潮州市平原区地下水孔隙承压水富水性评价
2022-01-22陈颖汶
陈颖汶
广东省地质局第二地质大队 广东 汕头 515021
水是人类赖以生存的无可代替的宝贵资源,是社会经济发展的物质基础,人类的生活和经济发展离不开水的供给和保障。水资源在国民经济及社会和谐稳定方面占有重要的战略地位及意义。
韩江作为潮州市单一的饮用水源地,一旦遭遇突发事故(如有毒有害化学物资泄漏)、恐怖活动、战争(化学战争、细菌战争)袭击,几百万人口的饮水问题将十分严峻。为此,评价潮州市平原区地下水孔隙承压水富水性,探讨科学合理开发利用地下水资源,应对地表水突发污染事件,具有一定实际意义。
根据区域资料[1]显示,松散岩类孔隙水是潮州市地下水的主要富水段,广布三角洲平原区,以孔隙潜水和承压水赋存,由于孔隙潜水易受污染,本次根据收集水文地质勘察[2]只针对孔隙承压水含水层富水性进行评价。
1 富水性评价方法
本次孔隙承压水含水层富水性评价,采用收集单孔抽水试验资料,按统一降深(5m)统一口径203mm(8英寸)的单孔涌水量作为富水等级的评价指标,鉴于考虑分层开采,多层承压水则根据换算后的分层涌水量的迭加值作为评价富水性的评价指标。
统一口径设计为203mm(8英寸)降深设计为5m,单孔涌水量计算公式采用钻孔实际抽水资料并通过曲线及公式判定,然后选择合适的公式计算。
当抽水有2次降深时,经过内插法从Q~S曲线上求出二次降深S与相应的出水量Q;当具有两次或两次以上的抽水试验时,运算过程采用各抽水试验Q~S曲线法、曲度法n=(lgS2-lgS1)/(lgQ2-Q1)曲线拟合误差法、一阶差商法公式判断所属的出水量曲线方程类型后,根据判断结果,分别选用相应类型的直线型、抛物线型、指数型、对数型曲线方程,再求取其相应方程中的参数,然后计算降深5m的出水量。
2 孔隙承压水空间分布及水文地质特征
2.1 上段承压水
广布整个平原区,主要埋藏于第四纪晚更新世(Q32-2)砂砾堆积层和全新世(Q41—Q42-2)的海相沉积砂层。面积为232.79km2,含水层岩性主要为中细砂、中粗砂、含砾中粗砂、含砾粗砂、中砂以及砾层,一般由3-4个单层组成,含水层段顶板埋深为22.90~36.80m。自北西向南东增厚,最厚为彩塘,其富水性总体上自北西向南东方向逐步增强,水质则形成北部以低铁、低矿化度为主要特征的(上段)孔隙承压水片区;中部以总铁含量较高、低矿化度为特征的(上段)孔隙承压水区;南部以微咸水为主,总铁含量偏高为主要特征的(上段)孔隙承压水区。
综上所述,潮州市第四系松散岩类孔隙水、上段孔隙承压水的水量和水质区域差异性明显,现分段叙述如下:
2.1.1 水量丰富块段
主要分布于浮洋镇以南、彩塘、庵埠一带,面积为171.30km2。单井涌水量为1015m3/d~2378m3/d。含水层顶板埋深24.67m~36.80m,厚度7.40m~37.16m。分为二个块段(见表1)。
表1 松散岩类上段孔隙承压水水量丰富块段统计表
①沙溪—彩塘块段
位于韩江西溪西侧金石、东凤、彩塘一带,面积为113.52km2。含水层岩性为粗砂和含砾中粗砂。顶板埋深24.67m~36.80m,厚度7.40m~37.16m,本块段收集水文地质勘察孔5个,抽水试验及群孔抽水试验。结果[换算成5m降深203mm(8英寸)口径,以下简称单孔涌水量]单孔涌水量为1015m3/d~2378m3/d。水位埋深1.08m~3.51m,pH值5.9~7.79,矿化度0.372g/~0.804g/L,偏硅酸(H2SiO3)19.15mg/~37.21mg/L,总铁2.50mg/~28.553mg/L,水化学类型为Cl-Na 、HCO3·Cl -Na和HCO3-Na·Ca型,水质为淡水。
②庵埠
位于潮安区庵埠镇一带,面积为57.78km2。含水层岩性为含砾粗砂、含砾中粗砂,顶板埋深34.11m,厚度18.63m,本块段收集水文地质勘察孔有2个,水位埋深1.13m,抽水试验结果单孔涌水量为1251m3/d。pH值6.14~6.55,矿化度1.214g/~2.586g/L,总铁19.0mg/L~32.29mg/L,水化学类型为Cl-Na型。水质为微咸水。
⑵水量中等块段
分布于潮州市浮洋以北、江东镇、东凤镇鳌头村一带,为孔隙承压水水量中等区。面积为53.45m2。单孔涌水量为334m3/d~778m3/d。含水层顶板埋深24.67m35.25m,厚度21.06m~37.2m,水位埋深1.21m~5.38m。分为三个块段(见表2)。
表2 松散岩类上段孔隙承压水水量中等块段统计表
①浮洋块段
分布于浮洋以北地段,面积为29.98km2。含水层岩性为细砂、粗砂、中细砂,顶板埋深22.90,厚度35.90m,本块段收集1个水文地质勘察孔,水位埋深4.83m,抽水试验结果,单孔涌水量为426m3/d。pH值6.81,矿化度0.399g/L,总铁0.337mg/L,水化学类型为Cl·HCO3-Na型。水质为淡水。
②江东块段
分布于江东中部一带,面积为23.47km2。含水层岩性为含砾中细砂、含卵石砾砂,顶板埋深28.74m~35.25m,厚度22.36m~37.2m,本块段收集2个水文地质勘察孔。水位埋深4.80m~5.38m。抽水试验结果,单孔涌水量为334m3/d~778m3/d。pH值6.88~7.02,矿化度0.116g/~0.361g/L,总铁0.464mg/~0.938mg/L,水化学类型为HCO3-Na·Ca型。水质为淡水。
③下张村—鳌头村块段
分布于东凤镇下张村—鳌头村,面积为8.04km2。含水层岩性为含卵石中粗砂,顶板埋深25.90m,厚度26.30m,本块段收集1个水文地质勘察孔。水位埋深4.22m,抽水试验结果,单孔涌水量为729m3/d。pH值6.52,矿化度1.508g/L,总铁0.458mg/L,水化学类型为Cl -Na型。水质为微咸水。
2.1.2 下段承压水
分布于彩塘镇、东凤镇一带(3),面积为73.23km2。埋藏于第四纪上更新统中段下部南社组(Q32-1),含水层岩性主要为砾砂、粗砂及含砾粗砂,含水层顶板埋深为96.05m~109.4m,层厚为12.05m~32.20m,自北西向南东增厚,本块段收集水文地质勘察孔2个。水位埋深1.18~4.06m,抽水试验结果,单孔涌水量为1550m3/d~3535m3/d。pH值6.54~7.50,矿化度0.350g/L~0.521g/L,总铁0.515mg/L,水化学类型为Cl -Na型。水质为淡水。
表3 松散岩类下段孔隙承压水水量丰富块段统计表
3 地下水资源开发利用与保护
3.1 水资源利用现状
潮州市地表水资源丰富,但能够做为饮用水的水资源却相对匮乏。工作区内人民生活饮用水和当地工农业生产用水源主要来自韩江水。目前供水形式主要有两种,一种是集中式供水,主要发生在人口集中城镇区;另一种是分散式供水,主要发生在远离市区的乡村或位于丘陵地带居住地较分散的边远地区。集中式供水工程主要有:自来水工程、引水工程、提水工程、蓄水工程、企业自备供水工程等;丘陵区则因地表水资源不足多采用浅层水井(基岩裂隙水)作为分散型供水水源;远离城镇区的部分乡村则开采砂堤、砂垅的浅层孔隙潜水作为饮用水。据有关报告,潮州市供、用水量基本平衡,蓄水工程为3.55亿m3,占39.58%,引水工程为2.34亿m3,占26.08%,提水工程为2.77亿m3,占30.88%;全市地下水用水量0.31亿m3,占总用水量的3.46%,利用规模不大。人均生活用水量186.2升/天。
3.2 地下水资源利用与保护建议
3.2.1 地下水资源利用
潮州市地表水资源极其丰富,地下水资源开发利用规模不大,开采潜力较大。松散岩类孔隙承压水可采资源总量为21.98万m3/d,目前潮州市地下水的开采层位以松散岩类孔隙承压水为主,开采方式以工业区机井为主,开采深度一般在80~130m,少部分井开采深度较浅。根据长期的实际开采,水位降深一般<10m,个别孔水位降深较大。
3.2.2 地下水资源保护
①地下水具有水质较好、开采成本低、不易受到污染,以及可应急突发事件供水的特点。地下水水质一旦受到污染,治理的难度很大,因此应该加大保护力度。
②建立健全的潮州市地下水动态监测网络,加强地质环境监测和保护工作;建立健全的地表水与地下水环境长期监测机制及危机应急处理机制,防止环境恶化对地下水位、水质的影响。
③合理开发利用地下水资源。要根据潮州市水文地质和环境地质条件统筹安排,科学合理布置,既要保证供水需求,又要综合考虑地质环境的承载能力,保证地下水的可持续利用和供水安全。