂砾石、卵石层中，水化学类型主要为HCO3-Ca型。河流一级阶地含水层富水性强，二阶阶地含水层富水性弱。主要接受大气降水、河流及地下径流补给。

（2）白垩系碎屑岩风化孔隙、裂隙水，主要赋存于延吉市南部低山丘陵区白垩系上统龙井组多旋回碎屑沉积岩中，含水层岩性为紫色-浅灰色、红色细砂岩、粗砂岩、含砾粗砂岩、砾岩及粉砂质泥岩互层，富水性中等，水化学类型以HCO3-Ca型为主，HCO3- Na.Ca型次之。除接受上覆第四系孔隙潜水含水层的垂向补给外，低山、丘陵区地层出露部位接受大气降水补给及地下径流侧向补给。

（3）基岩风化裂隙水，主要赋存于山区华力西期花岗岩及燕山晚期辉石安山岩风化裂隙中，富水性极弱，主要接受大气降水补给。

延吉市南部地下水多以泉水溢出方式出露地表，泉水中富含对人体有益的微量元素和有机质，富水性中等，可作为城市供水补充水源之一，并具有良好的矿泉水开发前景。

开发利用地下水资源时，应加强对其保护：

控制地下水的开采量、开采井网密度；建立地下水长期动态观测站，定期抽采取水样对水质进行检测；设立卫生环境保护等级范围，防止水源地污染。

[1] 杜晓明.延吉市南山区水源供水水源报告[R].吉林省煤田地质112勘探公司，2003.

[2] 杨得光.延吉市供电小区水源井勘探报告[R].吉林省煤田地质112勘探公司，2005.

[3] 吉林省延吉市城市环境地质调查报告[R].吉林省环境地质监查总站，2009.