杨润康
(陕西省韩城市水利工作队,陕西 韩城 715400)
韩城市位于关中平原的东北隅,属渭南地区管辖。东以黄河为界,与山西省相隔,北部及西部与宜川、黄龙相连,南与合阳相邻,全市总面积1 630.48 km2。
本市属半干旱大陆性气候,市境雨量分布为468.4~675 mm之间,其趋势自西北向东南递减。7~9月降雨量最多,冬春季节的11月-次年的4月份降雨量少,降水在年内分布极不均匀。年蒸发量为903.8 mm。
根据1957~1982年资料统计平均气温13.5℃,初霜期始于10月下旬,终霜期终于次年4月上旬,无霜期208天;最大冻土层深度34 cm,多年平均日照时数2418 h。
境内地下水按其成因、类型和埋藏条件可分为第四系松散堆积潜水、松散堆积承压水,基岩裂隙水和岩溶水三大类型,第四系松散堆积潜水及承压水又因地貌岩性时代的不同分别划为四个和三个不同的含水岩组。
2.1.1 潜水含水岩组
1)黄河漫滩砂夹砾石含水岩组
含水层为全新统的砂夹砾石,单井涌水量>208 m3/h,分布在境内东部黄河漫滩,含水层北粗南细,以盘河口为界,以北含水层以含砾中粗砂为主,常夹厚10 m左右的卵石层,含水层厚40~50 m;芝川以东,含水层以中细砂为主,厚30 m左右,水位埋深1~3 m,根据民井调查资料,现有机井多属井深20 m以内的非完整井,降深4~8 m,出水量一般可达30~50 m3/h。
2)黄河支流阶地砂卵石含水岩组
主要分布在居水、盘河、芝水三大川道,由上更新统及全新统冲积层组成。
居水河主要分布在一级阶地区。含水层由两层组成,上部为亚砂土、微弱透水,下部为砂卵石,至下游芝川镇附近变为中粗砂夹砂卵石,含水层厚5~30 m,富水性不很均一,水位埋深多在10 m以内,单井最大可能涌水量16.7~208 m3/h。
盘河川道内,该含水组广泛分布,含水层主要为上更新统冲积层砂卵石组成,西贾-东庄一线以西的上游段,富水性中等,单井最大出水量为15.13 m3/时,西贾-东庄一线以东一级阶地水位埋深10 m以内,单井出水量一般可达40 m3/时,二级阶地水位埋深10~20 m,含水层为亚砂土及粉砂,底部为砂卵石,强富水、单井最大可能出水量30~100 m3/h。
芝水川道含水层变化大,厚5~20 m,属中等富水,单井最大出水量多小于20m3/h,最大25~41m3/h。
3)黄河阶地砂夹砾石含水岩组
广泛分布于黄河二一四级阶地,三、四级阶地含水岩组为中更新统冲积层,含水层由西向东,从南向北显示出厚度由小变大,粗度由细变粗,富水性由弱变强的规律,含水层岩性为粉砂、中砂、粗砂含砾及卵石,厚度2~33 m不等,弱富水,水位埋深30~60 m。
黄河二级阶地,该含水层由更新统冲积层组成,含水层以中细砂为主,常夹有砾石及少量卵石,总厚10~20 m,水位埋深10~30 m,为强富水,单井最大可能涌水量50~160 m3/h。
4)山前黄土台原黄土状含水岩组
分布于山前一、二级黄土台原及山前冲积扇裙,含水层为下中更新统的黄土状土,在山麓地带及较大的洪积沟道附近(如诸北、阳山庄、井溢村、山底村一带)常见有粉细砂及卵砾石(块碎石)的透镜夹层。
原区水位埋深大,山前洪积扇及二级台原多大于80 m,个别地区如大鹏原区大于100 m。一般为弱富水,最大出水量小于10 m3/h,仅供人畜饮水。在洪积沟道范围内如井溢村、雷许庄、山底村、涧西等地形成局部富水段,单井出水量可达15~45 m3/h左右,可进行小范围的井灌。
2.1.2 松散堆积承压水
区内松散堆积承压水的分布,埋藏及富水性主要受构造、岩相、古地理条件的控制,按其隶属地层可划分为三个含水层组,见表1。
表1 承压水含水层划分表
2.1.3 基岩裂隙水
主要分布在境内西侧的低、中山区,黄土台原下伏基岩中也有分布,裂隙赋存于石灰、二叠及三叠系砂页岩中,受风化构造裂隙的控制,因此分布很不规则,基岩裂隙水由潜水和承压水两部分组成,潜水主要分布于砂页岩的风化壳中,承压水则贮积于厚层泥或砂页泥岩之下的砂岩中,水头压力一般可高出顶板9.91~138.6 m,在地形条件适宜的情况下可喷出地表。
2.1.4 灰岩岩溶水(简称岩溶水)
主要分布于英山~干柴坡一带的中奥陶系~寒武系碳酸盐类地层中,它同区域岩溶水有着密切的连系,此类地下水属强富水。区内岩溶水水位标高稳定在380 m左右。
根据地下水的成因、补给、排泄条件,以及地貌单元,将全市范围划分为四个水文地质大区。即Ⅰ-黄河漫滩及二、三级阶地区;Ⅱ-黄土台原及黄河四级阶地区;Ⅲ-中、低山区;Ⅳ-灰岩岩溶区。
2.3.1 地下水的补给来源
地下水的补给来源是以大气降水和河水补给为主,其次是渠系渗漏以及灌溉水的补给。
2.3.2 地下水的径流和排泄
潜水的流向,基本和地形相吻合,由西北流向东南,最终泄入黄河。
中、低山区的基岩裂隙水,部分经短途运动,排泄转化为地表水,而向深部运动的地下水转化为深层水。汇流于台向斜之中部岩溶融水的径流、排泄条件,受黄河的影响较大。
黄河河床具有过若干年忽然冲刷下切很深(俗称“揭底”)的规律,多年水位变化不大,在揭底的年份河水位较低,岩溶水水力坡度较大,径流排泄条件好,在淤积河床的年份,河水位升高,岩溶水地下水位升高,水力坡度变小,排泄不畅。所以岩溶水地下水位多年来一直在370~380 m左右浮动。
地下水开采量为2 687.81万方/年,为可开采资源的32%,其中农灌按典型调查推算,开采量为907.93万方/年,占现状开采量的34%,工业用水按80、81、82三年实际开采量平均为1 412.94万方/年,占现状开采量的53%。人畜用水为197.71万方/年,占现状开采量的7%,工业用水已占主导地位。
韩城市范围内,不同地貌单元的地质勘察程度和当前占有的资料多少不同,地下水的开发利用程度差别很大,故不可能对全市范围采取统一的方法统一计算。
中、低山区,为基岩裂隙水和灰岩岩溶水,面积大,工作少,认识浮浅,采取补给模数法进行估算。
平原区,是这次估算的主要对象,主要为潜水含水层,采用入渗法进行估算,其中,黄河二级阶地河水补给量按水文二队提供的资料进行估算。
对承压水,由于资料不足,无法做资源估算工作,对深层承压水的越流补给和排泄条件不作考虑。
黄河漫滩,由于河床游荡,河流补给量大,且很难计算,在无治本的防汛措施的情况下,耕地面积很不固定。按现有井的出水量,运用平均布井法,按老滩面积进行计算,以最大可能开采量作为总补给量。
全市综合补给量为17 165.95万方/年,.平原区降水渗入补给量为2 745.39万方/年,河流渗漏补给量为964.62万方/年,渠道渗漏量为828.43万方/年,田间灌水入渗补给量为702.59万方/年,平原区总计综合补给量为5 001.48万方/年,潜水蒸发量为239.55万方/年,净补给量为4 761.93万方/年,黄河滩净补给量为4 310万方/年,中低山区净补给量为7 614.92万方/年。
考虑到农田供水的特点及经济上的合理性,地下水的设计降深5~20 m,年开采天数为70天。采用平均布井法,经计算黄河漫滩区可开采量为4 310万方,居水、盘河、芝水漫滩阶地区可开采用为2 322.6万方,黄河二级阶地533.8万方,黄河三级阶地597.0万方,黄河四级阶地及黄土台原区654.5万方,全市可开采量为8 418.5万方。
黄河漫滩涂水域区面积164.38 km2,老滩面积12.56 km2,可开采量4310万方/年,该区黄河补给量大,老滩面积可作为综合补给量及开采量。黄龙山山地次生林面积747.16 km2,综合补给量为 4764.85 万方/年,浅山丘陵沟壑缺水区面积480.10 km2,综合补给量及净补给量为3142.39万方/年,开采量为30.49万方/年。台原渠井灌溉区面积238.84 km2,综合补给量 4 968.71 万方/年,净补给量为4 709.16 万方/年。开采量 2 657.32 万方/年。
全市范围的综合补给量为 17 165.95万方/年。其中平原区(不包括黄河滩)综合补给量为 5 241.03万方/年,开采资源为 4 103.5万方/年。
目前的开采资源,未超过综合补给量,因而现有的开采水平有保证。
根据各区综合补给量计算成果,统一换算成综合模数,按照综合补给模数编制的地下水综合补给模数图,分区图进行分析,综合补给模数一般为6.16~343.15万方/年平方公里,可以看出综合补给模数差异很大,它是地貌、地形、水文、地层岩性以及水文地质条件不同的综合反映。
黄河漫滩区、居水、盘河、芝水漫滩阶地区,以及黄河二级阶地区,除以降水补给外,黄河及其支流,河水补给量占的比列较大为13.9~62.1%,因此地下水较为丰富,综合补给模数大,多为富水区,其它各区主要以降水补给为主,其次为渠道和灌溉补给,无河水补给,其综合补给模数小,多为贫水区,由此可见韩城市范围内地下水资源量的多少,直接于河水息息相关。
黄河漫滩是韩城市地下水极为充沛的地方具有埋藏浅,水量丰富,且水质好的优点,而且过量开采后能得到黄河的激发补给,应充分利用这一得天独厚的水源优势。对新建和引进工业,应着眼于在黄河滩开辟新的水源基地,结合防洪护岸工程,把黄河滩建成工农业用水的重要水源基地。