潼关县地下水资源开采潜力及开发利用条件分析_袁建明.pdf

：潼潼关关县县地地下下水水资资源源开开采采潜潜力力及及开开发发利利用用条条件件分分析析袁建明（陕西省一三九煤田地质水文地质有限公司，陕西 渭南）摘要为了合理开发利用地下水资源，以潼关县为研究区，研究分析潼关县地下水开采潜力和开发利用条件，从而为地下水资源的可持续利用提供合理化建议。通过对区内地下水资源开发现状及抽水试验资料分析，获取水文地质参数，采用平均布井法和可开采系数法计算出区内地下水可开采资源量，并采用开采潜力指数法判定开采潜力类别，对抽水试验孔涌水量换算成统降（径）单位涌水量进行富水性分区。在此基础上，结合地下水化学特征进行开发利用条件分区。结果表明，研究区地下水资源开采潜力指数为 ，属有开采潜力地区，可扩大开采；地下水开发利用条件可分为宜开发区（）和不宜开发区（），宜开发区进一步划分为开发条件好的地区（）和开发条件差的地区（）。为研究区地下水资源合理规划和开采提供了科学依据。关键词地下水资源；开采潜力；富水性；水化学特征；开发利用条件中图分类号 文献标识码文章编号 （）收稿日期 作者简介袁建明（），男，四川遂宁人，工程师，主要从事煤田地质、水文地质技术方面工作。（o oo ooo o，）：o o o o o o，o o ，oo o oo oo o o o o ，o o o o o o o o o o o o o o o ，o o ooo，o o o o o o o o o ，oo o o o oo o o，o o o o o o （）o o ，o o o o，oo oo o oo o o o o ，o o oo o ooo oo o o oo o（）o oo o（），o oo o o oo oo o（）oo oo o（）o o o oo o o o ：o o；oo o；o；oooo引言地下水是水资源的重要组成部分，是支撑地球生态系统的关键要素，可持续开发地下水资源、有效保护地下水环境至关重要。潼关县境内秦岭山前平原区是取用水的主要赋水水文地质单元，第四系地下水资源开发利用程度最高，据调查开采水源井基本为埋深 以浅的潜水和承压水混合开采井。近几年随着社会经济的快速发展，用水量越来越大，区内出现规划建设取水水源较盲目、局部开采井布置不合理等问题。因此，开展潼关县第四系浅层地下水资源开采潜力及开发利用条件分析具有重要指导意义，通过分析，确定了区内地下水资源的开采潜力指数，进行了富水性和开发利用条件分区，在此基础上，提出了合理的开采方案和建议。研究区概况潼关县位于陕西省关中平原东端，地处东经 ，北纬 。东邻河南省灵宝市，西连华阴市，南接洛南县，西北与大荔县毗邻，北与山西省芮城县隔黄河相望。县城南北长 ，东西宽 ，总面积 。潼关县南依秦岭北临黄河，大地构造位置处在渭河断陷盆地的东端，属于潼关隆起的一部分。受东西向秦岭山前大断裂的控制，南侧上升为基岩区；北侧下降，为冲洪积平原，县域范围总体地势由南而北呈阶梯状下降，地形地貌差异显著，依次可划分为：基岩山区、黄土台塬区和黄（渭）河阶地区。以秦岭分水岭为界，地下水类型根据地下水的储存条件、水力特征和含水介质的不同可分为三大类，即 年 月第 卷 第 期 地下水o ，o.太古界太华群基岩裂隙潜水、新近系 古近系孔隙承压水和第四系松散层孔隙潜水 承压水。地形地貌及开发利用条件分区见图。图 地形地貌及开发利用条件分区图地下水开采潜力 地下水资源量通过对区内水资源开发现状资料、水文地质资料、陕西省地下水资源评价成果资料及区内 眼机井抽水试验资料综合分析计算，获取到降水入渗系数、地表水渠灌入渗系数、水库渗漏系数、地下水井溉入渗系数、河流渗漏补给系数、含水层渗透系数等水文地质参数和区内各机井单位涌水量、统一降深（口径）单位涌水量等数据，分区计算出天然补给量、地下水排泄量，再根据平均布井法及可开采系数法计算出区域第四系浅层地下水的可开采资源量。经计算，研究区天然状态下第四系浅层地下水的可开采资源量为 ，在考虑黄（渭）河傍河取水激发补给量的情况下，研究区可开采量为 。地下水资源开发现状研究区用水一半以上为地下水，且多为第四系浅层地下水。局部地区开采井布置较密，井间距在二倍影响半径以内，取水时相互影响，主要集中在乡镇附近；其次，在开发利用条件差的地区西部，建设了大量供水管井，近几年出现水位下降趋势，对该区地下水资源可持续开采造成了一定程度的影响。年潼关县总用水量 万，地下水用水量 万，占比达 ，其中农田林牧用水量 万，工业用水量 万，城镇公共用水量 万，居民生活用水量 万，生态环境用水量 万。考虑到部分农村零散地下水取水量未统计，因此根据实际调查用水量乘以系数 作为潼关县的现状实际开采量，即地下水现状开采量为 万 。地下水开采潜力评价地下水开采的潜力依据地下水开采潜力指数作为判定标准，其计算公式如下：可 采（）式中 为地下水的开采潜力指数；可为地下水的可开资源采量（）；采为地下水的现状开采量（）开采潜力 值的判别指标如下：有开采潜力，可扩大开采 ：采补平衡：潜力不足，已超采经计算，研究区地下水的开采潜力指数为 ，属有开采潜力地区，可扩大开采。地下水开发利用条件 富水性分区 富水性分区方法采用裘布依潜水完整井单井稳定流公式与库萨金抽水影响半径公式对 眼机（民）井抽水试验数据利用叠代法确定渗透系数 和影响半径。公式如下：（）（）（）式中：为含水层渗透系数（）；为开采井出水量（）；为含水层厚度（）；为降深（）；为抽水井影响半径（）；为抽水孔半径（）；获取抽水井渗透系数和影响半径后，按照地下水资源勘察规范计算出降深 ，过滤器 的统降（径）单位涌水量，最后依据统降（径）单位涌水量进行富水性分区。秦岭山地区太华群基岩裂隙潜水多以下降泉在排泄基准面进行排泄，以单泉流量进行富水性分区。富水性分区参数见表。表 富水性分区参数表分区指标分区弱富水区中等富水区强富水区极强富水区水源井单位出水量 泉水流量 地下水富水性分区（）第四系浅层地下水根据富水性分区标准，可分为三个富水区：强富水区：主要分布于黄河、渭河的南岸阶地，呈带状分布，沿四知村 花园 七里村 南斜展布，低阶地含水层厚度大，富水性强。黄（渭）河阶地蒸发和侧向径流为主要排泄方式。调查水源井地处黄河一级阶地，涌水量 ，降深，单位涌水量 ，统降（径）单位涌水量 ，属强富水性。中等富水区：主要分布于一级黄土台塬、二级黄土台塬中前部及太要洼地，在潼关县城东西沿线以北及太要镇一带分布，主要含水层为下更新统冰积层，岩性为中细砂夹砾石。调查水源井涌水量 ，降深 ，单位涌水量 ，统降（径）单位涌水量 ，属中等富水性。弱富水区：主要分布于山前冲洪积扇、二级黄土台塬后部及太要洼地边缘，为斜塬区地下水的补给区。在马涧村村 下毛沟村 北歇马村 东地里村一线带状分布，调查水源井涌水量 ，降深 ，单位涌水量 ，统 降（径）单 位 涌 水 量 ，属弱富水性。（）太古界太华群基岩裂隙水根据富水性分区标准，可分为一个区：弱富水区：秦岭基岩山地发育太古界变质岩系和中生代花岗岩系，裂隙发育。基岩裂隙水明显受裂隙发育程度的控制，富水性极不均一，主要分布在基岩风化壳的裂隙中，水力坡度大，水量小，以下降泉的形式就近排泄，由于多年山区固第 卷第 期地下水 年 月体矿产资源的开采一定程度上破坏了补径排条件，通过泉调查点显示，泉流量多为 ，属弱富水性。地下水开发利用条件分析区内地下水由于受地形、地貌等诸多因素影响，其赋存规律及富水性变化较大，根据地下水富水性分区、地形地貌等条件，结合区内 组井（泉）水样水质化验数据，研究区地下水开发利用条件可分为二个区、三个亚区，即宜开发区（）和不宜开发区（）（详见图）。宜开发区进一步分为开发条件好的地区（）和开发条件差的地区（）。地下水水化学类型分布详见图。图 地下水水化学类型分布图 宜开发区（）开发利用条件好的地区（）：位于渭河南岸至黄土台塬、太要洼地一带，由于该区第四系松散层厚度大，含水层厚度较大，故 其 富 水 性 较 好。本 区 西 部 地 下 水 化 学 类 型 为、东部及北部为 、，溶解性固体值在 之间，主要是因为地下水水位埋深小，在阶地区同时接受黄（渭）河地表水补给，呈现出较低溶解性固体值，除靠近黄河边的黄河湿地公园水源井外，其余井都达到地下水 类水标准。根据水化学变化规律，溶解性固体值与径流距离及水位埋深密切相关，径流距离越长，埋深越大，溶解性固体值越大。本区水源井影响半径 ，建议开采方案，采用供水管井开采方式，设计井深，设计井距为本区域最大影响半径的两倍，即 。本区域地下水埋藏较深，为防止取水导致地下水位下降形成降落漏斗，设计涌水量控制在 较为适宜，该区富水性好，有较大开发价值，可建集中供水水源地。开发利用条件差的地区（）：位于秦岭山前下水峪口 西街子 马吉村 缠腰 太峪口 李家村 东官上村一带，富水性弱。本区西北部地下水化学类型为 、中西部为 ，达到地下水 类水标准，溶解性固体值在 之间，由南到北溶解性固体呈现递增的趋势，地下水主要由降水入渗及侧向径流补给，本区域地下水的溶解性固体值与地下水水位埋及径流距离有关，埋深越大且径流距离越长，溶解性固体值越大。本区水源井影响半径 ，建议开采方案，采用供水管井开采方式，设计井深 ，设计井距为本区域最大影响半径的两倍，即 ，设计涌水量控制在 较为适宜，虽然该区水量相对较小，不宜建立集中供水水源地，但仍具有一定的开发利用价值。不宜开发区（）位于研究区南部山区地带，面积约 ，由于该区第四系松散层仅在河谷地带零星分布，含水层厚度小，含水性差，基岩裂隙水沿导水裂隙向邻近沟谷排泄，并沿着山前断裂破碎带渗透，直接渗入补给地下水。该区地下水化学类型为 ，达到地下水 类水标准，溶解性固体值小于，是因为太古界变质岩系和中生代花岗岩系裂隙发育，在接受降雨补给后，基岩裂隙水沿导水裂隙向邻近沟谷排泄，地下水运移距离短，渗滤作用时间短所致。该区富水性极不均一，主要分布在基岩风化壳的裂隙中，水力坡度大，水量小，以下降泉的形式就近排泄。本区域开发利用难度较大，加上多年的矿产开采影响了基岩裂隙含水层排泄方式，开发利用程度低，只有少部分山前村户引泉利用。在本区域不宜布井，可在河谷地带和泉点附近采用大口径水池拦水方式取水。结语（）通过区域资料及抽水试验资料分析计算，研究区地下水可开采资源量为 ，现状开采量为 万，地下水开采潜力指数为 ，属有开采潜力的地区，可适当扩大开采，促进当地经济发展。（）二级黄土台塬中前部、一级黄土台塬、太要洼地中前部及黄（渭）河阶地，富水性中等至强，属开发利用条件好的地区，可建集中供水水源地，供城镇居民生活用水及工农业用水。二级黄土台塬后部和太要洼地边缘后部，富水性差，属开发利用条件差的地区，可建立分散供水管井，满足零散自然村用水。秦岭山区地带，富水性弱，为不宜开发区，不宜布井，在河谷地带及泉点附近可采用大口径水池拦水的方式取水，供少部分山区居民生活用水。（）研究区开发潜力指数较小，主要是由于地下水现状开采量过大造成，所以要严格管控地下水资源开采量，并在开发利用地下水资源时，优先选择开发利用条件好的地区，同时也要控制单井开采时的降深和水量，加强地下水位、水质动态监测，以保护地下水资源环境，保证地下水可持续开发利用。参考文献陕西省国土资源厅 全国地下水资源评价项目 陕西省地下水资源评价报告 陕西省地矿局第二水文队 陕西省华阴、潼关县黄土台塬农田供水水文地质勘查报告 王清发 陕西关中地区浅层地下水资源开发潜力分析 地下水 （）：董菊亚 渭南市地下水资源潜力探讨 地下水 （）：刘小学 陕西省地下水资源开发利用现状与对策探析 地下水 （）：贺乐荣 渭北旱塬区地下水开采量及开发利用潜力分析 地下水 （）：张茂省，朱立峰，王晓勇，等 关中盆地地下水系统与地下水资源可持续开发利用对策 第四纪研究 （）：孔晓 渭南市水资源开发利用现状及对策研究 地下水（）：苗丁丁 秦岭北麓典型区域地下水资源及脆弱性评价 以陕西省潼关县为例 长安大学 渭南市水务局 年渭南市水资源公报 陕西省一三九煤田地质水文地质有限公司 潼关县地下水资源开发潜力评价报告 第 卷第 期地下水 年 月