彰北沙丘前沿区水文地质初探
2014-11-14马力成冯竟祥
马力成,冯竟祥
(1.彰武县水利局,辽宁彰武123200;2.彰武县双庙水利站,辽宁彰武123200)
1 项目区范围及概况
主要包括2个方面的内容:项目区范围和区域自然概况。
1.1 项目区范围
项目区位于彰武县北部,区域面积1 407 km2,其中平原面积1 026 km2,包括阿尔乡、章古台、四合城、大四家子、大冷、冯家、大德、后新秋8个乡镇,科尔沁沙地南侵在彰武境内形成东西50 km,南北宽15 km,面积750 km2的沙丘区[1]。
1.2 区域自然概况
项目区主要地貌特征为沙丘区,坨间洼地间隔分布。既有封闭的坨甸,地势低洼平坦,地下水埋深较浅,低洼处形成大小不一湖泡,也有沟谷深切形成的沙漠开放地带,发育出小型河流。
据初步统计,项目区地下水开放区,有大小出流河20多条,常年流水,流量可观[2]。
项目区属于大陆性季风气候区,多年平均气温7.1℃,年平均日照时数2 868 h,多年平均降水量476.1 mm,年内分配不均,年际变化大,6—9月份约占全年降雨量78.6%,多年平均蒸发量1 746 mm。
项目区主要有柳河,养息牧河、秀水河3条较大河流,柳河多年平均径流量4 641 m3,河道平均比降1.09‰,养息牧河平均径流量1 371.76 m3,平均比降0.74‰,秀水河子多年平均径流量127.2 m3,河道平均比降3.06‰。
区域地层岩性比较简单,平原区为坡洪积、冲(洪)积和风积而成的第四纪松散堆积物,山丘区地表岩性为侏罗纪的火山岩[3]。
平原区第四系表层岩性以冲(洪)积和风积沙为主,其次为亚砂土,含水层岩性已细砂、中砂为主,局部夹有含砾中粗砂及亚黏土等,北厚南薄,厚度在50~100 m,最大厚度达150 m以上。
广大的砂体组成一个巨大的“地下水库”,该区域内隔水层低于槽底,洪水期河水补给潜水,大部分洪水储存于沙丘地下水库,了河槽洪水;枯水期潜水补给河水,原储存在沙丘水库的水量返回河中,所以有地下出流河20多条,常年流水,起着调节径流的作用,这种想象使得潜水的排泄量呈正负交替变化。
无雨期形成的稳定径流量主要来自地下径流补给;多年稳定的径流量表明,区域内存在着巨大的地下水资源进行多年的水量调节。这也是出流河水量稳定、年际变化小、地下水资源相对丰富的根本原因。
彰北沙丘前沿平原区的含水层分布范围广、厚度大、下渗能力较强,具有良好的形成地下水的地质条件。其北部与地下水资源较为丰富的的科尔沁沙地相连接,入境地下水丰富。沙丘前沿的含水层巨厚,有较大的储存空间和调蓄能力,所以该区域地下水具有一定的蕴藏量。
彰北沙丘区域多年平均地表水资源量为6 700.5万m3,多年平均地下水资源量为14 206万m3,多年平均水资源总量为19 480.5万m3,多年平均地表地下水重复计算量为1 426万m3,区域内多年平均入境水量为2 175万m3。评价区域的地表水资源与阜新全区的状况相似,单位面积的产水深度与阜新全地区基本持平,区域单位面积的地下产水深度比阜新市高出56%,相对而言属于水资源丰富区。
2 项目区钻(井)孔资料
钻(井)孔资料来源于省地质二队、省有色金属公司、彰武县钻井队,钻(井)队孔共46眼,揭露地质情况如下:含水层岩性以细砂、中砂为主,局部地区夹有含砾中粗砂,含水层厚度150~30 m,由北向南递减[4]。
3 抽水试验
抽水井位于阿尔乡镇北甸子村小学院内,抽水井为完整井,井径300 mm,在其东侧布设2眼观测孔,1眼距离主井12 m,另1眼距离主井22 m。
抽水设备为QJR100—84,配套功率37 kW的电泵,流量观测采用三角堰堰箱观测,降深观测采用电流表观测,含水层厚度大,采用稳定抽水试验,稳定时间72 h,地下水为潜水,含水层厚度158 m,抽水井静水位2.50 m,抽水降深12.30 m,水位降深9.80 m,流量为108.98 m3/h。
根据抽水试验结果,计算渗透系数及影响半径如下:
式中:Q为抽水井涌水量,m3/d;K为含水层渗透系数,m/d;H为含水层厚度,m;R为抽水井影响半径,m。
潜水含水层平均给水度计算表见表1。
4 给水度的确定
根据彰武北部地区三眼勘察孔柱状资料,将地层进行概化,选取各种岩性给水度经验值,将地层岩性厚度加权平均,计算出含水层等效给水度[5]。
表1 潜水含水层平均给水度计算表
5 水文地质剖面图的绘制
根据彰武北部地区4眼勘察井柱状资料,以及地形情况综合分析加以绘制。ZK1距ZK2 19.8 km,ZK2距ZK3 8.8 km,ZK2距ZK3 6.6 km。
6 结语
水文地质勘探工作的进行,揭示了区域含水层的层位、厚度、各含水层富水性变化情况。确定了区域含水层水文地质参数。
为建立地下水数值模型,指导区域地下水开发利用奠定了基础。
[1]戴艳文,王丽娟.黑河市地下水水文地质概述[J].黑河科技,2003(04):123-124.
[2]曹建生,刘昌明,张万军.太行山片麻岩区坡地渗流集蓄技术[J].山地学报,2005(05):111-115.
[3]贾惠艳,高红江,潘琼芳.彰北沙丘前沿区水资源特征及利用对策[J].辽宁工程技术大学学报:自然科学版,2009,28(S1):91-93.
[4]白宝丰.阜新漳北沙丘前沿区降雨径流规律分析[J].东北水利水电,2010(05):30-31.
[5]徐玉红,江行久.阜新漳北沙丘前沿区降雨径流规律初步分析[J]. 农业与技术,2006,26(03):120-122.