某输水工程对地下水环境的影响分析

吴 超

（新疆水利水电勘测设计研究院 乌鲁木齐市 830091）

1 工程概况

E河水量丰富，但目前开发利用程度较低，该河调水工程是一项在保证某河流域社会经济发展及生态环境用水的条件下，以已建的某水利枢纽为水源工程，通过修建长距离输水隧洞及管线，将E河河水引调至该省中部及东部矿区的跨流域、长距离调水工程，从而满足各矿区煤炭开采及煤电、煤化工及新型工业化发展的需水要求。本文通过收集该项目各阶段的地质勘察资料，分析该工程建设期及建成运行期对地下水环境是否会产生影响。

由于本工程为跨流域跨区域调水工程，线路较长，范围较广，地质单元及所处的地下水环境复杂多样，所以本文选取该工程其中一个单元段（桩号0+000～80+000）的地质资料进行详细分析论述。

2 输水线路水文地质条件

该工程0+000～80+000段输水线路以深埋隧洞的形式穿越低山区、剥蚀丘陵区，深度一般在地下（90～320）m之间，洞身段多处于新鲜基岩当中，岩体较完整。沿线地表以剥蚀丘陵地貌为主，地形相对平坦开阔，起伏较小，地面高程一般在（760～940）m之间。沿线地层从水平、垂向上主要以基岩为主，地表以下覆盖层较薄，一般小于1 m，岩性多为第四系洪坡积碎石土，下部岩性以古生代石炭系、泥盆系凝灰岩、凝灰质砂岩以及华力西期侵入花岗岩为主，属坚硬岩，仅在67+479～78+936段表层发育有新近系砂质泥岩及砂砾岩，厚约（25～80）m。基岩强风化层一般在4 m左右，弱风化层约为12 m。该段洞线共发育有33条断裂，其中E河断裂为区域性断裂，从桩号1+200处垂直穿过，断层破碎带以碎裂岩夹糜棱岩和透镜体岩块为主。根据工程地质勘探孔试验，各断裂附近地下水富水性均较弱，说明沿线各断裂对地下水的控制性作用较弱。此外，根据工程地质勘察及水文地质走访调查，工程区两侧5 km范围内仅有四处泉水沿断裂构造零星出露，流量约（0.03～1.0）L/s，地下水资源量的匮乏。

工程区沿线地下水类型主要为基岩裂隙水，含水层一般为古生代石炭系凝灰岩、泥盆系凝灰质砂岩、凝灰岩和局部华力西期花岗岩、花岗岩和闪长岩。

根据工程地质勘察成果资料（见表1、表2），本段共有勘探孔36个，孔内水位埋深一般在（6.4～41.4）m不等，其中8个孔进行了洞身段附近压水试验，岩体透水率一般在（0.1～0.9）Lu之间，局部透水率4.07 Lu，属微～弱透水性。17个孔进行了抽（掏）水试验工作，每个抽水试验孔分别在40 m以上及40 m以下分两段进行抽水试验，测得单位涌水量在40 m以上为（6.7×10-5～5.3×10-2）L/s·m，40 m 以下为（8.3×10-5～3.3×10-2）L/s·m，富水性较弱，岩体渗透系数一般在（6.0×10-8～2.4×10-5）cm/s， 属微～极微透水层。 另外，输水洞线钻孔洞身段50 m范围内岩芯获得率平均为74.1%，由此可见，隧洞通过区域岩体较完整，裂隙构造不发育。说明岩体的透水能力和储水能力都较弱，所以地下水在岩体中储存和运移能力都较差。

所以，区域内基岩裂隙水按富水性可划分为弱富水性，主要分布在岩体的构造裂隙中。

区内地下水补给主要为低山丘陵区的大气降水和雪融水垂直入渗补给基岩裂隙水，此外还有少量泉水向下游径流过程中再次回渗补给基岩裂隙水。径流条件主要为基岩裂隙水沿大的断裂构造和构造裂隙向高程低的方向径流，径流方向具多向性，但总体径流方向为有北东向南西方向径流，径流速度较为缓慢。地下水排泄形式主要以泉水溢出、侧向径流的方式进行排泄。区内地下水年内动态特征为每年4～5月地表融雪季节和7～10月份暴雨洪流入渗补给，径流量大，侧向径流补给强，高水位期出现在该时段。12月份和次年1～4月份地表水入渗补给减少，侧向径流减弱，使得低水位期出现在该时段。地下水位变幅一般小于6 m。由于工程区目前人类活动较少，地下水人工开采量很少，地下水动态埋深多年变化处于平衡状态。因此工程区年际地下水位基本处于稳定状态。地下水年际变化处于动态平衡状态。

表1 钻孔隧洞段勘探试验数据汇总表

表2 钻孔隧洞段勘探试验数据汇总表

3 输水工程对地下水环境影响分析

（1）工程建设期。本工程沿线输水线路多以深埋隧洞的形式穿越中低山丘陵区，远离城镇和乡村，工程区范围内基本以荒漠戈壁为主，无论是地表水还是地下水资源均较匮乏。地下水类型主要为基岩裂隙水，富水性较弱。工程施工期计划选取某水库、W河、作为施工期用水的水源地。其中某水库位于E河上，是本工程的起点，W河是本工程唯一穿越的一条常年性的河流。这两处水源地可开采量均很大，远远满足施工用水量，所以不会对周边的地下水环境产生大的影响。隧洞施工期间，是通过大型TBM盾构机在地下进行钻进，并利用少量的斜支洞来除渣的方法进行施工，对地表环境基本不会产生影响，对于地下基岩区来说，由于隧洞多处于新鲜岩体当中，岩体较完整，岩质类型多为坚硬岩，所以对其基岩结构内部的扰动破坏也不大，所以无论对地表潜水还是基岩裂隙水的赋存分布及补、径、排的关系都不会产生破坏。所以，工程建设期对区内的地下水环境影响较小。

（2）建成运行期。由于隧洞深埋于地下，处于新鲜岩体之中，所以和上部强弱风化带内的地下水水力联系较弱，区内地下水富水性较弱，大部区域结构裂隙不发育，所以区内地下水的横向水力联系也不大。沿线大的断裂构造对地下水均没有起到决定性的控制作用，甚至个别断裂构造内基本没有地下水赋存。另外，施工期会对隧洞内构造裂隙较发育的区域进行喷锚支护，相当于人工添加了一个隔水层，所以进一步削弱了和地下水横向和垂向的水力联系。因此，工程建成运行后，对工程区沿线的地下水环境影响也较小。

4 结 论

该输水工程沿线地下水类型主要为基岩裂隙水，分布在岩体的构造裂隙中，为弱富水性，隧洞通过岩体较完整，裂隙构造不发育，地下水在岩体中储存和运移能力较弱。工程在建设期和建成运行期对周边地下水环境影响均较小。