娘子关岩溶地下水分布及合理持久开发研究

娘子关岩溶地下水分布及合理持久开发研究 杨保全 ,龚友帄 ()河海大学土木工程学院 ,江苏 南京 210098 摘要 :娘子关泉域岩溶地下水是山西省阳泉市的主要水源地 。根据岩溶发育与地层岩性 、地质构 造 、新构造运动的关系 ,说明娘子关泉域中奥陶统灰岩与下奥陶统顶部地层岩溶发育不同 ,岩溶的 垂向分布取决于地壳的新构造运动 。指出娘子关泉域地下水主要补给来源为降水入渗 ,由此提出 阳泉市岩溶水持久开发 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 关键词 :娘子关 ;岩溶地下水 ;持久开发 ;阳泉市 + 文献标识码 :A() 中图分类号 : TV211 . 1 2 文章编号 :1004Ο6933 200102Ο0035Ο03 阳泉市是山西省的重化工能源基地之一 ,也是 ,1972,1980 年 娘子关泉域总流量呈衰减趋势 3一座缺水城市 ,水资源已成为阳泉市发展的最大制 泉流量 10 . 0,12 . 0 m/ s ,1980 年后泉流量小于 10 . 0 3约因素 。随着国民经济的发展 ,水资源开发利用水 m/ s 。泉流量减小的主要原因有以下三方面 : ?泉 帄的不断提高 ,以娘子关泉域岩溶地下水为城市主 域内降雨量减小 。以降雨量及泉流量为例作了 3 个 ( ) 要供水水源的阳泉市 ,由于过量开发岩溶地下水 ,使 时段对比资料 见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1,表明泉流量减少与时段内 泉流量逐年递减 。因此 ,阳泉市娘子关泉域岩溶地 降水量减少密切相关 。年降水量减少是泉流量减少下水分布及持久开发方案研究对于合理开发利用与 的一个重要因素 ,但不是唯一因素 。从上述各时段 管理 、保护岩溶地下水资源 ,具有重要的理论与实践 比较中发现 ,泉流量减少速度呈现加快特征 ,主要是 意义 。人为活动的结果 。 ?在泉域内补给区 、径流区中水 资源开发利用程度增加 。由于工业发展的需要 ,泉 1 娘子关泉域水文地质条件 域内修建了一些水库和深井水源地 ,地表水及地下 娘子关泉域地处太行山中段 ,位于东经 113,? 水被大量开采 。 ?泉域内提水工程引泉量增大 。如 114,?北纬 372?0′,382?0′,包括阳泉市区及盂县 、帄 定 、娘子关电厂与帄安电厂提水工程开采泉水后 ,引起 昔阳三县大部分 ,其中阳泉市区和帄定县绝大部 周围泉水流量减小 。 分为娘子关泉域的主体部分 ,因此对阳泉市水资源 表 1 泉流量递减与降水量的关系 的研究即是对娘子关泉域水资源的研究 。娘子关泉 多年帄均 多年帄均 降雨量 泉流量 泉流量 对比时段 降雨量减少幅度减少幅度域流量的年内 、年际变化可用实测最大泉流量与最 3- 1 / mm / % ) / % (/ ms? 小泉流量之比来表示 ,其比值称为变化系数 。根据 1961,1970 年 571. 2 13 . 9 10 . 0 19 . 9 1971,1980 年513. 94 11 . 14 ( 1956,1993 年 的 资 料 , 其 最 大 年 内 变 化 系 数 1993 480 . 0 6 . 6 9 . 22 17 . 2 1981,1993 年 ) ( 年为 1151 ,年际变化系数为 1 . 88 泉流量 1964 年为 33) 15 . 75 m/ s ,1988 年为 8 . 39 m/ s, 由此可见娘子关 2 娘子关泉域岩溶发育规律 泉属稳定岩溶大泉 。同时娘子关泉也是一个多年调 娘子关泉域位居沁水复向斜的翘起端 ,岩溶含 () 节的岩溶泉 ,泉流量多年年均 1959,1993 年值为 3水层主要为中奥陶统各组石灰岩 ,其岩溶发育规律 11 . 68 m/ s ,年内年际变化都比较小 ,年内流量变化 可从如下几方面 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 。 系数为 1 . 2 ,年际流量变化系数为 1 . 5 。变化总趋势 211 岩溶发育与地层岩性关系3 50,60 年代为 13 . 0 m/ s ,60 年代呈下降趋势 ,70, 中奥陶统各组石灰岩 ,总体看粘土含量较少 ,以 80 年代略有回升 ,80 年代后明显下降 。 () 作者简介 :杨保全 1964 —,男 ,湖北广水人 ,博士 ,主要从事地下水及水资源优化规划研究 。 运动状态 。现代控制泉域地下水的岩溶无疑都是新 致密泥晶结构为主 ,其各段岩性可概括为如下几类 。 ?致密泥晶灰岩 :其天然孔隙率很小 ,岩溶可沿各种 ,即现代控制地下水运动的垂直 第三纪以来的产物 裂隙面发育 ,可溶性强 ,底部有时发育成层状溶洞 。 岩溶和水帄岩溶基本上都是唐县期以来的产物 ,并 ?致密泥晶灰岩与斑状白云质灰岩互层 : 其斑状白 且主要是第四纪以来的产物 。 云质层的基质为泥晶灰岩 ,含较多细晶或微晶白云 综上所述 ,娘子关泉域岩溶水的赋存特点可归 石组成的斑块 。这种地层中斑状白云质灰岩具有较 纳为以下几点 。 强的可溶性 ,往往形成溶孔 ,总体上看溶蚀发育较均 a . 中奥陶统灰岩与下奥陶统顶部地层岩溶发 匀 。 ?泥晶或微晶灰质白云岩 : 它常与致密泥晶灰 育特征不同 。中奥陶统地层中多强岩溶地层 ,多溶 岩互层 ,可溶性弱 ,起隔水层作用 。 ?膏溶角砾状灰 隙 、层状溶洞和溶孔 ,在断裂系统的影响下 ,岩溶的 岩 :它是由于含硬石膏石灰岩层 ,在地下水作用下因 发育既具有沿强岩溶地层面状连续的特点 ,又有沿 硬石膏膨胀 ,继而溶解塌落形成 。膏溶角砾岩与其 陡倾断裂系统网状分布的特点 ,即在面状连续的基 下部的泥质灰岩本身透水性差 ,可视为隔水层 ,但其 础上 ,发育着网状的强岩溶带通道 。发育受陡倾断 上覆灰岩层 ,因塌落而具较多的裂隙 ,形成了强岩溶 裂系统和层状可溶岩双重影响 。 层 。 ?下奥陶统亮甲山组顶部薄层灰岩 、白云岩互 b. 陡倾断裂系统从地质构造的角度反映了岩 溶水网状通道的形成条件 ,与地形和水系分析相结 层 :岩溶较不发育 ,娘子关附近沿灰岩层形成顺层溶 蚀 。 ?下奥陶统白云岩与泥灰岩互层岩溶不发育 , 合可以反映岩溶水强径流带帄面分布网络的概况 , 仅见小溶孔 ,为相对隔水层 。 它对于研究岩溶水运动规律和岩溶水资源开发规划 由于岩石可溶性与岩石成分和结构有关 ,因此 具有重要的意义 。 c . 岩溶的垂向分布取决于地壳的新构造运动 。 在娘子关泉域内 ,岩溶具有顺层发育的特征 。 212 岩溶发育与地质构造的关系目前 ,现代水帄岩溶与马兰阶地相应的水帄岩溶是 泉域内发育了一些近南北向的断裂带 ,陡倾断 岩溶水主要的储存与调节空间 ,并控制着岩溶水的 裂航片解译见图 1 。根据解译和调绘 , 陡倾断裂有 运动 。 如下发育规律 : ?陡倾断裂以 NWW 和 NNE 两组最 3 娘子关泉域岩溶水的补给与径流 为发育 , 其 中 NWW 一 组 较 稳 定 ; NNE 一 组 略 呈 弧 娘子关泉域地下水主要补给来源是降水入渗 、 形 ,面部为北偏东 ,向北逐渐向东北偏转 ,其形成可 能与紫荆关断裂带的活动有关 。 ?南北向断面虽然 河流入流 ,其次是煤矿排水 。煤系地层向下越流补 较少 ,但连通性较强 。 ?某些局部断裂带如帄定东 给的量很小 。就整个泉域而言 ,该补给2径流区有北 北的 NEE 向断裂带等与背斜褶曲有关 。 ?陡倾断 翼和南翼两部分构成 ,北翼大体上从盂县以西开始 ( ) 裂在泉域下游 岩会 —巨城断裂带以东,密度大于 沿温河向东南 ;南翼大体上从昔阳向北 ,两翼的水在 上游 。 ?泉群附近航片显示 ,这些陡倾断裂与泉的 巨城 —岩会以下汇集 。由于娘子关 O隔水层的阻 1 () 形成有关 O挡 ,即在下奥陶统 中岩溶管道发育可能 ,形成大面积的地下雍水 ,这是娘子关泉域地下水 1 () 受这种断裂和节理密集带的控制 。 水库的主体部分 见图 2。图 2 的等水位线反映出 这一区域地下水的水力坡度很小 ,为 011 %,012 % , () 远小于当地河流的坡降 014 %,017 %,说明该区岩 溶含水层的导水系数远远大于上游岩溶含水层的导 水系数 ,是岩溶含水层的富水区 。需要说明的是 ,该 富水区的范围大体上可从图 2 中的 425 m 等水位线范 围考虑 ,即娘子关泉群排水区以上至巨城 —岩会一 线 ,其界线自巨城向西将不超过 5 km。阳泉 、帄定附 近地下水位较低是因为取水井抽水造成漏斗所致 。 娘子关泉群排水区范围大体是自石桥 、程家至 ( ) 泉域出口 苇泽关, 为 O顶部地层出露区和浅埋 1 区 。由于 O岩溶发育较差 ,岩溶水以管道流为主 。 1 图 1 陡倾断裂航片解译 该区水力坡度约为 0135 % ,泉域的岩溶地下水在此 213 岩溶发育与新构造运动的关系 集中向外排泄 。 山西地台在新构造时期一直处于间歇性抬升的 ?36 ? 岩溶水资源的污染 ,才能达到持久开发的目的 。与 其他含水层中的地下水相比 ,岩溶水的自然净化能 力较弱 ,在自然净化过程中 , 稀释作用显得更加重 要 。在目前已经存在污染的情况下 ,在防治污染的 同时 ,岩溶水的取水工程宜选远离污染源 ,且有丰富 洁净岩溶水补给的地方 。 d. 进行必要的工程措施 ,尽可能增加岩溶水的 补给 。通过泉域现状工程措施的调查分析 ,提出拟 建的工程措施 ,增加地下水补给 。 412 建议采取的持久开发方案 鉴于上述考虑 ,为持久合理开发娘子关泉域的 2 岩溶水 ,建议采取以下开发方案。 a . 在排 泄 区 上 游 , 用 大 口 径 井 扩 泉 的 方 法 开 采 ,可以获得最多的水量 ,最大限度地利用和保护水 资源 。 b. 在上游阳泉市和帄定一带有几十眼深井 ,应 控制其开采量 ,使其逐渐恢复到接近原始水位 ,最低 水位不宜超过原始水位以下 5 m ,使主要岩溶水贮水 图 2 娘子关泉域岩溶地下水位线 空间不被疏干 。 4 阳泉市岩溶水合理持久开发方案研究 c . 一方面要选择适宜的位置 , 在河谷筑漏坝 , 411 阳泉市岩溶水开发的原则 多级拦蓄洪水 ,增加岩溶水的补给量 。若充分拦蓄 3下泄的洪水 , 可增加水资源量 413 m/ s 。另一方面 根据上述分析 ,笔者认为在岩溶水开发中应考 要减少排水量 ,以减少洪水对下游的威胁 。 虑以下原则 。 d. 山区植树绿化 、保持水土可以增加降水和坡 a . 尽可能保持并扩大岩溶水补给量 。近年来 , 面水下渗补给 ,与漏坝工程补给相比 ,具有延长补给 在泉域中游和上游共打了 90 多眼深井 ,总开采量为 3时间的特点 ,可以与工程补给相结合 ,相辅相成 。 012,0133 m/ s ,虽然远远小于当地岩溶地下水的径 e . 建立 有 效 的 水 资 源 信 息 系 统 , 加 强 统 一 管 (流量 ,但引起地下水位大幅度下降 一般累计下降达 理 。由于岩溶水资源量有限 ,且易于枯竭 ,建立泉域 ) 5,10 m。特别突出的是矿务局共 10 眼井 ,取水量 3水资源空间信息系统 ,加强统一管理尤为必要 。这 仅 011 m/ s 左右 ,却导致岩溶地下水位以 1 m/ a 的速 种信息系统宜用空间系统分析 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 统一研究全泉域 率下降 。由于降水和地表水通过包气带向地下水的 水资源分布动态 、资源量的变化和开发利用状况 ,作 补给随深度增加而减小 ,这是娘子关泉流量逐年减 为科学开发和调度水资源的依据 。 小的重要原因 。 上述方案可概括为 :排泄区集中开采 ,严格控制 b. 尽可能保护地下主要储水空间和调节空间 。 中上游深井取水 ,逐步发展拦洪补给 。下游排泄区 目前岩溶地下水的主要储水和调节空间是中奥陶统 集中开采 , 集中供水 , 不仅有利于保护和扩大水资 O地层分布区接近当前岩溶侵蚀基准面高程的岩 2 溶空间 ,即在 O分布区相当于与一级阶地相应的水 2 源 ,还有利于水资源的集中管理和调度 , 以节约水 帄岩溶空隙和与当代侵蚀基准相应的水帄岩溶倒虹 资源 。 吸带空隙 。在目前天然最低水位下 ,岩溶空隙率随 深度加大而减小 。因此 ,由于过量抽取地下水使地 :参考文献 下水位下降造成岩溶地下水枯竭的过程将比一般孔 杨光中 ,杨保全 ,潘剑斌 ,等 . 大同市帄原区地下水资源 1 隙含水层中枯竭的过程快得多 。为了保护地下主要 () 超采及对策研究 J . 水资源保护 ,1997 3:32,35. 杨保岩溶储水空间和地下水调节空间 ,在泉城内 ,特别是 全 ,龚友帄 ,叶合欣 . 地下水变值系统在水资源优化 管理在 O分布区内 ,应尽量不使地下水位出现大幅度下 2 2 () 中的应用 J . 水利水电科技进展 ,2000 1:34,36. 降 ,以避免岩溶水补给量的减少 。 ( )收稿日期 :2000 Ο02Ο24 编辑 :胡新宇 c . 尽可能考虑水质保护 ,考虑岩溶水的天然净 Water Quality Analysis of Water Supply Sources in there is mainly from precipitation , and on this basis , a ( Cities/ TANG Ke2wang ,et al Water Resource Department , scheme for sustainable exploitation of karst groundwater at China Institute of Water Conservancy and Hydropower Yangquan is proposed. )Research , Beijing 100044 , China Key words : Niangziguan ; karst groundwater ; sustainable exploitation ; Yangquan Abstract : The Ministry of Water Resources has conducted water quality investigation of water supply sources in cities Countermea sures f or Comprehensive Regulation of with rivers and reservoirs since 1997 . Through Ecological Environment and Susta ina ble Exploitation investigation , water quality of this sort of water supply and Utilization of Resources of Dongpinghu La ke/ sources ,pollution situation and other main problems have College of Water Conservancy , ( PANG Qing2jiang been clarified. It is pointed out that management is Tai ’ an 271018 , S handong A gricultural University , important in the protection of water quality at water supply )China sites. Abstract : Based on the present ecological environment Key words :water sources ;water quality ;assessment and resources exploitation at the Dongpinghu Lake , some Control of Total Water Pollutants Discharge from countermeasures are proposed for comprehensive Shangqiu Reach of Da sha he River/ L I Qun , et al 2soil loss , regulation of pollution sources , control of water( Yellow River B asin Water Resources Protection B ureau , scientific use and allocation of water resources , )Zhengzhou 450004 , China development of ecological agriculture and fishery , and protection of resources and ecological environment . The Abstract : Based on a thorough study on water pollution feasibility and importance of the countermeasures are also sources of the Shangqiu reach of the Dashahe River , and discussed. according to“ the ninth five2year plan for water pollution Key words : Dongpinghu Lake ; ecological environment ; control in the Huaihe River basin ”, the response relationship between regional pollution resources and the water resources ; sustainable development target pollulant volume at the controlled river section is Strengthening of Management of and Organization established based on the discharge control of water Construction f or Water Resources Protection/ TANG pollutants. By use of the target pollutant volume control ( Sheng2de ,et al Taihu L ake B asin A uthority , Ministry of method , the total discharge control of the reach for the )Water Resources , S hanghai 200434 , China predictied years is also studied. Abstract :With the economic development and population Key words : pollutant ; total discharge control ; target growth in China , exploitation of water resources is volume ; input2response relationship ; pollution sources ; enhanced constantly ,while water resources protection and Dashahe River water pollution regulation lag behind relatively. The contradiction between pollution and demand2supply of Distribution and Susta ina ble Exploitation of Karst Niangziguan Spring Region/ YANG water resources is conspicuous , and it endangers the Groundwater in ( Bao2quan , et al College of Civil Engineering , Hohai sustainable development of national economy , so the )Univ . , N anjiang 210098 , China strengthing of water resources protection is urgent . For this Abstract : Yangquan is a city short of water and mainly reason , some countermeasures are proposed , such as depends on karst groundwater in the Niangziguan spring strengthening of the organization of basin water resources region. Based on the relationship s between the karst protection , authorization of the organization to play some administrative functions , and increase of investment and growth , the lithologic characteristics of the stratum , the input of techniques to ensure proper operation of the geological formation and the new tectonic movement ,it is organization. The implementation of these countermeasures pointed out that the growth of karst in the limestone of the can provide a foundation and guarantee for sustainable Ordovician layer is different from that at the top of the utilization of water resources and for sustainable economic lower Ordovician layer in the Niangziguan spring region , development . and that the vertical distribution of karst is determined by Key words : water resources protection ; organization ; the new tectonic movement of the earth crust . In management consideration of the fact that the recharge of groundwater ?61 ?