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浅述珲春市水文地质现状的研究进展

2020-01-09刘柱孙霞

科学技术创新 2020年22期
关键词:珲春盆地径流

刘柱 孙霞

(河南省南阳水文水资源勘测局,河南 南阳473000)

珲春市东、南、北三面皆为山地,整体呈现马鞍形,珲春境内约五分之四的区域为山地地形。珲春境内最高点老爷岭是我国每天最早迎来阳光的地方。珲春市境内除山地地形外,多为盆地和小型平原,以及山前冲积扇和河流冲积扇。包括本次研究的珲春盆地,以及春化盆地和敬信小平原珲春盆地为珲春河下游河谷盆地,由哈达门到珲春河口,接近沿北东向延伸,南宽北窄,平面上轮廓呈现三角形。盆地底部平原海拔20-70 米,北侧高,南侧低。盆地两侧有多级河流阶地和台地,并且向外侧过渡成为低山丘陵或侵蚀剥蚀台地[1]。

1 地质概况

1.1 地层

研究区珲春盆地内由老至新分别发育上古生界中二叠统柯岛组(P1k2)、庙岭组(P1m)、寺洞沟组(P1s),中生界上三叠统托盘沟组(T3t)、下白垩统泉水村组(K1q)以及新生界古近系渐新- 始新统珲春组(Eh)等地层。

1.1.1 上古生界中二叠统柯岛组(P1k2)。上部为灰黑色粉砂质板岩、黑色碳质板岩夹变质细砂岩、粉砂岩;下部为灰黑色粉砂岩与灰色细砂岩互层,局部夹大理岩薄层。

1.1.2 上古生界中二叠统庙岭组(P1m)。上部为灰绿色安山质角砾凝灰熔岩、片理化晶屑凝灰岩、片理化安山质熔角砾岩;下部为灰绿色片理化安山岩夹凝灰质砂岩、凝灰质板岩;底部为片理化凝灰质细粒长石砂岩夹大理岩扁豆体。

1.1.3 上古生界中二叠统寺洞沟组(P1s)。上部为深灰色堇青石板岩、堇青石粉砂质板岩与变质石英砂岩互层;下部为灰黑色泥质板岩、粉砂质板岩夹变质石英砂岩。

1.2 地质构造

珲春盆地属于兴蒙华力西褶皱带东宁- 珲春褶皱系大地构造单元。其底部主要发育二叠系柯岛组、庙岭组、寺洞沟组,中生界地层为白垩系K1q,新生代则主要发育E2-3h 和Q3、Q4地层。

珲春盆地从地面高程可分为东部、中部、西部三个区域。西部为坳陷,沿北北东方向分布,西部坳陷包括新地方凸起、松树嘴子凹陷和三家子凹陷三个二级构造单元;东部为断陷,几乎近东西方向延伸,内含二级构造单元英安凹陷;中部隆起,走向为北北东方向,根据中部地形变化又分为五家子凸起、哈达门凸起和太阳凸起三个二级构造单元。

珲春盆地的演化历史可分为三个阶段:

(1)早期隆起时期:前古近纪中生代晚期的燕山运动作用使得地层沉降、抬升,于是由此而催生了东北断陷盆地群,珲春地区的许多盆地和山区在此时形成了雏形,而珲春盆地正是其中之一;后来侏罗世火山喷发,在原有地层基础上火山岩冷凝、堆积,使得地层不断堆积。又根据板块运动学说,该区是板块边缘的活动剧烈区域,得以不断发展隆起。

(2)断陷发育时期:新生代以来,随着喜山运动作用使得盆地沉降明显,逐渐形成东西方向的坳陷。

(3)盆地萎缩期:在盆地形成的定型时期愈发强烈的构造运动又使得珲春盆地东北部区域地势返升,而西南部区域地势则愈加降低,于是盆地中心不断移向西南方向。而后地壳抬升又使整个盆地高程提高,沉积范围收缩。

2 水文地质特征

2.1 含水层及地下水类型

根据地下水赋存条件和含水层的空间分布,将珲春盆地地下水分为三种类型。

2.1.1 第四系松散岩类孔隙水。第四系松散岩类孔隙水主要分布在珲春盆地中间地带以珲春河为中心线向两岸辐射,包括珲春河河床、河漫滩以及珲春河一级、二级阶地。该部分含水区从下到上岩性由粗到细,由河床到两翼含水层厚度逐渐变厚。该含水区富水性较强,日涌水量为3000 吨-5000 吨,该区含水层为潜水含水层。

2.1.2 古近系碎屑岩类孔隙裂隙水。碎屑岩类孔隙裂隙水主要分布在渐新- 始新统珲春组地层中。该层岩性主要为砂岩,泥岩夹薄层煤层,风化裂隙带的平均厚度约60m。在盆地中部,其上有第四纪地层覆盖,在盆地边缘,主要是南北两侧丘陵地区该地层大面积露头,故在盆地中部的大部分区域为承压水,而在南北两侧则主要为潜水,与大气降水密切相关。该类型水的含水层富水性受到岩性、胶结程度和胶结物的影响,整体上富水性中等。

2.1.3 基岩裂隙水。基岩裂隙水主要赋存于花岗岩、二叠系变质岩中,只有盆地东部少部分地区出现,富水性极弱。

2.2 地下水循环条件

2.2.1 地下水补给特征。珲春盆地地下水补给方式以降水补给、河道渗漏补给、侧向径流补给三种方式为主。

珲春盆地中部珲春河河谷及河漫滩、阶地孔隙潜水区,主要接受降水入渗补给和碎屑岩类孔隙裂隙承压水径流排泄补给;同时与珲春河河水互为补给,丰水期河水补给地下水,枯水期地下水补给河水。而盆地边缘丘陵地区的碎屑岩类孔隙裂隙水潜水区主要接受降水入渗补给。盆地中的承压水主要补给来源为侧向地下水径流补给,中部地区渐新始新统珲春组含水层主要接受珲春河河谷管道式地下水径流补给,同时受上层潜水的补给。

2.2.2 地下水径流特征。地下水径流受控于地形和含水介质。受制于盆地地形地貌,珲春盆地地下水呈现向盆地中部珲春河汇聚的特征。在河谷及漫滩地带,地下水径流条件好,径流途径短。在盆地边缘碎屑岩含水区地下水循环较深,径流条件较差。

2.2.3 地下水排泄特征。研究区内地下水主要天然排泄方式为蒸发排泄和侧向径流排泄和河流排泄。研究区年平均蒸发量为1301.2mm,且地下水埋深较浅,在1.5~3m 之间,因此蒸发是研究区地下水排泄主要方式之一;盆地中部珲春河河谷和漫滩地带地下水沿河流在枯水期向河流线性排泄。

研究区内地下水作为水源供给当地生活用水、生态用水及工业农业用水,尤其在珲春河沿岸地区及珲春市区,地下水开采程度较大,因此人工开采是主要排泄方式之一。

2.3 地下水动态特征

珲春盆地地下水位监测主要是对于潜水的监测。

潜水动态特征应属于降水入渗- 径流- 开采型。在降水集中的季节,地下水位明显抬升,说明地下水位受降水影响较明显;但地下水位整体变化平缓,年变幅不大,且水位峰值滞后于降水峰值,是径流型动态的特征;且经过对比,同一监测井年终时水位低于年初,历年平均水位逐渐下降,故又表现出开采型的特征。

2.4 地下水化学特征

地下水化学成分受到地质背景、人为因素的影响并且是长期发展产生的结果。地下水中的化学成分还可以反映地下水演变历史情况和当地地下水径流条件,比如以溶滤作用为主形成的地下水矿化度较低,多为重碳酸型水,阳离子以钙离子、镁离子为主,且能反应当地的地下水径流途径短或交替强度大[2];又如以浓缩作用为主则多形成矿化度较高的氯化钠型水,径流条件则与前例相反[3]。根据珲春盆地钻孔取水水质分析结果可知:

研究区内地下水的化学类型以HCO3-Ca·Mg 型为主,其次为HCO3-Ca 型。pH 值在6.7-7.6 之间,矿化度在80-300mg/L 之间。局部地区由于受工农业废水、生活污水的影响,Na+、Cl-、NO3-、SO42-的浓 度有所升 高,出 现 了NO3·Cl-Ca·Mg、HCO3·SO4-Ca·Mg·Na 型水。

3 结论

珲春盆地主要含水层为第四系、第三系松散岩类孔隙水含水层和珲春组碎屑岩类孔隙裂隙含水层。其内地下水补给方式包括大气降水入渗补给、地下水侧向径流补给、农田灌溉入渗补给;排泄方式主要是蒸发排泄、地下水侧向径流排泄、沿河流泄流、开采。

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