福建寿宁地下水分布特征及找水方向研究.pdf

第2 期福建地质Geology of Fujian119福建寿宁地下水分布特征及找水方向研究梁飞达（福建省第四地质大队，宁德，352 1 0 0）摘要寿宁境内属于闽东典型的基岩山区，受地形（地貌）和地质、水文地质条件的影响存在局部村庄缺水的情况。在野外地质调查基础上，结合地形（地貌）、地质条件、水文地质条件和水文地质钻探施工结果，提出不同区域的找水方向。在研究区内发育压扭性构造、张性构造、风化裂隙的区域，寻找相对应的压扭性构造裂隙水、张性构造裂隙水、风化裂隙水。局部处于补给区和径流区的缺水村庄可以考虑跨区域调水，在构造发育地段还可以考虑水平隧洞开发地下水。关键词地下水找水方向跨区域调水中图分类号：P641.8文献标识码：A文章编号：1 0 0 1-39 7 0(2 0 2 3)0 2-0 1 1 9-0 7水平隧洞寿宁县Study on Groundwater Characteristics and Water Finding Direction in ShouningCounty,Fujian ProvinceLiang Feida(The Forth Geologic Party of Fujian Province,Ningde,352100)Abstract Shouning county belongs to the typical bedrock mountain area in eastern Fujian.Affectedby topography(geomorphology)and geological and hydrogeological conditions,there is water shortagein some villages.Based on the field geological survey,combined with the terrain(landform),geologicalconditions,hydrogeological conditions and hydrogeological drilling construction datas,the water findingdirection of different regions is proposed.In the study area,the compression and torsional structure,tensional structure and weathering fissure are developed,and the corresponding compression and torsionalstructure fissure water,tensional structural fissure water and weathering fissure water can be found.Water-deficient villages in the recharge area and runoff area can consider cross-regional water diversion,andhorizontal tunnel development of groundwater can also be considered in the structural development area.Keywords groundwater,water finding direction,cross-regional water diversion,horizontal tunnel,Shouning county资助项目：福建省地质矿产勘查开发局广义地质项目“寿宁县缺水乡村供水水文地质勘察”。收稿日期：2 0 2 2-0 6-2 9作者简介：梁飞达（1 9 9 1-），男，工程师，主要从事水文地质工程地质方面工作。120研究区位于福建东北部，属于闽东典型的基岩山区。现有小（二）型以上水库6 8 座，自来水普及率9 1.2 8%，城乡供水一体化体系尚未形成，水资源调蓄能力不足，遇枯水季节或干旱年份，供水难以得到保证 1。自2 0 1 2 年以来，福建省地质矿产勘查开发局先后在研究区内的武曲镇大韩村，南阳镇帽底村及含溪村、托溪乡托溪村、坑底乡浩溪村、竹管珑乡竹管城村等地开展找水打井工作，主要是寻找生活饮用水、饮用天然矿泉水和地热资源，实施探采结合井1 口，地热测温钻探和水文地质钻探共计40 多口，寻找水平隧洞饮用天然矿泉水水源地1 处，有效解决当地村民饮水困难的问题。本文通过总结研究区不同地形（地貌）条件、地质条件下寻找不同类型的地下水和开发地下水的方式，为闽东基岩山区乃至其他类似基岩山区找水提供参考。1研究区自然地理条件1.1地形（地貌）研究区地处鹫峰山系洞宫山脉东麓，山峦起伏，沟壑纵深，地势险峻，大部分海拔为50 0 1 0 0 0 m。因受地形（地貌）的影响，境内地表水和地下水径流快，降雨时空分布不均导致水资源利用率比较低。地貌以构造侵蚀型为主，可划分为山地（中山、低山）、丘陵、盆地（山间盆地）3种类型。中山地貌主要分布在西北部的坑底、大安、鳌阳、清源和托溪、平溪、凤阳等一带，低山地貌主要分布在芹洋、托溪和东南部的南阳、犀溪一带。丘陵集中分布于斜滩溪流两侧和凤阳、清源一带，山间盆地多分布在鳌阳、平溪、犀溪、南阳、斜滩、武曲、托溪、凤阳等一带。1.2气象研究区内属于中亚热带海洋性季风气候，多年平均年降水量为1 9 2 0.8 mm，最小年平均降水量为1 47 5.7 mm。39 月份为雨季，降水量约占全年的8 0%以上，1 0 月至次年2 月份为旱季，降水量不到全年的2 0%。1.3水文研究区内大小溪流有1 7 0 0 条，较大溪流有后福建地质Geologyof Fujian马门注入东海。2区域地质概况2.1地层研究区出露主要地层为新元古代龙北溪（岩）组云母石英片岩、二云片岩、云母斜长变粒岩、花岗片麻岩等，晚侏罗世南园组安山岩、英安岩、凝灰熔岩、英安质火山碎屑岩等，早白垩世小溪组上段流纹质晶屑凝灰岩、熔结凝灰岩、流纹岩等，早白垩世黄坑组凝灰质砂砾岩、砂岩、粉砂岩、英安质熔结凝灰岩等，早白垩世寨下组凝灰质砂砾岩、粉砂岩、泥岩等，晚白垩世石牛山组流纹质熔结凝灰岩夹流纹岩、凝灰质粉砂岩等（图1）。第四纪在区内零星分布。南园组火山岩相以碎屑流堆积相的熔结凝灰岩、侵出一溢流相的碎斑熔岩为主，次为空落堆积相的凝灰岩、喷溢相的熔岩、爆溢相的凝灰熔岩，局部出现少量喷发沉积相的火山碎屑沉积岩；黄坑组和寨下组火山碎屑岩，火山岩相主要为碎屑流堆积相的熔结凝灰岩、喷溢相的熔岩及喷发沉积相的火山碎屑沉积岩。2.2侵入岩研究区侵入岩主要为燕山晚期正长花岗岩和石英二长闪长岩。主要分布于坑底铁岗头至南山顶一带，以及斜滩、武曲、凤阳、下党等地，多呈岩株、岩基状产出。潜火山岩主要为花岗斑岩和二长花岗斑岩，分布于坑底乡北部和凤阳镇一带。2.3地质构造研究区地处寿宁一梅林北东向火山喷发带的东北端，寿宁一连江南北向断裂北段，构造以断裂为主，主要以北北东向断裂较为发育，其次为东西向和北西向，南北向断裂在境内也有出露。北北东向断裂：走向1 52 5，由一系列冲断层、挤压带、糜棱岩带片理或劈理组成，为境内主体构造之一，断裂带岩石被挤压破碎，多呈糜棱岩状、片理状分布。自西北往东南主要分布于下第42 卷溪、犀溪、蟾溪、斜滩溪、平溪、凤阳溪6 条。均在福安湖塘坂汇合成富春溪，经象江、白马港出白福建省水投勘测设计有限公司，福建省寿宁县城乡供水一体化规划报告，2 0 2 0。第2 期梁飞达：福建寿宁地下水分布特征及找水方向研究121K,sh2K,sh8Jn15Y元9Jn16nY元Jn3K,210J.nK,211P,4185K,h12mlv1719浩溪材Y元ZK1人坑底乡ZK1K,xK,shiJ.76K,hK,x14SnoKK,2yK下党乡平溪镇mlvK,z0135yK,K,x510km20K,hZK托K,hJn芹洋乡JnJK,hJn飞mlvK,2my元J,nmymlv7Y元mlv泰顺县5yK,K,shK,sh大安乡J.nJ,nJ.n寿宁县Jn清源镇J.nmlv5yK,mlvJ,nnok,风阳镇$yK,JnK,h犀溪K,hJ.nJnZK3南阳镇竹管珑乡OZK4铁雄镇JnJn水隧洞Jn武邮镇5yK,Jn图1 研究区水文地质图 2 Fig.1 Regional geological map of the study area1一晚白垩世石牛山组上段；2 一晚白垩世石牛山组下段；3一早白垩世寨下组上段；4一早白垩世寨下组下段；5一早白垩世黄坑组上段；6一早白垩世黄坑组下段；7 一早白垩世小溪组上段；8 一晚侏罗世南园组第四段；9 一晚侏罗世南园组第三段；1 0 一晚罗世南园组第一段；11新元古代龙北溪（岩）组；1 2 一碎斑熔岩；1 3一燕山晚期正长花岗岩；1 4一燕山晚期石英二长闪长岩；1 5一花岗斑岩；1 6 一二长花岗斑岩；1 7 一地质界线；1 8 断裂；1 9 施工钻孔及编号；2 0 水平隧洞党、托溪、平溪、大安、伏际、龙洋、南阳、武曲塘西一带。东西向断裂：呈弧形分布于研究区内，由冲断层、挤压带组成，为一个向南凸出的弧形断裂构造，司前为最醒目的弧形断裂构造，往南还有洋洋、安章、旁洋3个弧形断裂。北西向断裂：主要为张性兼张扭性断裂，走向31032 0。分布于仙峰、赖家洋、屏峰、下党、大韩村一带。南北向断裂：主要出现于研究区内南部，由挤压带、片理带组成，主要分布于武曲、南澳、北山、122凤阳一带。3区域水文地质条件研究区内根据地下水的贮存性质、埋藏条件及分布特征，主要把地下水分为3种类型：松散岩类孔隙含水岩组、风化裂隙含水岩组和基岩裂隙含水岩组。松散岩类孔隙含水岩组和风化裂隙含水岩组分布面积较小，分布也不均，连续性差，因成因及埋藏条件不同，富水性也不同，属地下水贫乏区。基岩裂隙水含水岩组分布面积较广，富水性极不均一，属地下水贫乏区。3.1风化裂隙及松散岩类孔隙含水岩组地下水贮存于龙北溪（岩）组花岗片麻岩、南园组第三段英安质晶屑凝灰岩、燕山晚期正长花岗岩强风化带中，风化带风化裂隙发育，构成网络状，含风化裂隙水是含水层的主要含水段，富水性贫乏-中等，pH值为6.546.9，偏硅酸含量为33.846.8 m g/L，氟离子含量为0.50 40.557 mg/L，溶解性总固体含量为9 6 1 0 5mg/L，地下水类型以 HCO-Ca 和 HCO;-Ca Na 为主。3.2基岩裂隙含水岩组基岩裂隙水含水岩组主要包括火山岩类裂隙含水岩组、侵入岩类裂隙含水岩组和变质岩类裂隙含水岩组3种类型。火山岩类裂隙含水岩组主要由流纹质晶屑凝灰岩、流纹质晶屑凝灰熔岩等组成，井位2040回-10-30-50深-7 0度9 0m-110-130-150-20406080100 120140 160 180图2 浩溪村IV线对称四级电阻率测深图（a），V线推断地质剖面图（b）及ZK1柱状图（c）Fig.2 Symmetric four-level resistivity bathymetry map(a),Inferred geological profile map(b)and ZK1 histogram(c)of IV line in the Haoxi village1一全新世冲洪积层；2 一南园组第四段；3一砂质黏土；4一流纹质晶屑凝灰熔岩；5一构造破碎带；6 一钻孔编号及孔深福建地质Geologyof Fujian花岗片麻岩。区内可见构造裂隙水，构造裂隙水是贮存于断裂带本身或其影响带内裂隙中的地下水，其分布受构造控制，极不均匀，平面上呈脉状分布，深浅不一。构造裂隙水的富水性取决于断裂的性质、发育规模等。不同断裂或同一断裂的不同部位、不同地段富水性差异较大。就断裂带本身性质来说，张性断裂破碎带比较松散，孔隙裂隙发育，富水性好，该类型含水岩组施工孔涌水量最大可达443.5m/d，压扭性断裂富水性差，涌水量为1.9 6 52.7 m/d，地下水类型以HCO3-Ca 和HCOs-CaNa为主。4找水方向4.1西北部区域寻找压扭性构造裂隙水区内发育一条北西向压扭性断裂，构造总体走向32 0 330，倾向北东，倾角8 0 8 8，构造发育长度约1.2 km，宽度约2 m。区内构造表现为裂隙密集带，裂隙面总体以平直光滑为主，裂口张开程度为1 mm，裂隙面整体以闭合状为主，在联合剖面电阻率测量正交点两侧曲线形态小极距呈紧闭型，大极距呈张翼性，两侧电阻率有一定差异，电阻率测深主要表现为向深部延伸的低阻异常带（图2）。52%ZK10-10E2:m18000001506第42 卷侵入岩类裂隙含水岩组主要为燕山期晚期正长花岗岩，变质岩类裂隙含水岩组主要为龙北溪（岩）组52含碎石砂质黏土：该层富水性：弱，为弱透水层F-30：-50-70深度-9 0m-110-130-1500204066080100120140160 180地层岩性花纹代号中一微风化流纹质晶屑凝灰熔岩：岩芯较完整裂，隙面未见水蚀现象，富水性弱，为隔水层42.345.6J3nJ3/L100.4m1Q4A2050m岩性描述流纹质品屑凝灰熔岩：岩芯较完整，多呈短柱状和柱状富水性弱，为隔水层42.345.6m和7 2.3 7 4.0 m岩芯破碎，多呈碎块状、块状，72.3其中42.3 45.6 m裂隙面可见74.0少量水蚀现象，富水性微弱，为该孔主要含水段之一572.374.0m在钻进过程中有涌水现象，涌水量为2.51 m/d，36该层富水性好，为该孔主要含100.段之一25第2 期在水文地质钻探中，在ZK1岩芯为42.345.6m和7 2.37 4.0 m处可见裂隙密集带，岩芯整体呈破碎状，局部岩芯见有擦痕和阶步，阶步被方解石脉充填。7 2.37 4.0 m在钻进过程中有涌水现象，孔口涌水量为2.51 m/d。Z K 1 孔深为1 0 0.4m，在42.345.6 m和7 2.37 4.0 m处岩芯较破碎，多呈碎块状、块状，是该孔的主要2 处含水段。经混层3次降深抽水试验，该孔涌水量为52.7 m/d，水位降深为40.36 m。p H 值为7.86，总硬度含量为55.9 mg/L，溶解性总固体含量为9 6.0 mg/L，偏硅酸含量为2 5.9 0 mg/L，为低矿化度的中性极软水，水化学类型为HCO3-CaNa型，地下水符合“地下水质量标准”3 II 类标准，适宜人类饮用。4.2西南部区域寻找张性构造裂隙水区内发育一条北西向张性断裂，在地貌上表现为线性沟谷，长约1.4km，走向2 8 0 2 9 0，倾向以北东为主，倾角8 0，在地表可见沿沟谷节理裂隙发育，裂隙呈微张状，裂隙面见铁锰质侵蚀，属张性构造，富水性中等。施工ZK2位于北西向断裂上盘，孔深为8 4.0 m，在55.30 59.8 0 m处岩芯破碎，呈碎块状，节理裂隙发育，该段漏水严重，漏水量为6 m/h，岩芯表面水蚀现象明显。经混层2 次降深抽水试验，该孔涌水量为36 6.0 m/d，水位降深为1 4.6 0 m。p H 值为6.9 5，总硬度含量为58.6mg/L，溶解性总固体含量为1 2 3.5mg/L，偏硅酸含量为49.1 3mg/L，为低矿化度的中性极软水，地下水排泄区间王家洋村ZK4Ql-pl400m79.2m350mFig.3 Schematic plan(a)and section diagram(b)of water supply from Wangjiayang village to Zhuguanlong village梁飞达：福建寿宁地下水分布特征及找水方向研究4.4跨区域调水在霞浦东冲半岛渔家地村成功运用跨水文调水来解决缺水乡村困难 5，该方法就是在水文地质条件好的地区施工水文地质钻探来解决水文地质条件差的地区用水困难，同样竹管珑村的用水困难可以考虑用王家洋村的地下水解决。竹管珑村位于海拔59 56 1 0 m，位于山顶处，是处于地下水的补给区的位置（图3），上世纪9 0 年代在该村附近地下水补给区地下水径流区蒸一供水方向Jn网42Jn536水位埋深(m)水位降深(m）涌水量(ma)溶解性总固体(mg/L)1.4537.35100m图3王家洋村供水至竹管村平面示意图（a）及剖面示意图（b）1一全新世冲洪积层；2 一南园组第四段；3一砂质黏土；4一流纹质晶屑凝灰岩；5一供水方向；6 一钻孔及编号123水化学类型为HCO3-CaNa型，地下水符合“地下水质量标准”II 类标准，适宜人类饮用。4.3东南部区域寻找风化裂隙水风化裂隙发育程度受气候、地形、地质条件和水文条件综合影响【4。从施工的水文地质钻探结果来看，钻孔位于近南北向和东西向沟谷交会的区域，中间地势平坦，风化层较厚，风化裂隙水发育。出露地层岩性为龙北溪（岩）组花岗片麻岩，施工水文地质钻孔ZK3位于三面环山的位置，钻孔海拔为6 0 0 m，周边高差350 550 m，Z K 3孔深为76.8m，第四纪厚度为4.0 m，其中4.0 37.6 m处为基岩风化带，富含风化裂隙水，中间碎块状强风化花岗片麻岩岩芯水蚀现象明显。经混层最大降深抽水试验，该孔涌水量为1 8 7.6 6 m/d，水位降深为34.40 m。p H 值为6.9，总硬度含量为7 1.9mg/L，溶解性总固体含量为9 6.0 mg/L，偏硅酸含量为46.8 mg/L，为低矿化度的中性极软水，水化学类型为HCO3-Ca型，地下水符合“地下水质量标准”II 类标准，适宜人类饮用。500mZK4400m-296.0105.0竹管珑村600m竹管城村王家洋村ZK4350ml124施工两口水文地质钻探井，其结果均不理想。在该村方位2 0 5，平距6 9 0 m处有王家洋自然村，该村海拔为46 5m，总体发育北西向和北东向沟谷，处于地下水排泄区，三面环山，风化层厚，风化裂隙水发育。施工ZK4水文地质钻孔，孔深为7 9.2 m，第四纪厚度为7.0 m，其中7.0 2 0.0 m处为风化带，富含风化裂隙水，其中碎块状强风化流纹质晶屑凝灰岩岩芯水蚀现象明显。经混层1 次最大降深抽水试验，该孔涌水量为2 9 6.0 m/d，水位降深为37.35m。p H 值为6.54，总硬度含量为2 7.9 mg/L，溶解性总固体含量为1 0 5.0 mg/L，偏硅酸含量为33.8mg/L，为低矿化度的中性极软水，水化学类型为HCO3-CaNa型，地下水符合“地下水质量标准”I 类标准，适宜人类饮用。4.5水平隧洞找水地下水开发方式通常为钻孔取水，而水平隧洞在基岩山区可以成为一种新的尝试。基岩山区构造发育处通过以水平隧洞的形式开发，利用其自身的位置水头进行引水进村，使得村民饮水更加便捷。500Qhi-l400-：U300-J.nQ5=300m/dQ4=150mk/A03=100m/d200-2402608040225100-62Qh-aQha-3J.n26738780图4武曲镇大韩村水源地地质简图（a）及水源地隧洞水文地质剖面图（b）Fig.4 Geological diagram(a)and hydrogeological profile drawing of the tunnel(b)of the water source in Dahangvillage,Wuqu town1一全新世残坡积层；2 一全新世冲洪积层；3一南园组第一段；4一砂质黏土；5-一流纹质晶屑凝灰熔岩；6 一断裂推测断裂及编号；7一产状倾向倾角；8 一泉点；9 一水平隧洞福建地质Geologyof FujianQhUUU/第42 卷在大韩村原有一遗弃的半封闭引水隧洞，该引水隧洞工程于2 0 0 3年由寿宁大韩水电站施工，洞身长为9 7 7 m，走向50，洞口海拔为2 38.2 m，周边地貌为构造侵蚀低山斜坡地貌。该隧洞出露地层为南园组第一段主要岩性为流纹质晶屑凝灰熔岩（图4），在水源地隧洞内发育有5条张性断裂破碎带，断裂破碎带的涌水量为9 0 30 0 m/d。在距离水源地洞口47 3.0 8 38.0 m处为洞隧道内的滴水区，地下水沿裂隙面或构造破碎带呈线状、面状、小股状、大股状流出，构造破碎裂隙呈北西向分别于7 8 6 m，8 0 9 m，8 2 5m 处，涌水量分别为1.1 5L/s（1 0 0 m/d）、1.7 3L/s（1 50 m/d)和3.47 L/s（30 0 m/d）。经过稳定的水文观测，得出第一断面涌水量为1 0 1 7 1 2 46 m/d，水量丰富 。原隧道洞内水源被当地村名截流引管的方式引入海拔8 0 m大韩村中作为生活饮用水水源。pH值为7.0 57.2 7，总硬度含量为1 0 5.4105.5mg/L，偏硅酸含量为42.6 6 42.8 9 mg/L，为低矿化度的中性水，水化学类型为HCO3-Ca型，地下水符合“地下水质量标准”I类标准，适宜人Qha-dlUU1/UV9-50050F400U1/J.nQ2=120m/dF。53870100UVU200mUQ1=90m/d0总=1 0 1 7-1 2 46.m/dlaFF31J.n78FF12500mQhcl-dlUUFFJ.nFJ.n-300水平隧洞Qhal-p2001000福建省第四地质大队，福建省寿宁县大韩横底矿区饮用天然矿泉水源地勘探报告，2 0 1 7。第2 期类饮用。5水源地保护范围结合研究区各个水井水源地的地质、水文地质条件及水源地的现状，因地制宜、合理的划分保护区的范围，总体上划分3级水源地保护，更好保护水井水质。I级保护区（安全保护区）：以取水点为中心，在取水点、引水及取水建筑设施所在半径30 m内，应做好整个地面硬化，以防止人类活动污染及地表的污水渗透进入，要加强监管，确保保护区环境清洁与污染。II级保护区：主要以取水点半径为1 0 0 m范围为界，在其边界处埋设标牌，尽可能的减少区内一切可能引起含水层污染的人类活动、工程建筑和经济活动，积极构建保护区长效的管理机制，做好地表污水的排放治理工作。II级保护区：主要以取水点半径50 0 m范围为界，控制对水源地有不良影响的工程及经济活动，保护好水源地环境。6结语（1）在研究区内不同地区提出寻找不同类型的地下水和开发地下水的方式。西北部以中山地貌为主，多发育压扭性构造，可以考虑寻找压扭性构造裂隙水。（2）西南部沿斜滩溪分布的河谷盆地多发育张梁飞达：福建寿宁地下水分布特征及找水方向研究125性构造，可以寻找张性构造裂隙水。（3）东南部的地下水排泄区风化层厚，风化裂隙水发育，可以考虑寻找风化裂隙水。（4）局部处于地下水补给区和径流区的缺水村庄可以考虑跨区域调水解决用水困难，在构造发育地段还可以考虑水平隧洞开发地下水。本文是在福建省第四地质大队地质调查研究所近十年来在寿宁县找水成果基础上编写而成，系集体劳动的成果，是集体智慧的结晶，在此表示感谢！参考文献1寿宁县人民政府办公室，关于印发“寿宁县“十四五水安全保障规划”的通知.http:/www.fj- 0 1 6.3GB/T148482017地下水质量标准。4姚风良，孙丰月矿床学教程北京：地质出版社，2 0 0 6.5梁飞达东冲半岛的水文地质条件和找水方向调查宁德师范学院学报（自然科学版），2 0 1 9,31（0 1).6梁飞达闽东地区寻找偏硅酸型饮用天然矿泉水的潜力分析河北地质大学学报，2 0 1 8,41(0 4)。