衡阳盆地红层的水文地质特征与开发利用价值分析

陈贤

摘要：衡阳盆地的地下水主要为红层孔隙裂隙水，存储在丘陵宽谷风化带之中。本文对红层水平特征进行了详细的分析，并且提出了开发利用的具体价值，为衡阳盆地工农业发展提供帮助，对实现经济良性发展有着非常重要的意义。

关键词：衡阳盆地；水文地质；开发价值

衡阳盆地由内陆湖沉积形成，位于衡东县、衡山县、常宁、耒阳、南岳区交接处，距离衡东县与衡阳县距离较近，占地面积6000平方公里。盆地人口较多，属于湖南商品粮生产基地，也是湖南省的建材、冶金、轻纺、机械等工业基地的大型建造区。由于盆地内工业企业数量较多，所以地表水源遭受了一定量的污染，而且大多数矿产企业与供水水源距离过远，所以对地下水开发问题非常重视。衡阳盆地的红层水资源为孔隙裂隙水，资源量丰富，具有较大的开采价值，为了有效利用红层地下水，必须全面了解红层水文地质特征，制定出有效的开发策略。

一、红层水文地质特征

（一）地下水类型

衡阳盆地水资源儲存在岩石孔隙之中，地下水类型可以根据岩性与储存特征分为三类：以细粒岩类组成的泥岩溶孔水，其中包括钙质泥岩、粉砂岩、泥岩等；以砂砾岩类组成的砂岩层间水，其中包括细砂岩、粗砂岩、砂砾岩等。

（二）富水性地下水

1.风化裂隙溶孔水 风化裂隙溶孔水在泥岩、粉砂岩与溶蚀孔洞中存在，其富水性受风化溶蚀带发育强度的影响。风化溶蚀带深度约为110m，局部可达130m，上部为风化裂隙发育带，带厚0-45m，下部为溶蚀孔发育带，带厚65-95m，其中都存在地下水资源。上部风化裂隙与下部溶蚀孔有直接的关联，所以可以看作一体的含水层，统称为风化裂缝溶孔水。根据抽水试验数据，可以判断出衡阳盆地红层地下水为中等-贫瘠富水性。衡东大浦-衡阳市-向阳桥属于水量中等区，含水岩组为茶山坳段（E2X1），部分区域属于高岭段（E2X2），钻孔用水量维持在600-900m3/d，部分区域维持在150-550m3/d。石塘铺-茶山坳-东栗木坪属于贫乏区，含水岩组为高岭段（E2X2）与白垩系坪组（K2d），岩性为粉砂岩、泥岩等，钻孔涌水量8.5-76.3m3/d，平均涌水量66.72m3/d，泉流量0.03-0.72L/s，属于贫乏富水性。

2.砂岩孔裂隙层间水 地下水在砂岩孔隙裂缝中储存，主要受砂岩层控制，而层间水富水程度与分布状态取决于裂隙发展程度与砂岩特性。大凹铺-硫市属于中等水量区，含水岩组为白垩系坪组（K2d），单井涌水量234.8-561.4m/3d，平均涌水量412m3/d，泉流量为0.146-0.383L/s，平均泉流量0.217L/s。冠市街-铁丝塘-萱洲-盐田桥属于水量贫乏区，含水岩层范围较广，岩性以砾岩为主，钻孔涌水量14.2-98.5m3/d，平均涌水量73.24m3/d，泉流量0.03-0.08L/s。表一为红层地区地下水富水性等级划分。

二、红层地下水开发价值

地下水的开发价值由经济技术条件决定，地下水开发方案需要根据设计影响因素与经济因素决定。在衡阳盆地经济技术条件下，主要以分散开采为主，可以使群众饮用水得到充足的供给，也可以为工业生产提供资金。

（一）普遍适用

衡阳盆地的地下水资源含量并不属于高富水区，但是也存在中富水区，而且红层地质结构复杂，向斜盆地、紧密背斜、单斜谷地等构造十分常见，经过勘探后发现可以提供较为丰富的水资源。在适合的地理位置布井，可以获得>2m3/d的水量，完全可以满足小型村寨的需求，而中富水区域完全可以作为小型供水区进行使用。红层村落在盆地、山谷、谷地中分布，这些地段基本都有较为丰富的红层地下水，而村落每户为3-7人，以村镇生活用水供水规范，每户仅需0.6m3/d，所以红层地下水基本满足农村用水规格。而工厂用水量较大，可以在中富水区附近建厂，通过集中供水方式，满足工业生产需求。红层地下水水质良好，而且微生物、污染、感官等指标都可以满足饮用水要求，一些微咸水、高铁锰水经过处理后，水质可以满足要求，通过开发处理后，完全可以应用在衡阳地区的生活与生产之中。

（二）小管井开发

使用小管井作为地下水取水设备，可以提供稳定的供水源。根据水文地质条件与工厂分布情况，可以选择适合的井深，由于地下水类型不同，使用对应的供水方法，可以有效提高取水成功率。在枯水期红层地下水并不会发生较大变化，水位降幅维持在2-7m之间，使用钻井取水与季节变化关联不大，水源供水稳定，可以解决雨季水质较差、旱季缺水等问题，并且可以利用“五小水利”的现有水池和管道。目前我国的红层地下水开采技术较为成熟，可以适应衡阳盆地的基础建设，通过微型钻机进行施工，设备移动性较强，而且也不会对施工场地提出过多要求。井管使用U-PVC材料，与传统钢管相比，耐腐蚀性与耐久性有很大提升，成本也有相应的下降。使用螺杆电泵与相吸泵作为抽水设备，即提高了经济效益，也可以在任意通电地点使用。取水井维护较为简便，而且后期管理方便，可以长时间使用，可靠性极强。

（三）增设地下水井

开发工程的经济指标与开发技术、供水方式、开采井型息息相关，必须结合社会经济条件，制定出合理的供水方案，才能使成本得到有效控制。目前我国使用的浅井为5000-6000元/口，中深井12000-15000元/口，深井80000-100000元/口，虽然单井造价偏高，但是可以提供良好的解困效益，浅井解困人数为20-30人，中深井50-70人，深井900-1300人。浅井、中深井使用两相电潜泵，通过单井独户、联户、分片或者多井集中方式进行供水，开采投资为150-310元/人，平均为200元/人，而取水费用为0.1-0.2元/m3，加上管理费、维护费、成本回收等资金，运营成本为0.6-0.65元/m3。深井使用三相潜水泵，通过联村进行供水，开采投资为110-150元/人，运行成本0.6-0.65元/m3。以每户每月消耗10m3地下水为例，月用水支出在7-11元，而红层农村年均500-2000元/人的收入，并不会因为生活用水带来额外负担，所以增设地下水井的经济价值优异。表二为衡阳盆地部分地区的地下水开采手段与供水方式。

结语：

衡阳地区属于农业与工业发达地区，而且盆地交通方便，工农业发展快速，对水资源需求较大。衡阳盆地的红层面积较大，而红层之中存在大量孔隙裂缝水，在适合的地形地貌与岩性发育地段，可以提供充足的地下水资源。通过合理的开发，红层地下水将成为居民生活与工业生产的新供水源，加强红层地下水开发力度，对地方经济建设有着非常重要的意义。

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