贵州省白云岩地区潜水含水层地下水水动力弥散试验研究——以正安县某建设用地为例

陈川，陈俊贤

贵州省白云岩地区潜水含水层地下水水动力弥散试验研究——以正安县某建设用地为例

陈川，陈俊贤

（贵州省地矿局117地质大队，贵阳 550018）

本文在分析拟建正安西南水泥有限公司3200t/d熟料智能环保新型干法水泥生产线置换项目厂址区域水文地质条件与规划情况，调查分析地形地貌、地质构造、地下水类型的分布以及地下水补给、径流、排泄情况，采用泵送瞬时注入示踪剂法进行弥散试验，确定示踪剂不同运移距离弥散参数，为工作区水动力弥散空间尺度研究提供数据参考（区永和等，1990）。

白云岩；地下水 ；弥散

1 项目概况

拟建正安西南水泥有限公司3200t/d熟料智能环保新型干法水泥生产线置换项目(减量置换)场地位于场地位于贵州省遵义市正安县格林镇风光村干村坝组，距正安县城6km，坐落于芙蓉江河畔东面100m，303省道、盆泥坝以南，属于低中山溶蚀侵蚀组合地貌类型。地势总体南部高北部低。区域水文地质单元位于地下水排泄区，属乌江水系，大气降水沿地表的岩溶裂隙等入渗，主要沿地下垂直岩溶向下运动，至地下深部沿溶蚀管道、裂隙以管流、脉流及隙流的水平径流形式（曹剑锋等，2006），由东到西运动，ф流入芙蓉江（图1）。

图1 场地区域水文地质图

2 潜水含水层水文地质特征条件

2.1 场地水文地质特征

场地上覆土层从上至下为第四系耕植土、素填土、可塑红粘土，下伏基岩为寒武系中上统娄山关组（∈2-3ls）白云岩。各岩土层特征分述见表1。

2.2 地下水补给、径流、排泄条件

2.2.1 地下水补给

地下水主要接受大气降水补给。

2.2.2 地下水径流

场地地下水径流流向与地形坡降相一致，场地岩溶发育，节理裂隙发育，经长期溶蚀作用，娄山关群（∈2-3ls）白云岩中的裂隙、溶洞系统成为地下水储存、运移通道，集中向北西径流。

2.2.3 地下水排泄

接受降水补给后，以地表径流的排泄方式排出，河谷地带为排泄区汇入芙蓉江，芙蓉江为最低排泄基准面，标高470m。

2.3 岩溶

表1 场地内岩土组成水文地质特征表

在60m深度内，岩溶大多为垂直型岩溶，有少部分是水平岩溶，高密度物探工作共圈定22处局部低阻异常，推断为充填溶洞、岩溶发育区、少数为含水风化泥质白云岩或岩溶发育区。评价场地属于土洞或充填溶洞较发育区段，洞高均大于5m，稳定性较差。

2.4 潜水层埋深

从钻孔观测静止水位埋深，在地势高的坡顶地带，地下水位埋深大；最大达40.60m。在地势低的坡脚地带，地下水位埋深小。水位埋深与地势高低大致呈正比关系。场地地下水水力坡度较小，地下水天然水力坡度0.096（蒋辉，1993）。

图2 潜水含水层弥散试验钻孔布置示意图

3 弥散成果分析

3.1 野外布置

弥散试验示踪剂溶液采用氯化钠溶液，浓度30g/L。对试验孔定向流量抽水，当直到观测孔和抽水孔水位降深达到稳定时开始进行弥散实验。潜水含水层弥散试验钻孔布置见图2。

3.2 试验成果分析

弥散试验共历时约40h，取水样296个。利用电导率仪测定水样电导率变化情况，绘制电导率-时间变化曲线。试验延续时间根据电导率随时间的变化曲线确定，要求电导率从背景值达到峰值并逐渐降低到起始背景值。本试验监测孔中电导率随时间的变化见“弥散试验电阻率-时间曲线”图3、图 4。

图3 zk06地下水电导率-时间曲线

图4 zk04地下水电导率-时间曲线

根据监测结果如下：

实验采用电导率仪对示踪剂进行检测。根据所采样品的分析数据，绘制ZK06孔电导率与Cl－离子含量关系曲线。检验电导率与Cl－离子含量显著线性正相关，其关系方程为：

y =1258x+22

n = 4，相关系数为0.958，p＜0.01。当电导率达到最大值时，氯离子质量浓度亦为最大值（图5）。

“在家时，「以三论、唯识为研究对象。……理解到的佛法（那时是三论与唯识），与现实佛教界差距太大，这是我学佛以来，引起严重关切的问题」。「佛法与现实佛教界有距离，是一向存在于内心的问题。经过出家来八年的修学，知道（佛法）为中国文化所歪曲的固然不少，而佛法的渐失本真，在印度由来已久而且越（到后）来越严重。所以不能不将心力，放在印度佛教的探究上。”

分析结果，ZK04弥散试验Cl－离子浓度与电导率具线性正相关，相关系数为0.9914，相关方程为：

y = 1410x-113

n = 4，相关系数为0.926，p＜0.01。当电导率达到最大值时，氯离子质量浓度亦为最大值（图6）。

采用野外弥散试验方法-径向收敛流瞬时注入标准曲线法，在监测井中监测示踪剂浓度 C的变化规律，由于NaCl的电导率X与其浓度Cl-呈线性关系，可直接用电导率X代替浓度Cl-参加计算。ZK06监测井中测得数据做出相应的弥散曲线（图7～9）进行配线，所得到最佳α1值为20（丁桂， 2010）。观测井ZK06与投源井ZK03距离为3.00m，求得纵向弥散度αL为1.05m。

图5 ZK06地下水中氯离子质量浓度与电导率的关系

图6 ZK03地下水中氯离子质量浓度与电导率的关系

图7 弥散结果换算Cl离子浓度-时间关系

图8 弥散结果无因次浓度-时间对数关系

ZK04监测井中测得数据做出相应的弥散曲线图10～12进行配线，所得到最佳的α1为10。观测井ZK04与投源井ZK03距离为 4 m，由公式(式8)求得横向弥散度αL为0.57 m（王飞，2015）。

弥散试验确定：场区地下水流速2.33m/d，有效孔隙度0.22，潜水含水层纵向弥散度1.05m，纵向弥散系数0.53m2/d；横向弥散度0.57m，横向弥散系数0.292m2/d（卢德生等，1999）。

图10 弥散结果换算Cl离子浓度-时间关系

图11 弥散结果无因次浓度-时间对数关系

图12 弥散试验标准曲线配线曲线

4 结语

区永和，陈爱光，王恒纯. 1990. 水文地质学概论[M]. 中国地质大学出版社，武汉，46-60.

曹剑锋，迟宝明，王文科. 2006. 专门水文地质学[M]. 第三版，北京，科学出版社.

蒋辉. 1993. 环境水文地质学[M]. 中国环境科学出版社. 北京，139-159.

刘岩磊，王庆来. 2014. 不同流场情况下地下水弥散试验方法分析[J]. 地下水，(3) 10-13..

丁桂. 2010. 银川地区潜水含水层弥散参数试验确定方法研究[D]. 西安，长安大学.

王飞. 2015. 松散岩类孔隙介质水动力弥散规律及其空间尺度效应研究[D]．成都，西南交通大学.

卢德生，缪俊发，茹以群. 1999. 地下水现场弥散试验参数计算[J]. 岩土工程技术，(3)：60-62.

A Study of Experimental Results of Hydrodynamic Dispersion of Groundwater of Phreatic Aquifer in Dolomitite Area, Guizhou——By the Example of a Construction Land in Zheng’an County

CHEN Chuan CHEN Jun-xian

(The 117th Geological Brigade, Guizhou Bureau of Geology and Mineral Resources, Guiyang 550018)

This paper has a discussion on the hydrogeological conditions (including lithology and thickness of formation, structure, and permeability, aquifer lithology, distribution characteristics, etc.) at the site of the proposed production line of a new dry process cement with intelligent clinker and environmental protectionwith production capacity of 3200t/d, of the Zheng'an Southwest Cement Co., Ltd.. The dispersion test was carried out by pumping instantaneous injection tracer method in order to determinate the dispersion parameters of the tracer at different transport distances which provides data for the study of hydrodynamic dispersion space scale in the working area. This is significant to study the hydrodynamic dispersion test of groundwater in dolomitite areas of Guizhou.

dolomitite; groundwater; dispersion; pumping instantaneous injection tracer method

2020-02-20

陈川（1984-），男，贵州遵义人，工程硕士，水工环高级工程师，长期从事矿产地质、水文地质、地质灾害等工作

X523；X143

A

1006-0995（2021）01-0070-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.01.013