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陇东黄土高原白垩系盆地水文地质条件及缺水区找水方向_田辽西.pdf

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资源描述

1、第 37 卷第 4 期干旱区资源与环境Vol 37No 42023 年 4 月Journal of Arid Land esources and EnvironmentApr 2023文章编号:1003 7578(2023)04 186 08doi:1013448/j cnki jalre2023102陇东黄土高原白垩系盆地水文地质条件及缺水区找水方向*田辽西1,2,王具文2,3,冯建宏2,3,康亮1,2(1 甘肃省地质矿产勘查开发局,兰州 730000;2 甘肃省地下水工程及地热资源重点实验室,兰州 730000;3 甘肃省地质矿产勘查开发局水文地质工程地质勘察院,张掖 734000)提要:

2、甘肃陇东黄土高原由于水文地质条件复杂及地下水深埋等原因,使这一带 11 个县区 65 56 104人口长期饮用“苦咸水”,严重危害人民群众的身心健康,制约了当地社会经济的可持续发展。因此,解决陇东红色革命老区缺水问题刻不容缓。文中根据已有勘查研究成果,深入总结分析了分布于黄土高原下部白垩系碎屑岩盆地的水文地质条件,自上而下划分为泾川 罗汉洞组、环河组和宜君 洛河组 3 大含水岩组;不同地带各含水岩组埋藏深度、富水性、水化学特征在垂向上均存在一定差异。相对而言,下部宜君 洛河含水岩组分布广泛,含水层富水性较强,水质较好,是未来解决缺水区的主要目的层。关键词:陇东黄土高原;白垩系盆地;含水岩组;水

3、文地质条件;找水方向中图分类号:P641文献标识码:A陇东黄土高原系指六盘山以东、甘肃省境内的黄土分布区,面积 3 5 104km2,行政区划包括庆阳市全部 8 个县(区)和平凉市除静宁、庄浪县以外的其余 5 个县(区),总人口 380 12 104人(2020 年)。境内蕴藏着丰富的煤炭、石油、天然气、铝土、铀等矿产资源,开发潜力巨大,是国家重要的能源基地蒙陕甘宁能源“金三角”的重要组成部分,也是甘肃省未来区域发展的战略重点1。但该区属于我国典型的黄土高原梁、峁、塬分布区,地形支离破碎,水土流失严重,地质灾害频发,生态环境脆弱,地表水和浅层地下水60%以上为人畜不宜饮用的苦咸水,部分地带是甘

4、肃省著名的“苦咸水区”,加之深层地下水埋藏条件复杂、水质变化大、开采及使用成本高等原因,致使陇东黄土高原水资源严重短缺,制约着当地社会经济的快速发展和人民群众的身心健康2 3。目前,绝大多数城市工业供水十分紧张,农业基本上靠天吃饭,环县、华池等广大北部地区人畜饮水主要靠窖水供给4。近年来,陇东革命老区严重缺水问题得到了中央及省委、省政府的高度重视,连续作出重要批示:“要增强紧迫感,深入调研,科学论证,提出解决方案,认真加以落实,使群众能喝上 放心水”等。文中根据十余年来从事水工环地质勘查所掌握的资料,对陇东黄土高原白垩系盆地水文地质条件进行了归纳总结,探讨了碎屑岩类孔隙裂隙水的开发利用。期望对

5、缺水区寻找地下水资源提供参考依据。1材料与研究方法1 1研究区概况境内西部为六盘山,东部为子午岭,北部为白于山和毛乌素沙漠,南与渭北隆起衔接,总的地势由东北西三面向东南方向倾斜,表现出三面环山、西南部开口的非封闭性盆地地貌景观特征,海拔 900 2748m,庆城县以北多为黄土丘陵,以南多为黄土残塬5。该区地处中纬度南温带,属典型的大陆性季风气候,驿马关 庆城县城一线以北属半干旱气候区,以南属半湿润气候区,具有降水少、蒸发大、湿润度低、纬向分*收稿日期:2022 11 2;修回日期:2022 12 26。基金项目:甘肃省地下水工程及地热资源重点实验室开放基金项目(20190512);中国地质科学

6、院 中国矿产地质志甘肃卷水气资源 项目(DD20160346;DD20190379)资助。作者简介:田辽西(1982),男,汉族,甘肃天水人,高级工程师,从事水工环地质及地质灾害勘查防治研究。E mail:49373739qq com通讯作者:王具文(1988 ),男,汉族,甘肃会宁人,工程师,主要从事水工环地质调查评价等工作。E mail:345384762 qq com带明显等气候特征。多年平均降水量 350 600mm,年均气温 8 2 10 0,自南东向北西逐步减少;年蒸发量 1380 1750mm,由南东向北西逐步增加;降水量在年内分配极不均匀,6 9 四个月的降水量占全年的 70%

7、以上,并多以大雨、暴雨的形式出现,常发生春旱秋涝灾害,造成大面积的水土流失。境内以子午岭山为界分为西侧的泾河水系和东侧的洛河水系,均属黄河流域渭河水系;泾河支流主要有环江(马莲河)、柔远河、蒲河、洪河、汭河、茹河、黑河、达溪河等;洛河支流主要为葫芦河、沮河;河流多年平均总径流量12 41 108m3/a,径流的年内变化主要受大气降水的控制,表现为 6 9 月份的丰水季节径流量大、其他月份径流量小的变化特征;河流径流的年际变化总体上呈现自上世纪 80 年以来呈不断下降趋势,反映了近几十年来水资源利用量的不断提高和气候暖干化不断加剧过程的影响6(图 1)。图 1泾河(杨家坪站)多年径流过程曲线Fi

8、gure 1 The annual runoff curves at the Yangjiaping station on Jinghe river1 2数据来源文中的水文地质数据来自于中国地质调查局和甘肃省国土资源厅组织开展的陇东能源基地地下水勘查项目及参考李彬的研究成果4,甘肃省地下水动态特征及水资源评价报告 庆阳市统计年鉴、平凉市统计年鉴 等。1 3研究方法(1)野外实地调查法。以生活供水需求为导向,从区域水文地质条件和供水水文地质条件两个层面开展野外实地调查,具体方法如下:1)在前期地下水勘查的基础上,收集、研究已有的地质、水文地质资料,掌握陇东地区地下水分布与赋存的基本特征、地下水资

9、源开发利用的潜力,为该区域缺水区地区提供地下水资源依据。2)以供水水文地质为工作重点,通过深入调查了解研究区不同类型含水介质富水性和开采潜力,为解决地方群众生活用水和陇东能源基地工业园区布局提供集中开采水源地依据。(2)定性认识与定量分析相结合。通过钻孔抽水试验、动态观测等资料数据整理、对比定量分析,并结合对研究区水文地质条件的感性认识,从定性视角进行系统梳理与提升。2结果与分析2 1区域水文地质条件特征2 1 1地质与构造研究区总体上属中生代末期以来的内陆坳陷盆地,也是我国著名的鄂尔多斯盆地的重要组成部分。同时跨越了白垩系盆地及六盘山褶皱带(亦称西缘逆冲带)两大构造单元,浅表为黄土覆盖7 8

10、。两大构造单元之间为一高角度、沿 SN 向展布的逆冲断裂(亦称磴口平凉大断裂),是区内唯一的构造断裂带。位于西端的六盘山褶皱带地势相对高亢,南北向分布于环县罗山平凉四十里铺以西的狭长地带,地层岩性上部为白垩系半胶结砂岩、泥岩和砂砾岩,中部为石炭二叠系的坚硬砂岩,下部为奥陶系碳酸盐岩,地层被多期次强烈活动的逆冲推覆构造分割成条带状9。白垩系盆地结构主要受天环向斜控制,向斜核部南北向展布于环县镇原泾川一线,走向与盆地沉积中心基本一致,并向南倾伏。向斜的两翼很不对称,西翼宽 10 20km,地层倾角3 10,东翼宽240 300km,地层倾角1 5,产状均较平缓。白垩系保安群碎屑岩是盆地主体,地层厚

11、度由东部边缘的 300 400m 逐步增大到向斜核部及断裂带附近的 1000m以上,岩性为砂岩、泥岩、粉砂岩重复交替互层结构的特点,整体上自下而上可划分为宜君洛河(K1l)环781第 4 期田辽西等陇东黄土高原白垩系盆地水文地质条件及缺水区找水方向河组(K1h)、罗汉洞(K1lh)泾川组(K1jc)两个沉积旋回,每个旋回地层在垂向上均具有下粗上细、粗细相间的沉积韵律,而横向上则表现出由东翼向核部地层颗粒逐渐变细的变化特征(图 2)10 12。白垩系碎屑岩盆地由于蕴藏有丰富的地下水资源而成为文中研究的主要目的层。2 1 2白垩系盆地水文地质条件(1)主要含水岩组。已有的勘探与研究证实,陇东白垩系

12、盆地含水层自上而下可划分为泾川 罗汉洞组(k1lh k1jc)、环河组(k1h)和宜君 洛河组(k1l)三大含水岩组(图 3)。1)泾川 罗汉洞含水岩组。泾川罗汉洞含水岩组分两个含水岩段,上部为泾川组含水岩段,下部为罗汉洞组含水岩段,隔水层为砂质泥岩和粉砂岩,但区域内没有形成稳定性隔水层。图 2陇东白垩系盆地东西向地质岩相剖面图Figure 2 The geological facies section from west to east of Cretaceous Basin in Longdong图 3陇东白垩系盆地东西向水文地质剖面图Figure 3 The hydrogeologica

13、l profile from west to east of Cretaceous Basin in Longdong泾川组含水岩段分布在蒲河以西地区,上覆第四系松散层,属微弱的承压水。含水层岩性主要为半胶结 微胶结的粗、细砂岩;在茹河以北含水层厚度一般小于 100m,在茹河以南含水层厚度主要受天环向斜控制,含水层厚度在向斜核部崇信一带可达 200 300m,向东西两翼渐薄;含水层顶板埋深在河谷区一般为 10 60m,黄土覆盖区较大;含水层水头普遍较低,往东南逐渐增高,埋深均小于 10m。罗汉洞组含水岩段分布在环县 庆阳以西,大都伏于泾川组之下,属典型的承压水。含水层岩性以半胶结 薇胶结巨厚的

14、881干旱区资源与环境第 37 卷图 4陇东白垩系盆地含水岩组富水性图Figure 4 Water enrichment in the water bearing rock formation of Cretaceous Basin in Longdong中细、中粗砂岩为主;在崇信 镇原县城附近含水层厚度为 150 250m,向 四 周 逐 渐 变薄,最薄处仅 10m 左右;在泾河以北的河谷 级阶地含水层顶板 埋 深 为 7 44 27 46 m,级阶地为50 60m,泾河及其支流因上覆泾川组,埋深达 100 300m,黄土覆盖区大于 300m;水头在河谷区埋深一般小于 60m,蒲河、茹河、洪

15、河河 谷 的 三 岔、花 赵家、官亭以东地带水头高出地面 2 10m 而呈自流4。泾川罗汉洞组含水层富水性变化较大,西峰西部 镇原一带富水性最好,单井出水量大于 3000m3/d或1000 3000m3/d(图4),渗透系数 1 0 15m/d,向北、向南富水性渐弱,环县西部单井出水量一般 100m3/d,渗透系数 0 005 01m/d;地下水 TDS 镇原 三岔一带 1 0 20g/L,局地(如西峰城区)小于 1 0g/L,水化学类型以 HCO3SO4 NaMg、SO4HCO3 NaMg 型水为主;其他地带 TDS 介于 2 0 5 0g/L 之间,水化学类型以 SO4HCO3 NaMg

16、型水为主。2)环河含水岩组。环河含水岩组也分为两个含水岩段,上部为环河组,下部为华池组,均属典型的承压水。隔水层主要为泥质砂岩和砂质泥岩,但没有形成区域性稳定的隔水层。上部环河组含水岩段除合水县太白镇附近以外,其余地带均有分布。含水层岩性由半胶结的砂质泥岩、泥岩及粉细砂岩组成,厚度自北向南、由西向东逐步递减,在环县县城以北为 200 300m,以南为 100200m;顶板埋深因地形及覆盖层厚度而异,河谷区多小于 50m,北部黄土覆盖区大于 100m,盆地西南部因上覆泾川罗汉洞组,埋深达 50 300m,泾河干流一带可达 400m 以上。水头埋深也因地形及上覆地层厚度而异,黄土覆盖区一般大于 1

17、00m,沟谷区一般小于 10 20m,河谷区多为自流水区,马莲河、元城川等地水头高出地面+1 4 +19 1m,庆城、政平一带可达+41 0 +59 23m。环河组下部含水岩段在区内均有分布,除合水县太白镇附近零星出露外,其余地带均伏于环河组上部含水岩段之下,含水层的岩性为半胶结的中细、中粗砂岩与砂质泥岩互层组成;含水层厚度由向斜东翼到核部逐步递增,一般在沟谷内为100 200m,在环县曲子 虎家湾一带厚度可达 250m 以上;顶板埋深普遍较大,一般为 200 400m,镇原、崆峒、泾川一带可达 400 700m;水头埋深沿环江自北向南由深变浅,北部一般为 70 130m,南部为 10 981

18、第 4 期田辽西等陇东黄土高原白垩系盆地水文地质条件及缺水区找水方向图 5陇东白垩系盆地地下水流场平面图Figure 5 The groundwater flow field in Cretaceous Basin,Longdong20m,至木钵、元城川的悦乐及以南河谷地带,水头高出地面+9 0 +82 50m 形成自流区4。环河含水岩组富水性总体较泾川罗汉洞组弱,其中庆城 悦乐及镇原一带单井出水量 500 1000m3/d,环县西部、崇信县、泾川与灵台西部单井出水量小于 100m3/d;地下水 TDS 介于 1 54 4 62g/L 之间,水化学类型以 SO4HCO3CL MgNa、SO4

19、Na 型水为主。3)宜君 洛河含水岩组。宜君 洛河含水岩组伏于环河组之下。含水层介质由半胶结的中粗、中细砂岩和砂砾岩组成;含水层厚度自北向南、由向斜核部到东翼由厚变薄,北部的环县及西缘逆冲带附近厚度在 500m 以上,局部凹地内可达700 800m,向 南、向 东 渐 变 为 100 300m,西峰一带厚度介于 400 500m 之间;含水层顶板埋深普遍较大,除马莲河以东地区为 200 400m 外,其余地带介于400 850m 之间;水头普遍高于地面 20 80m,庆城一带最高可达+102m。宜君洛河含水岩组富水性变化较大,盆地中部的长庆桥 西峰 华池一带富水性最好,单井 出 水 量 大 于

20、 3000m3/d 或 1000 3000m3/d,渗透系数 0 4 1 5m/d,盆地中西部的环县 镇原一带富水性较差,单井出水量介于 100 300m3/d 之间或小于100m3/d,渗透系数 0 07 0 10m/d,其他图 6陇东白垩系盆地地下水流场剖面图Figure 6 The groundwater flow field profile of Cretaceous Basin in Longdong地带单井出水量介于 300 1000m3/d 之间,渗透系数 0 15 0 24m/d;地下水 TDS介于 1 54 4 62g/L 之间,水化学类型以SO4 NaMg 型水为主13 1

21、4。(2)地下水的补给、径流与排泄。陇东黄土高原地下水的补给来源主要有大气降水、上覆黄土潜水、地表水及侧向边界地下水15。大气降水和黄土潜水主要以面状垂向入渗的方式补给为主,地表水主要以条带状垂向入渗补给,盆地周边的地下水主要以侧向层状水平径流的方式补给,总补给量为 12 22 108m3/a。地下水从盆地周边向中南部的河流侵蚀基准面径流汇集排泄,并以泾河、洛河为最终归宿(图 5)。泾川 罗汉洞含水岩组主要来源于西缘逆冲带地下水的侧向径流补给,次为上覆黄土潜水、大气降水及地表水流的垂向入渗补给,总体上呈现由西北向东南方向径流特征10;水力坡度 2 5,具有补给区水力坡度较大而排泄区较小的分布特

22、征;南部由于泾河、蒲河切割了含水岩组表层,故河流附近地下水流向显示出向地表汇聚排泄的特征,并构成陇东白垩系盆地的地下水浅循环系统(图 6)。环河含水岩组091干旱区资源与环境第 37 卷主要来源于大气降水、上覆黄土潜水、地表水垂向入渗补给及边界地下水的侧向径流补给,地下水运移以子午岭为界,明显分为两个径流系统,子午岭西侧地区,地下水总的径流方向由东北、西北补给区向盆地中部的马莲河、蒲河及泾河径流汇聚,同时在河谷地段存在向上的越流,水力坡度具有近补给径流区较大,盆地中心及排泄区较小的特征;子午岭东侧地区,地下水径流显示出自西北向东南方向径流汇聚的特征,最终排泄于葫芦河、沮河而流出区外。构成陇东白

23、垩系盆地的地下水中循环系统。宜君洛河组含水岩组主要接受来自盆地边界地下水的侧向径流补给,具有与上覆环河组相似的地下水径流规律,但由于该含水岩组埋深较大,故子午岭地表水分水岭对洛河组径流系统没有影响,总的径流方向由东部的子午岭、北部的白于山、西部的西缘逆冲带补给区向盆地中部的马莲河、蒲河、泾河径流汇聚;同时由于含水层的水头压力较大,在河谷切割含水岩组地段存在自下而上的越流;水力坡度总体比较平缓。构成陇东白垩系盆地的地下水深循环系统16。由此不难看出,白垩系盆地各含水岩组地下水头在补给区和排泄区差异明显,补给区上层岩组的地下水头高于下层岩组,垂向径流主要呈越流的方式由上部含水层向下部含水层径流;而

24、至排泄区则是下层岩组的地下水头高于上层岩组,垂向径流表现为由下部含水层顶托径流到上部含水层。白垩系盆地地下水排泄主要有地表水溢出、人工开采和潜流三种方式。泾河、马莲河、葫芦河及其支流控制着地下水排泄的时空分布17。根据不同时期河流水文站资料及测流数据分析,西南部崆峒、泾川、镇原一带地下水的排泄强度相对较大,河流基流量占地表水径流量的比例介于 26%32%之间;北部环县、华池、庆城一带排泄强度最小,河流基流量占地表径流的比重在 15%左右;马莲河下游地下水的排泄强度居中,河流基流量占地表径流量的比例在 23%左右18。2 2缺水区找水方向2 2 1缺水现状及缺水类型据有关资料统计,现状(2020

25、 年)甘肃陇东黄土高原缺水人数总计为 96 92 104人,涵盖全部 13 个县区,占总人口数量的 25 47%。其中白垩系盆地区缺水人数 65 56 104人,占甘肃陇东黄土高原缺水人数的67 64%,主要分布于庆阳市环县、华池县、西峰区、合水县、镇原县、正宁县、宁县、庆城县及平凉市崇信县、泾川县、灵台县共计 11 个县区,现状缺水量 2860 104m3/a(表1),属较严重缺水区。其中高原北部庆阳市的环县、华池县缺水程度最为严重,工农业生产及群众生活基本靠大气降水,普遍存在季节性缺水和饮用水不安全问题;缺水量最多的是镇原县和宁县,缺水量分别达到 520 104m3/a 和 478 104

26、m3/a。水资源短缺类型:庆阳市环县、华池县为资源型缺水,其他县区属工程型缺水和水质型缺水。2 2 2缺水区找水方向陇东属革命老区,自然地理条件严酷,生态环境脆弱,特别是北部环县、华池县为典型的严重缺水地区,长期以来广大人民群众生活用水主要依靠汛期水窖积存的雨水,在旱季则无水可用,部分村社要到几十里外运水,每吨水成本高达 80 元,出现了因缺水而舍弃家园、背井离乡的悲凉景象。因此,解决陇东黄土高原人民群众缺水问题刻不容缓。表 1 甘肃陇东白垩系盆地区缺水人数及缺水量统计表(2020 年)Table 1 Statistics of the population suffering the wat

27、ershortage and the amount of water shortagein Cretaceous Basin,Longdong市县(区)总人口(104人)缺水人口(104人)缺水量(104m3/a)庆阳市环县3496659312华池县1340413195西峰区3681497235合水县1459463218镇原县57781105520正宁县1813322153宁县40631018478庆城县2623778348小计2365352552459平凉市崇信县102520764泾川县2821634194灵台县2322460143小计61681301401合计2982165562860(1

28、)生活饮用水找水方向。环县、华池县北部的甜水镇、秦团庄、山城、耿湾、乔川、元城镇等乡镇主要依靠国家已经实施的黄河“盐环定扬黄引水工程”(系指从宁夏提引黄河水沿途解决宁夏盐池县、甘肃环县、华池县、陕西定边县缺水区人畜饮用的水利输送工程)解决,县城及县域其他黄土丘陵区的乡镇及村社,生活用水应首先分散开采水质较好的黄土潜水;若黄土潜水不能解决缺水区人畜水,可开采深层白垩系泾川 罗汉洞、宜君洛河组孔隙裂隙水,以分散供水方式解决生活用水困难;由于深层白垩系地下水191第 4 期田辽西等陇东黄土高原白垩系盆地水文地质条件及缺水区找水方向甘肃省地质环境监测院 甘肃省地下水动态特征及水资源评价报告 2021T

29、DS 普遍为大于 3 5g/L 的咸水,不能满足生活用水的标准,因此需配套相应的水质淡化设备。镇原县、庆城县、合水县、宁县、崇信县、泾川县、华亭县等分布于泾河、汭河、茹河、黑河、马莲河河谷地带的县城及乡镇,生活及生产用水以集中开采水质较好的浅层河谷潜水和黄土潜水为主,辅以开采深层白垩系环河、宜君洛河组孔隙裂隙水,部分村社以分散供水方式解决生活用水困难;由于深层白垩系环河组地下水 TDS普遍为大于 5g/L 的咸水,不能满足生活用水的标准,因此需配套相应的水质淡化设备。西峰区、正宁县等分布于黄土塬区的县城、乡镇及村社,应以集中开采水质相对较好、开采条件较佳的深层白垩系宜君洛河组孔隙裂隙水为主,辅

30、以开采水质较好的黄土潜水,部分村社以分散供水方式解决生活用水困难。(2)工业区用水找水方向。沿环江、宁县长庆桥、西峰巴家咀、正宁县等工业及人口密集分布区,应以集中开采水质相对较好、开采条件较佳的深层白垩系宜君洛河组孔隙裂隙水作为供水水源。凿井开发时要特别注重成井工艺,采用分层止水的工艺阻隔劣质水进入开采层,坚决禁止混合开采,以避免含水层的上下窜通造成水源井的水质咸化。根据已有勘探孔的成井实践,宜君洛河组开采井井深以揭穿宜君洛河组含水岩组进入侏罗系地层 10 20m 为宜,设计井深 600 800m;成井工艺上宜君洛河组以上采用 273325mm 井壁管护壁,井壁管与钻孔之间采用水泥浆永久止水,

31、宜君洛河组含水层采用 216 250mm 裸眼成孔,单井出水量一般可达 1000 3000m3/d。但由于宜君洛河组孔隙裂隙水 TDS 普遍为 1 3g/L、局部大于 3g/L 的微咸水和咸水,不能满足生活用水的标准,因此该含水层作为生活饮用水源时需配套相应的水质淡化设备。3讨论陇东盆地西缘逆冲带岩溶水成条带状分布,岩溶区面积小,主要富水区太统山、大岔河等区域已有水源地,除平凉西阳、山口子岩溶区尚有开采潜力外,其他地段基本没有开采潜力。第四系潜水主要富集于泾河、汭河等河谷区及勘查区南部黄土塬区,具有埋藏较浅,地下水补给条件好,更新快,开发利用成本低,开发利用条件优越,但地下水资源的利用受限于分

32、布河谷、地形特征、含水岩组面积和厚度,在城市建设和工农业发展中长期开发利用,其进一步开发利用的潜力较小;白垩系地下水的富集主要受控于岩相、岩性,总的规律是粗颗粒的洛河组、罗汉洞组相对富水,细颗粒环河组富水性相对较弱。罗汉洞地下水仅分布于庆阳 环县以西,含水岩组埋藏相对较浅,有利于地下水的开采利用,有作为小型水源的潜力和生活供水水源的条件。洛河组含水岩组厚度大,分布范围广,盆地中东部主要以沙漠相砂岩为主,孔隙度大,水量丰富,水质相对较好,在宁县长庆桥和西峰巴家咀、华池县城等地,具有作为中、小型水源的潜力。环河组地下水总体来说含水介质以河湖相沉积为主,岩性以细砂岩、粉砂岩及泥质砂岩为主,富水性较差

33、,水质差,集中开发意义不大。由于环河组地下水具有多层含水层结构,局部含水层地下水水质相对较好,可作为生活供水水源。4结论(1)陇东黄土高原所在的白垩系盆地主要受核部南北向展布于环县镇原泾川一线的天环向斜控制,西翼宽 10 20km,地层倾角 3 10,东翼宽 240 300km,地层倾角 1 5。保安群碎屑岩是盆地主体,地层厚度由东部边缘的 300 400m 逐步增大到向斜核部附近的 1000m 以上,整体上自下而上可划分为宜君洛河(K1l)环河组(K1h)、罗汉洞(K1lh)泾川组(K1jc)两个沉积旋回,每个旋回地层在垂向上均具有下粗上细、粗细相间的沉积韵律,而横向上则表现出由东翼向核部地

34、层颗粒逐渐变细的变化特征。(2)白垩系盆地含水层自上而下可划分为泾川 罗汉洞组(k1lh k1jc)、环河组(k1h)和宜君 洛河组(k1l)三大承压含水岩组。各含水层地下水主要源于向斜两侧及北部大气降水、地表水入渗形成的侧向层状水平径流补给,总补给量为 12 22 108m3/a,由盆地周边向中南部马莲河、泾河、洛河的河流侵蚀基准面径流汇集排泄,从而形成一个较为完整的地表水(大气降水)地下水 地表水水循环系统。受含水层的空间展布、沉降环境、岩性、地下水滞留时间及水岩互阻等因素的影响和控制,不同地带各含水层埋藏深度、富水性、水化学特征在垂向上均存在一定的差异;相对而言,下部宜君 洛河组含水岩组

35、分布广泛、富水性较强、水质相对较好,是解决陇东黄土高原缺水区的主要目的层。(3)现状(2020 年)白垩系盆地区缺水人数65 56 104人,占甘肃陇东黄土高原缺水人数的67 64%,291干旱区资源与环境第 37 卷涵盖庆阳市全部 8 个县区和平凉市 3 个县,占 11 个县区总人口数量的 25 47%。现状缺水量 2860 104m3/a,属较严重缺水区。水资源短缺类型庆阳市环县、华池县为资源型缺水区域,其他县区属工程型缺水和水质型缺水地区。(4)缺水区生活饮用水找水方向,环县、华池县北部乡镇主要依靠国家已经实施的黄河“盐环定扬黄引水工程”解决,其他县区城市、乡镇及村社的生活用水应首先开采

36、水质较好的河谷松散岩类孔隙水和黄土潜水,辅以开采白垩系孔隙裂隙水解决生活用水水源;由于白垩系孔隙裂隙水普遍为大于微咸水和咸水,因此需配套相应的水质淡化设备,且开采前应进行详细的供水水文地质勘探,以确定开采岩组层。缺水区工业用水找水方向,应以集中开采水质相对较好、开采条件较佳的白垩系宜君洛河组孔隙裂隙水作为供水水源,凿井开发时要特别注重成井工艺。参考文献 1佚名 甘肃陇东盆地地下水勘查研究J 中国科技成果,2017(16):67 69 2武选民,文冬光,郭建强,等 西部严重缺水地区人畜饮用地下水勘查示范工程M 北京:中国大地出版社,2012:22 75 3成六三,侯海燕,黄春林 陇东黄土高原水土

37、流失现状以及防治策略J 甘肃林业科技,2008,33(2):55 58 4李彬 陇东盆地白垩系地下水赋存特征对生态环境的影响J 资源节约与保护,2015(5):170;172 5葛宏,梁世刚,等 庆城县志 1986 2012M 兰州:甘肃人民出版社,2018:71 89 6卢书超,马国印,李斌 黄土高原沟壑区农村饮水安全工作的难点与措施 以甘肃省环县为例 J 中国水利,2019(13):54 55;64 7侯光才,张茂省,王永和,等 鄂尔多斯盆地地下水勘查研究M 北京:地质出版社,2008:40 1320 8谢渊,王剑,殷跃平,等 鄂尔多斯盆地白垩系含水层沉积学初探J 地质通报,2003,22

38、(10):818 828 9张彦林,李生永,付东林,等 陇东盆地西部岩溶地下水形成机制研究J 中国地质,2006,33(6):1393 1399 10孔令峰,刘心彪,郭富贇 鄂尔多斯盆地陇东能源基地地下水系统划分J 甘肃地质,2015,24(1):65 69 11王得潜,刘祖植,尹立河 鄂尔多斯盆地水文地质特征及地下水系统分析J 第四纪研究,2005,23(1):6 15 12李云峰,冯建国,王玮,等 鄂尔多斯盆地白垩系含水层系统分析J 西北地质,2004,37(2):90 97 13刘心彪,张彦林,王延江,等 陇东盆地地下水水化学特征分析J 化工矿产地质,2007,29(4):237 241

39、 14刘兴彪,张彦林,王延江,等 陇东盆地白垩系地下水运移研究J 干旱区研究,2009,26(2):176 180 15凌新颖 陇东黄土高原地下水补给与演化规律研究D 兰州:兰州大学,2019 16尚海敏 陇东白垩系盆地地下水循环机理研究D 西安:长安大学,2014 17刘翠珠 鄂尔多斯白垩系自流盆地地下水均衡分析D 北京:中国地质大学(武汉),2006 18郑芳文 陇东地区水文地质条件分析及地下水资源评价D 西安:长安大学,2009Hydrogeological conditions and water prospecting direction in water shortagearea

40、of Cretaceous basin in Longdong Loess PlateauTIAN Liaoxi1,2,WANG Juwen2,3,FENG Jianhong2,3,KANG Liang1,2(1 Gansu Provincial Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development,Lanzhou 730000;2 Gansu Key Laboratory of GroundwaterEngineering and Geothermal esources,Lanzhou 730000;3 Institute of

41、Hydrogeology and Engineering Geology of Gansu Bureau of Geology andMineral Exploration and Development,Zhangye 734000,China)Abstract:Due to the complex hydrogeological conditions and deeper groundwater table,655,600 people in 11counties in Longdong,Loess Plateau of Gansu Province drink brackish wate

42、r for a long time,which seriouslyendangers the physical and mental health of the people and restricts the sustainable development of local socialeconomy Therefore,it is urgent to solve the problem of water shortage in this area Based on the existingresearch results,we summarize and analyze the hydro

43、geological conditions of Cretaceous clastic rock basins in thelower part of the Loess Plateau From top to bottom,it is divided into Jingchuan Luohandong Formation,Huanhe Formation and Yijun Luohe Formation There are some vertical differences in burial depth,waterabundance and hydrochemical character

44、istics of each aquifer group in different zones elatively speaking,thelower Yijun Luohe aquifer rock group is widely distributed,with strong water rich aquifer and good waterquality,which is the main target layer to solve the water shortage in this area in the futureKey words:Longdong Loess Plateau;Cretaceous Basin;aquifer rock group;hydrogeological condition;watersearching target391第 4 期田辽西等陇东黄土高原白垩系盆地水文地质条件及缺水区找水方向

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