中原缺水山区水文地质特征研究

任佩佩

摘 要：围绕中原经济区“三化”协调发展建设，解决严重缺水山区人畜饮用水困难的需要，该文开展了缺水山区水文地质特征研究。该文以渑池县缺水山区为例，通过资料分析、地面调查和物探相结合的方法综合研究了严重缺水山区的地层结构特征、控水储水构造、地下水赋存、分布、循环演变规律等水文地质特征。

关键词：水文 山区 缺水 渑池

中图分类号：P641 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（a）-0099-02

开展缺水山区水文地质特征研究，对围绕中原经济区 “三化”协调发展建设，解决严重缺水山区人畜饮用水困难具有重要意义。渑池县地处豫西山区，地理坐标为东经111°33′～112°01′，北纬34°36′～35°05′，总面积约1 368 km2?。渑池县属大陆性气候，四季分明，光照充足但热量不足，昼夜温差大。渑池县缺水的原因主要是大气降水偏少连年干旱，多年平均降水量600余毫米；其次是降水形成的地表产流下泄速度快、滞留时间短，不利于向地下渗透补给地下水，地层地质结构缺乏充足的储水空间，地下水储存分布不均，不易于找水等。该文将结合资料分析、地面调查和物探相结合的方法综合研究渑池县的地形地貌、地层结构特征、地下水赋存、分布、循环演变规律等水文地质特征。

1 水文气象特征

渑池县年内降雨量分布不均，夏季降雨量最多，多年平均降水量为662.4 mm，多年平均蒸发量为1 994.9 mm，为年平均降水量的3倍多。渑池县河流属于黄河流域，主要河流为黄河，其次為涧河、涧口河、洪阳河等，全县共有大小河溪132条，总流量仅为2.4～3 m3/s。渑池县的蒸发量远大于降雨量，地表径流流量较小，地表水水资源比较匮乏，主要供水水源为地下水。

2 地形地貌特征

通过查阅资料，并结合地面调查对渑池县的地形地貌进行了系统分析研究。渑池县属秦岭余脉，为豫西丘陵山区，南北地貌差异很大，地貌划分为中低山、低山丘陵、山前倾斜平原和河流冲积平原4个区域。

3 地质构造及地层特征

根据河南省最新构造体系划分，渑池县处于华北陆块与华北陆块南缘构造带分界断裂——三门峡-鲁山断裂带。岩浆活动微弱、地质构造较为复杂，主要为一些宽缓的背、向斜褶皱和规模不大的断裂构造。大致经历了王屋山、晋宁、少林、加里东、华力西、印支、燕山和喜马拉雅等多期构造旋回，使地层遭受不同程度的破坏，具有华北陆块与华北陆块南缘构造带双重沉积构造特征。

4 地下水种类及其富水特征

地下水的补给、赋存及运移主要受地形、地貌、构造、地层控制，富水程度主要受赋水介质、水文、气象所制约。根据渑池县地质构造、地貌特点、含水层组、地下水赋存条件和动力特征，同时考虑水文、气象等因素，区域内地下水可划分为四大类型：即松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水和基岩裂隙水。

4.1 松散岩类地下水及其富水特征

松散岩类孔隙地下含水层由中更新统黄土状含钙核粉质粘土、上更新统浅黄色粉土质粉质粘土和全新统砂砾石层粉土组成。以中更新统底部砾石和全新统砂、砂卵石为主要含水层，含孔隙潜水。上部含钙质结核、亚砂土、粉质粘土，透水性差，含水量微弱，富水性较差，涌水量0.1 L/s左右，降深5 m单井涌水量小于300 m3/d；河谷冲洪积层及南部中深层含水量较大，富水性中等，最大涌水量为5～10 L/s，降深15 m单井涌水量300～500 m3/d。受大气降水及山区裂隙潜水补给，地下水埋深一般10～30 m或大于30 m，近河谷部分接近地表。地下水流向与地表水流方向一致。地下水动态类型为降水-径流蒸发型，水位埋深年变化幅度1.0～3.4 m。

4.2 碎屑岩类孔隙裂隙地下水及其富水特征

碎屑岩类孔隙裂隙地下水由蓟县系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系及古近系的石英砂岩、长石石英砂岩夹少量白云岩、薄层页岩、砾岩、泥岩组成。具狭长山脊和发育的嶂谷、峡谷。切割密度1～2.5 km/km2。深度200～300 m，均以含裂隙潜水为主，局部含承压水，地下水埋藏深度随地形而异，地下水主要受大气降水补给，动态变化明显，多以下降泉沿沟谷排泄于地表，含水不均匀，泉涌水量小于1.0 L/s，埋藏型承压水属弱富水，降深15 m单井涌水量一般小于300 m3/d。水质类型，除二叠系煤系地层中硫酸根（SO4）离子稍有增高外，其余为HCO3-Ca·Mg型水，或Na-Ca型水，溶解性总固体一般300～500 mg/L，适宜饮用及工农业用水。由于断裂发育，排泄条件良好，降水很快流失和下渗，地表呈现缺水。需要指出的是，上石炭系含水岩组一般夹多层灰岩，裂隙岩溶较发育，形成裂隙岩溶层间水，往往是造成矿坑充水的主要来源之一。中石炭系底部铝土矿或黄铁矿层，起隔水作用，对石炭系的赋水条件起到良好的作用。

4.3 碳酸盐岩裂隙岩溶地下水及其富水特征

根据新安-陕县岩溶水调查报告，此类地下水含水层主要岩性为灰岩、泥质灰岩、白云岩。裂隙发育，溶洞沿裂隙及层面发育不均匀，总厚度0～78 m。含水量随裂隙溶洞发育程度而定，地下水埋深与地形有关，一般在地表以下50 m左右，地表呈现缺水。浅部地下水动态受季节控制，雨后出现少量暂时性细小泉水，但很快干枯；深部稍稳定，为相对富水地段，出水段厚度3.6～29.6 m，平均厚度10.89 m，单位涌水量q=0.002 4～8.06 L/s·m，渗透系数K=0.014～66.5 m/d，降深15 m单井涌水量一般500～1 000 m3/d。

因构造条件、地形条件的制约，岩溶裂隙发育具有不均匀性，地下水的分布及其富集在区内也不尽相同。地下水埋深几十米到百余米不等，区内含水层有比较明显的边界，岩溶裂隙发育程度及含水层的富水性随埋深的增加而减弱，具有垂直分带性。

4.4 基岩裂隙地下水及其富水特征

基岩裂隙地下水岩性为辉石安山玢岩、安山岩等组成的构造侵蚀中山、低山区。由于新构造运动强烈上升的结果，切割密度达1～3 km/km2，深度400～60 m，基岩裂隙发育，成为地下水入渗储存、运移的场所和通道，含裂隙潜水微弱，且不均匀，埋藏深度随地形起伏各异。地下水循环强烈，遇沟谷呈下降泉排泄于地表，泉涌水量0.013～0.60 L/s，溶解性总固体一般100～300 mg/L，水质为HCO3-Ca·Mg型水，局部为HCO3-Na·Ca型水，适宜工农业及饮用。

5 结语

该文通过资料分析、遥感解译、地面调查和物探相结合的方法综合研究了缺水山区的地层结构特征、控水储水构造、地下水赋存、分布、循环演变规律等水文地质特征，并以渑池县为例进行实例分析。渑池县蒸发量远大于降雨量，地面径流量小，从而导致渑池县地表水资源匮乏。该文针对渑池县的地形地貌、地质构造和地下水水量、动态特征及化学特征进行了分析研究，为渑池县开展进一步的水源寻找和开采提供了参考和指导。

参考文献

[1] 中国地质学会水文地质专业委员会，阎锡屿执笔.中国水文地质科学的进展[J].地质论评，1989，28（4）：386-390.

[2] 敖春来，吕光辉，李少华，等.宁夏南部山区水文地质特征及地下水资源评价[J].西部探矿工程，2015（5）：63-66.

[3] 裴建国，谢运球，刘新号，等.河南省缺水山区的基本找水模式[J].中国岩溶，1994（3）：314-321.

[4] 林学钰，廖资生.地下水资源的基本属性和我国水文地质科学的发展[J].地学前缘，2002，9（3）：93-94.