北门江流域水工环地质分析及评价研究.pdf

2023年6 月第43卷第2 期四川地质学报Vol.43No.2Jun.,2023北门江流域水工环地质分析及评价研究姚尧，胡俊，朱军（1.海南省地质调查院，海口摘要：为利用北门江建设用河砂资源，在收集前人资料的基础上，结合本流域特点开展岩层富水性、地表水分布、水化学类型、矿床充水因素等水文、工程及环境地质资料评价分析，表明流域区含水层（矿层）属强富水性孔隙潜水含水层，厚度较大，富水性强，地下水位埋深浅，矿层的顶部易崩塌，工程地质性质较差，上游来砂淤积量与开采量保持动态平衡时不会造成河床边坡失稳，根据分析评价结果提出建议，可作为流域相关地质，规划管理工作的参考。关键词：水文地质；特征分析；流域中图分类号：P641DOI:10.3969/j.issn.1006-0995.2023.02.0151流域地质背景北门江流域位区域第四纪地层较发育（图1），为冲洪积和残破积层。冲洪积层主要为灰白色、灰黄色砂砾、卵石、含砾石、粉砂等，含腐植质。具有二元结构。坡残积层为前第四系地质体（侵人岩）风化残坡积为主，夹岩石块体。成分为砂砾、砂、粉砂质黏土等，以次棱状-棱角状为主。区域新构造运动形成三级剥离面及多级河流阶地。早更新统琼西北基性火山岩喷发，中更新统砾石层、砂层组成堆积平原（曹光远等，2 0 19）;另方面，受全球第四纪冰期气候影响，海平面大幅下降，使地表水流侵蚀作用和搬运能力增强，全新统沉积物超覆更新统侵蚀面，呈不整合关系（谢振福等，2 0 0 8；彭苗枝等，2 0 19；陈超吉，2 0 2 1）。第四纪晚期区域北部由坳陷向隆起方向转化，隆起过程中差异构造运动存在。沿海环岛为火山岩台地区、滨海堆积地貌；为构造剥蚀丘陵区。河床较狭，河道穿行山地、丘陵、台地间，河谷以“U”型为主，“V”型谷分布收稿日期：2 0 2 2-0 4-2 1作者简介：姚尧（19 9 0 一），男，湖北仙桃人，本科，工程师，从事地质调查、矿产勘查、地灾治理及海洋地质等工作海南省詹州市河道采砂规划（2 0 16-2 0 18）.海南省詹州市农业委员会，2 0 16.284570206；2.宁德时代（贵州）新能源材料有限公司，贵阳5 5 0 0 8 1；3.海南省海洋地质调查院，海口5 7 0 2 0 6）文献标识码：A文章编号：10 0 6-0 9 9 5（2 0 2 3）0 2-0 2 8 4-0 4特造便进十花山区特造莉丘蒙区大山客台地区图1海南岛地貌类型图回证北门江流域水工环地质分析及评价研究于较高山体之上段，以侵蚀作用为主，属幼年期；中游河段为山前剥蚀堆积波状平原区和河流侵蚀堆积区，河床相对开阔，河谷以“U”型为主，两岸坡度较缓，以搬运作用为主，兼有堆积作用，属壮年期。下游河段为滨海堆积平原区和河流侵蚀堆积区，河床开阔，河谷呈蛇曲状，至人海口则呈辫状、网状，以侧向侵蚀和堆积作用为主，河床堆积物以及边滩、心滩发育，两岸地势低平，多形成平原，属老年期。北门江流域中上游阶地较发育，两级阶地比较明显。2水文地质特征评价分析2.1岩层富水性北门江流域流经东西向昌江-琼海断裂带以北至王五-文教断裂带以北区域，上游至天角潭水库拦水坝沿下游约5 km处井村河段为基岩裂隙水，岩性主要为变质砂岩、绢云母板岩及花岗岩；井村河段至入海口新英湾范围主要为松散岩类孔隙潜水。建设用河砂主要大规模分布在北门江中下游区域（井村-新英湾），出露第四系（Q）为主，富水性分述如下：2.1.1隔水层。第四系中更新统（Qh）砂质粘土：呈软塑状，局部含较多砂粒，厚度较大，富水性和透水性弱，可视为相对隔水层。2.1.2含水层（1）全新统（Qh）：未分组，分布在河床及河流两岸河流I级阶地、河漫滩、边滩、心滩等。岩性为砂砾、砂、砂质粘土等。少数裸露，大部赋存于水域和阶地，似层状产出。水量丰富，属强富水性松散岩类孔隙潜水含水层。（2）更新统八所组（Qpbs）：分布较广，沿河流两侧呈片状分布，为河流I阶地，岩性为含砾砂土、中砂、粗砂、含砾粗砂等。水量中等一丰富，属中等一强富水性松散岩类孔隙潜水含水层。（3）新统北海组（Qpb）流域分布较广，为河流阶地，岩性为橘黄、褐红色砂、砂砾、砂质石层等。水量中等一丰富，属中等一强富水性松散岩类孔隙潜水含水层。第四系全新统（Qh）：为本区建筑用河砂矿主要含矿层，呈东南一西北向延伸分布。赋存标高1.5 2 2.62m，岩性主要为浅灰-灰黄色含砾含泥中砂为主，少量细砂,底板波状起伏。地下水位埋深浅，矿山采砂船湿法开采。2.2地表水北门江泾流量受季节性影响较大，枯丰季泾流量差别较大。采用采砂船湿法露天开采，地表水对矿床开采有作用。2 0 19 年4 5 月在北门江干流、支流选择2 7 个代表性点进行测流（表1），流速范围为 0.0 7 3.8 3m/s。2.3化学类型采集9 组水样（6 组地表水，3组民井）进行水质化学全分析（表2)。近人海口处河段的 CI和 Nat含量均较高，主干流中坊村河段及支流黄江村河段，含水层为中粗砂层，水位埋深1.9 m，可能遭受短暂海水人侵，从滨海的氯化物型向硫酸盐氯化物型演变，样品NO3离子含量很高，为132 mg/L，毫克当量百分数2 3.7%，NO3离子是典型污染指示因子，该点地下水遭受氨氮污染，与地面环境卫生状况差，取水285表1北门江地表水测流表测流点测点坐标编号XCL012186375CL022178740CL032180624CL042176825CLO52177187CL062177508CL072178072CL082178674CL092180724CL102183071CL112183385CL122186302CL132186321CL142186223流速测流点Y(m/s)6380760.376491450.786496880.146494380.0896493120.1176492030.26493590.116491090.1436496600.166464090.3486450050.1916381940.1526389790.076397020.186测点坐标编号XCL152187126CL162178171CL172181487CL182180796CL192181893CL202182087CL212171122CL222169869CL232167886CL242163108CL252160893CL262185697CL272184749流速Y(m/s)6384870.0966573400.2386530780.586535720.4146515030.446495191.076539463.836570440.46595880.356593260.36583300.26404230.2266434370.3522023年6 月第43卷第2 期点牛粪遍地有关。居民已不饮用，用于洗衣。在感潮河段采样中，潮流作用使海水上行至取样点，表征海水入侵敏感指标CI和Na含量较高，此河段退潮时河水可稀释离子浓度，涨潮咸化，造成近海口区氯离子分布极不规律。枯水期北门江河道咸潮上溯可达8.7 km，汛期咸潮上溯0.5 km，随着天角潭水库建设，汛期咸潮上溯增加到1.8 km，枯水期影响甚微。北门江近入海口处河段河水和部分大口井地下水均不符合饮用水要求，可做工业用水使用。2.4矿床充水因素采用采砂船露天开采，矿床开采时应利用矿层中地下水，勘查区地下水位埋深浅，涌水量较大，有利于采砂船湿法开采，如遇大气降水影响（如遇暴雨期），降雨量过大，可利用地形条件疏导采坑内无用积水。2.5水文地质特征评价北门江流域，上游至天角潭水库拦水坝沿下游5 km处井村河段为基岩裂隙水，含水介质为变质砂岩、绢云母板岩及花岗岩等;井村河段至人海口处新英湾范围为松散岩类孔隙潜水。接受海水补给，向大海或在低洼处以下降泉排泄。含水层（矿层）属强富水性孔隙潜水含水层，厚度较大，地下水位埋深浅，对矿床开采有利。3地质特征及评价3.1 工程地质特征北门江流域稳定性分区：上游至天角潭水库拦水坝下游5 km井村河段为琼中南基本稳定区。东西向王五-文教构造带分布于井村河段-天角潭水库一带，河床砂岩裸露，两岸的岩石较为破碎，工程地质性质较差。3.2工程地质评价流域内的建设用河砂矿体为第四系全新统（Qh）砂层，主要为粉细砂、中粗砂、砂砾等，直接裸露地表和河床，呈近水平厚层状分布，矿层本身为孔隙潜水含水层，适合采用采砂船露天湿法开采。矿层的顶部多呈松散-稍密状，中下部呈中密-密实状，易崩塌，工程地质性质较差。根据海南省詹州市河道采砂规划（2 0 16-2 0 18），北门江多年平均总的来砂量8.310m，上游来砂淤积量与开采量保持动态平衡不会造成河床边坡失稳。4结论北门江流域建设用河砂矿体为第四系全新统（Qh）砂层，地表水和地下水有利于未来采砂船湿法露天开采，采砂过程对河岸两侧岸坡稳定有一定的影响。286四川地质学报民井井口坐标编号YJ012185432J022184974J032185349J042185293J052185311J062187491J072187414J082187497J092187255J102184236J112183499J122183914J132183141J142183723J152184482J162177374J172177970J182178518J192176824J202177371J212177509J222178281J232179171J242182656J252182428J262182455J272182179J282180686Vol.43No.2Jun.,2023表2 民井调查概况表水位埋深调查XZ(m)地理位置637410863907466392123639700136397251163922766386661163859996395589647678276473431664708018646605116450872645098364976718649790176496011864849333648397256488742764871530648791296439502764552796469559647453146490079地下水类型1.9黄玉村2.5西边村硫酸盐氯化物-1.9中坊村郑宅村5郑宅村3.2黄江村1.9新村3.15新村2.7黄江村9.2和平村3.05九甲村5.1官山村4.1大水村6江水弦村重碳酸盐-2.5环龙村1井村重碳酸盐氯化物7番陈村硫酸盐-钠水6.4羊兰村7.3查村2.1西园村4.1丝皮根村3.8大坡村4.5山村1.65水井村5.2里仁村3.1羊坊村2.9吴村2.3大茅坡村钠钙水钠钙水北门江流域水工环地质分析及评价研究（1）北门江流域内含水层（矿层）属强富水性孔隙潜水含水层，厚度较大，富水性强，地下水位埋深浅（地下水位由东南向西北渐浅），地下水对矿床开采有利。（2）水工环地质调查、水化学样品采集等工作，对地下水的赋存状态、水位、水量、水质及开发利用情况所获资料可作相关地质工作及规划管理的依据。（3）采砂是集中开采，用简单的输沙和开采量的平衡进行评价，时间空间难以对应；在规划开发利用之前应进行必要的河道地形及砂量复测，并在规划开发利用过程中定期进行泥沙、冲淤积监测和分析。严格并动态控制疏浚河段年度采砂量，使之与来砂量相适应。参考文献：曹光远，杨宏图，任永健，等：2 0 19.内蒙古程家营盆地地下水水文地球化学特征及其成因 J化工矿产地质，41（0 4）：2 8 5-2 9 0.谢振福，谢顺胜，蔡水库，等.2 0 0 8.琼北地区重磁场特征与区域地质构造 J物探与化探，34（0 5)：5 7 9-5 8 2.彭苗枝，秦先燕，何苗2 0 19。影响黄山市中心城区工程建设的地质因素及工程建设适宜性评价 J华东地质，40（0 1）：6 7-7 3.陈超吉2 0 2 1国土空间生态修复难点及水工环地质调查工作思路 J.四川地质学报，41（0 4）：6 8 8-6 9 0.Study on Hydrogeology,Engineering Geology and EnvironmentalGeology Analysis and Evaluation of Beimen Rriver BasinYAO YaoHU Jun?ZHU Jun?(1-Geological Survey Institute of Hainan Province,Haikou 570206;2-Ningde Times(Guizhou)New EnergyMaterials Co.,LTD.,Guiyang 550081;3-Hainan Marine Geological Survey Institute,Haikou 570206)Abstract:In order to utilize the river sand resources for the construction of Beimen River,based on thecollection of previous data and combined with the characteristics of the basin,the evaluation and analysis ofhydrological,engineering and environmental geological data,such as water-riched strata,surface waterdistribution,hydrochemical type and water-filling factors of the deposit were researched.The results show thatthe aquifer(mineral layer)in the basin was a water-riched pore aquifer with large thickness,strong water-richedand shallow groundwater level.The top of the mine layer is easy to collapse,and the engineering geologicalproperty is poor.The river bed slope will not be unstable when the silt accumulation in the upstream reaches adynamic balance with the mining amount.According to the analysis and evaluation results,the suggestions areproposed,which can be used as a reference for the related geology and planning management of the basin.Key words:hydrogeology;characteristic analysis;river basin更正启事本刊于2 0 2 2 年第42 卷增刊第2 期P37页刊载的贵州省六枝特区平桥萤石矿的组分特征及其意义一文中，作者简介中，王世贵籍贯为“贵州龙安人”，实际应为：“贵州安龙人”。特此更正并顺致歉意！四川地质学报编辑部2023年6 月2 1 日287