浅谈湾尔图地区地下水开发利用与保护

2016-02-27 12:30袁春仁
环球人文地理·评论版 2016年1期
关键词:碎屑岩岩组承压水

袁春仁

摘要:湾尔图地区位于内蒙古自治区达尔罕茂明安联合旗达茂旗百灵庙镇东南约75km。本文通过湾尔图地区水文地质普查工作,在工作区地下水赋存条件及其分布规律、补径排条件等方面取得了一定的认识,并实地调查了本区地下水的开采现状。从而对湾尔图地区地下水开发利用与保护问题提出了自己的看法。

关键词:湾尔图;地下水;开发与保护。

工作区位于达尔罕茂明安联合旗南部的乌克忽洞盆地内的东部,属乌克忽盆地一部分。乌克盆地位于阴山北部,属内陆水系。该盆地是一个东西长,南北窄,向北倾斜的断坳陷盆地,盆地内又由数个小盆地(或小凹陷)构成。乌克盆地地下水的形成、循环和分布规律受以构造条件,地貌与地層岩性等各种自然因素的共同控制。在盆地周边隆起的低缓丘陵区,分布着富水性不稳定的裂隙水,在沉积盆地和沟谷洼地中,分布着富水性较稳定的孔隙水。不同地貌形态中的地下水类型,由于含水层岩性、颗粒粗细、厚度以及补给条件的不同,富水程度和水质有所差异。

一、湾尔图地区地下水赋存、分布及补给特征

地下水资源量的大小主要与地下水的补给和储存条件相关,并受控于气候、水文、地层岩性、构造等因素。

工作区位于乌克盆地东部内的一个小盆地,该盆地是一个西北侧开口,北东南三面被低缓丘陵围绕的半封闭盆地。盆地中自下而上由中生代上侏罗系-下白垩系碎屑岩、新近系上新统碎屑岩和第四系全新统冲洪积砂砾石、含砾中粗砂等组成,盆地基底为二道洼群片岩、片麻岩等。就各含水岩组的富水性来说,二道洼群片岩、片麻岩虽然含有裂隙水,但受埋深及补给影响,水量贫乏,单井涌水量均小于100m3/d。中生代上侏罗系-下白垩系碎屑岩含水岩组埋藏于新近系上新统碎屑岩之下,为一套内陆湖相灰白、灰绿色泥岩,内夹有薄层粉细砂岩,基本没有好的含水层,单井涌水量小于100m3/d。自然,第四系水潜含水层及新近系上新统碎屑岩类孔隙承压水含水层,成为该地区开采的主要含水层。

第四系孔隙含水潜水主要赋存于盆地内的沟谷中,含水层为冲洪积砂砾石、含砾中粗砂,含水层厚度一般具有从上游向下游逐渐变薄的规律,水量与含水层颗粒粗细、厚度有关,颗粒粗、厚度大的含水层水量就丰富,反之,则贫弱。一般主沟水量丰富,支沟贫弱。主沟水量100-1000m3/d,支沟水量小于100m3/d。水化学类型为HCO3-Na·Ca型,矿化度小于1g/L,水质好。

新近系上新统碎屑岩类孔隙承压水含水岩组,广泛分布在盆地中,含水层分布比较稳定,含水层岩性为砂岩、砂砾岩、细砂岩,总的表现为盆地边缘颗粒较粗,越近盆地中心颗粒越细。承压水水位从盆地边缘向盆地中心逐渐升高。承压水的涌水量与含水层的层数、厚度和承压水头高度有关,含水层的层数越多,厚度大、水头高涌水量就大,反之则小。盆地边缘水量一般小于100m3/d,向盆地中心逐渐过渡为100-1000m3/d。承压水水质较好,水化学类型以HCO3-Na·Ca型或HCO3·SO4-Na型水为主,大部分地区溶解性总固体小于1.0g/L,局部地区大于2.0g/L。

工作区属中温带大陆性季风气候区,具有冬季寒冷而漫长、夏季短暂而温热,春秋两季多风的特点。据达尔罕荗明安联合旗百灵庙镇气象站统计资料,区内降水量少而集中,多年平均降水量256mm。区内地表水系均为季节性泄洪河谷,地下水的补给主要来源于大气降水。其补给方式,第四系沟谷潜水,一方面直接接受大气降水入渗补给,另一方面主要接受上游降水形成的洪水补给。新近系上新统碎屑岩类孔隙承压水的补给,主要为盆地周边基岩裂隙水补给,其次为侧向径流补给。

二、区内地下水赋存条件及分布规律

地下水的赋存条件与分布规律主要受地质构造、地貌和岩性气象等因素同控制和影响。工作区北、东、南三面被低缓丘陵围绕的半封闭盆地。低缓丘陵由花岗岩组成,构造及风化裂隙较发育。盆地中自下而上沉积了中生代上侏罗系-下白垩系碎屑岩、新近系上新统碎屑岩,厚度一般为200m左右,最厚度达400余米。后期在沟谷洼地又堆积了第四系全新统松散砂砾石、含砾中粗砂等,这些碎屑岩和松散砂砾石、含砾中粗砂层为地下水的赋存创造了条件。按地下水赋存介质、埋藏条件、水力特征和地层时代可划分为基岩裂隙水、中生代上侏罗系-下白垩系碎屑岩孔隙裂隙承压水、新近系上新统碎屑岩孔隙裂隙承压水和第四系松散岩类孔隙潜水等含水层组。

基岩裂隙水主要分布于的盆地边缘的花岗岩丘陵区及盆地基底下元古界二道洼群变质岩系中,富水性弱,单井涌水量均小于100m3/d。上侏罗-下白垩系碎屑岩孔隙裂隙承压水赋存于盆地下部的侏罗系-下白垩系灰白、灰绿色泥质粉细砂岩中,据前人钻孔资料,上侏罗-下白垩中基本没有好的含水层存在,含水层岩性主要为泥质粉砂岩,单层厚度1.45-4.56m,单井涌水量均小于1003/d。

三、地下水开发利用现状

工作区为半农半牧区,农业主要分布在湾尔图村以南地区。北部为牧业,牧业以养羊为主。用水项目有:农业灌溉用水、牧业用水、生活用水等。通过现场调查统计与地方农林、水利部门核实,参照当地用水定额计算出现状开采条件下各乡(苏木)镇的各项用水量,计算结果见表3-4。从以上各项用水量统计结果可见,区内地下水开采量主要以农业生产用水量为主。工作区现状地下水的总开采量为618.57×104m3/a,其中生活用水12.23×104m3/a,占总用水量的1.9%。牲畜用水8.4×104m3/a,占总用水量的1.36%。农业灌溉用水598.30×104m3/a,占总用水量的96.7%。

四、地下水开采与灌溉引起的环境地质问题

工作区地下水开采与灌溉主要分布在盆地南部的农业区,经现状开采量调查与当地水务局介绍,工作区内河谷第四系潜水位普遍下降,与历史水位比较,下降1-3m,局部地段甚至疏干。新近系上新统碎屑岩承压水,据当地水利局掌握资料与本次地下水水位统测资料显示,在南部的农业区已呈现出超采态势,其原因是该区地表水缺少,为了保障农作物生长丰收,主要靠抽取大量地下水灌溉,因此导致了承压水水位下降,年水位差0.3m左右。

五、地下水开采引起的环境地质问题预测分析

工作区环境特征为降水稀少,地表水缺乏,蒸发强烈,生态环境脆弱,农牧业生产与生活用水全部依赖地下水,大量开采利用地下水会引起地下水位下降,势必影响到生态环境,产生一些环境地质问题。

1、对植被生长的影响

工作区既有喜水植物也有旱生植物,旱生植物主要分布在丘陵坡地区,丘陵坡地区地下水埋藏较深,它们的生长发育依赖包气带水分维系,受气候条件和包气带岩性结构厚度影响控制。喜水植物则分布在河谷滩地,河谷滩地通常堆积较厚第四系松散物,是赋存潜水的场所,地下水埋藏较浅,喜水植物生长与存活除靠包气带水分供给,还要靠浅埋的地下水维系。本地区河谷滩赋存较丰富的地下潜水,是一个容易开采的含水岩组,也是是本地区地下水集中开采区域,目前因大量开采利用地下水,已产生地下水位下降,势必影响到喜水植物生长与存活,使植物群落发生变化或改变,但范围较小。

2、开采地下水对生态环境的影响

工作区自上而下分为第四系潜水含水岩组,新近系上新统承压水含水岩组,是本地区生产和生活的两个主要供水含水岩组。第四系潜水含水岩组主要分布在工作区南部的河谷洼地,分布面积较小,新近系上新统承压水含水岩组分布广泛。据本次调查分布在河谷区的第四系潜水由于农业灌溉的开采,水位下降1-3m,仅对河谷区植物有些影响,对大环境生态影响不大。

新近系上新统承压水含水岩组分布广泛,埋深20-40m,上部覆盖20-40m泥岩隔水层,承压水的补给主要来自周边基岩丘陵区侧向补给。上新统承压水含水岩组是本地区南部农业生产开采地下水主要含水岩组。从本次地下水调查评价结果来看,承压水现状开采量比较大,已接近或超出这一区域多年平均天然补给量,如果未来仍按现在的开采强度进行开采承压水,势必引起承压水持续下降,产生的后果虽然不会影响到地表生植物群落变化,地面沉降问题,但会在集中开采区形成降落漏斗,引发区域性承压水位下降,减少地下水径流的流出量,影响了下游区或邻区地下水的补给,自然也就影响到相邻地区生产和生活用水,对相邻地区或下游区生态环境平衡有所影响。

六、地下水开发利用与保护

工作区规划为新农村建设基地。预计人口发展2000人左右,规划种植业基地2万亩,配套人均水浇地3亩,主要发展马铃薯及饲草料种植业。规划测算开采地下水500×104m3/a,要实现这一目标,关键是查明该地区地下水资源量赋存情况。据本次地下水资源量计算评价结果:工作区主要含水区块内上新统承压水弹性储存量363.01万m3,容积储存量162657.57万m3,均衡期内断面径流补给量403.09万m3/a,可开采资源量213.65万m3/a。

从上述地下水资源量计算结果与地下水现状开采量调查统计结果比较分析得知,本区当前地下水开采量已超出含水层的调蓄能力。为此我们提出如下开采与保护建议:

1、遵循科学发展观,树立人与自然和谐的理念,以可持续开采利用和保护地下水环境为目标,建立统一的水资源管理制度,制定好经济发展与地下水开采利相适应规划,防止无序开采。

2、本区地处内陆干旱气候区,降水稀少,蒸发强烈,生态环境脆弱,大部分地区水资源比较紧张,区内地下水资源的开发利用必须遵循节约的原则,强化节约用水,加快采取节水灌溉型方式,淘汰的大水漫灌的落后灌溉方式,使有限的水资源产生出更大效益。

3、对地下水开采井应统一规划、合理布局、注意井间距、单井开采量等,科学开采,避免不合理开采造成的取水效率低、引起环境地质问题等不良后果。

4、建立和健全地下水动态监测系统,研究含水层调蓄能力,进行水情预测、预报。

6、防止为发展经济产业,过度开垦土地,破坏生态环境,降低对大气降水含蓄能力。

7、對集中供水水源地必须建立卫生防护带,不得在水源地、水源地影响范围内及水源地的上游地区产生工业废水、废碴等工业污染物,农药、化肥等农业污染物及生活垃圾、人畜粪便等生活污染物。防止水质污染。当地下水的补给条件和水环境发生变化时,对地下水资源要作再评价,才能保证地下水合理的开发和可持续利用。

结束语:无序的开采是导致工作区生态环境加剧恶化的重要原因,为此笔者认为:地下水科学、合理地开发利用与保护是农村经济可持续发展的重点;是维持生态环境稳定的重点;是保持人与自然和谐发展的重点;更是社会主义新农村建设的重点。所以用建立地下水动态观测网络、密切关注开采条件下地下水位变化、改变现有落后灌溉方式等手段来进行地下水科学、合理地开发利用与保护是十分必要的。

参考文献

[1]中国地质调查局主编。水文地质手册(第二版)。地质出版社,2012.9。

[2]《内蒙古自治区地下水》(1:50万)内蒙古自治区水文地质队,1974.11。

[3]《达尔罕茂明安联合旗幅水文地质普查报告》(1:20万)内蒙古自治区一一四水文地质工程地质队,1980.11。

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