衡建发
(彬县水政水资源管理办公室 陕西 彬县 713500)
陕西省地处东经105°29′~111°15′,北纬 31°42′~39°35′之间,深处我国内陆,全省大部干旱少雨,水资源相对短缺。借助西部大开发的浪潮,陕西省近年来经济发展十分迅速,相应的导致工农业生产用水和城乡居民的生活用水水量增加,水资源供需矛盾凸显。水资源短缺不仅限制了陕西省经济、社会的发展速度,还严重影响了人民生活水平以的提高。没有了水资源的可持续供给做保障,关中经济区、陕北能源基地的发展根本无从谈起。
地下水资源是陕西省淡水资源的重要组成部分,也是现行开发利用最为广泛、且能较平稳的提供水资源利用保障的宝贵资源。研究分析陕西省不同自然地质单元地下水的分布特征,对支撑陕西省经济社会的腾飞意义重大。根据陕西省地下水形成和分布的规律以及不同地区的气象、水文、地质、地貌等特征可将陕西省分为陕北黄土高原区、关中盆地区和陕南秦巴山地区三个特点鲜明的不同地质单元。
陕北面积广袤、沟壑纵横,位置上属于伊陕盆地的东南部,总体来讲基岩走向为略向西北倾斜,且为单斜构造,岩层倾角较小,约为1度~3度,除了南部边缘地质构造运动较强,断层较少或基本无断层,构造较为单一。
关中盆地北边基本上以凤翔—乾县—韩城一线为界,南侧以秦岭、华山北坡大断裂为界,从地质构造上来讲,属于汾渭地堑的西段,是第三纪以来形成的大致为东西走向的阶梯状断陷盆地,自古有“八百里秦川”之称。其基本形态是东部既宽且深,最宽部位达80km,最深部位超过5200m,相对来讲西部既窄且浅。
陕南秦巴山地区主要为大巴山旋扭构造带和秦岭纬向构造带的展布区,从时间上来看,自中生代晚起以来,除了期间夹杂一些局部断陷,整个地区基本上呈大面积隆起的状态。秦岭纬向构造带从南到北又可分为南部、中部和北部三个亚带。
陕北黄土高原区由于降水稀少,蒸发量大于降水量,区内气候干旱。区内北部地形平缓,基本为沙漠区,南部地形起伏为黄土高原沟壑区,沟壑纵横支离破碎,由于常年冲刷,部分沟谷深切至基岩。该区地理特征决定了区域内排泄条件相对较好,补给条件相对较差,地下水不易被储存。从整个区域来看,除了一些沙漠绿洲、河谷川道下游区外稍富水以外,绝大部分属于贫水区或极贫水区。为了详细分析该区含水岩组情况,依据地下水赋存条件,可将该区地下水类型划分为基岩(碎屑岩类)孔隙裂隙水、松散岩类孔隙水和碳酸盐岩类裂隙岩溶水三中不同类型。
基岩孔隙裂隙水按含水岩层不同,可分为三个不同类型。含水岩层以中生界白垩系下统北洛河组砂岩和侏罗系中下统延安组为主,含水层多为厚层中粗砂岩,代表区域为志丹、吴旗、靖边、长武、宜君、旬邑、彬县这些地区的西北部一带;二叠系、三叠系、侏罗系的陆相碎屑岩多由砂岩和泥页岩组成,砂岩和泥页岩层次交错重叠形式多样,这也导致了其富水性的不均匀现象,其含水特征为裂隙含水,代表区域为延安、黄陵、靖边以东的丘陵地区,面积广阔;古生代、元古代的变质岩区其地下水类型为风化裂隙水和变质裂隙水,连通性、富水性极差,储水量和储水空间小。
松散岩类孔隙水按照不同地区的含水岩层特点,也可分为三类。第一类是风积黄土层孔隙裂隙水,其特点是含水层主要为中、上更新统黄土状粉质粘土或者古土壤,除了局部一些小面积区域有下更新统黄土状粉质粘土,其代表区域为洛川、长武、宜川等黄土塬区;第二类是风积冲湖积层粉土、粉细砂孔隙潜水,其特点是含水层以上更新统冲湖积相粉土及粉细砂为主的沙漠滩地区,其代表区域为靖边、定边、神木、榆林一带的沙漠滩地;第三类是冲积层砂、砂砾卵石孔隙水,其特点是含水层为较宽阔的中更新统至全新统的砂砾卵石层和砂层的河谷川道区,其代表区域为北洛河、无定河、泾河等的河谷川道区域。
碳酸岩盐类裂隙岩溶水特点比较鲜明,大都水位埋藏较深、富水性不连贯且隐于地下,含水岩层主要为寒武系和奥陶系的白云岩以及灰岩,地下水赋存于其裂隙和溶孔之中,代表区域为将军山、岐山、尧山、嵯峨山一带。该类型的地下水水源补给途径丰富,主要以降水和河水入渗为主,也有上层含水层的越层补给和附近库区的水库渗漏补给。
关中盆地是一个向东面敞开的断陷盆地,其地形三面环山,西与陇山相接、南与秦岭相靠,北与北山相连,气候适宜,土地肥沃。盆地内地形较为平坦,地下沉积的松散岩类量多且厚,所以该区域岩层透水性好,利于水源补给。无论是降水、河流、灌溉等都可以较好的补给地下水,因此该区地下水资源相对较为丰富。为了更详细的研究该区地下水分布情况,并从其含水介质的不同入手,根据其水力特征,可将该区地下水分为风积黄土层孔隙裂隙潜水、洪积漂石、砂砾石与粉质粘土互层孔隙潜水、冲积砂砾卵石层孔隙潜水、冲洪湖积砂砾层孔隙承压水、深层承压水共计五种类型,现分别做简要分析如下。
风积黄土层孔隙裂隙潜水的特点是含水层具有多层性和各向异性的特点,有很好的富水性,且地下水埋藏较浅,易于开采,主要分布于高阶地的黄土层以及渭河两侧洼地较多的黄土台塬区,代表区域有蒲城、扶风、长安、礼泉等面积广阔的黄土台塬区;洪积漂石、砂砾石与粉质粘土互层孔隙潜水的特点是含水层主要为中新统至全系统的含泥砂砾卵石,主要分布地区为北山以及秦岭南北山前平原。该区域除了乾县、富平、华县因地处山前洪积扇前缘,矿化度稍稍超过1g/l外,其余地区矿化度均小于1g/l,水质较好。该地质类型区地下水补给方式主要以降水为主,其次为河水入渗;冲积砂砾卵石层孔隙潜水的特点是含水层为厚度在5m~80m的全新统至中更新统的砂砾卵石层、砂层,主要分布地区为渭河沿岸及其支流的阶地地区。该地区地下水补给水源丰富,除了大气降水外,河水以及侧向径流补给也占该区地下水补给的一大部分,再下来就是灌溉入渗补给,同时该区工农业发展迅速,人口密集,用水量大,地下水以人孔开采的方式排泄,水循环积极,水质良好,矿化度小于1g/l。该地质类型区地下水埋深按地形变化从漫滩至二级阶地再到高阶地,埋深从3m逐渐过渡到80m左右;冲洪湖积砂砾层孔隙承压水的特点是含水层由中更新统和下更新统的冲洪湖积砾卵石及砂石组成,主要分布地区为河谷阶地区和黄土台塬区,此种类型地下水补给源主要是山前洪积扇潜水,水质较好,大部分地区矿化度在1g/l以下;深层承压水根据含水层厚度、水头埋深不同,可分为东西两部分,东部含水层厚度基本介于100m~200m之间,水头埋深约在35m~90m,含水岩组为第四系秦川群下部中砂层和部分细砂层,西部含水层厚度基本介于50m~150m之间,水头埋深在50m左右,含水岩组主要为第三系灞河蓝田组砂砾岩和粉粒砂岩。
秦巴山地去地形较为复杂,既有山高崖陡的高山地区,也有低山丘陵地区,断裂、褶皱构造发育,基岩裸露,除了个别山间盆地有第四系松散堆积物,如汉中等。根据含水岩层类型和地下水赋存条件,可将秦巴山区分为碳酸岩盐类裂隙溶洞水、基岩裂隙孔隙水和松散岩类孔隙水三大类。
碳酸岩盐类裂隙溶洞水含水层基本为古生界和震旦系白云质灰岩、厚层灰岩等,其富水性好坏与碳酸盐岩在含水岩组中所占比例关系密切,碳酸盐岩在含水岩组中所占比例越少,富水性越差,其代表地区有洛南、宁陕、紫阳、镇巴一带;基岩裂隙孔隙水含水岩层分为富水性较差的古生代、元古代的变质岩和富水性较好的侏罗系砂砾岩、砂岩两种类型,代表地区分别为巴山地区和镇巴以南地区;松散岩类孔隙水含水岩层基本上是下更新统和全新统的冰水沉积、冲洪积的砂砾卵石和砂石,不仅透水性好而且厚度大,其代表地区为安康、洛南、汉中等山间盆地。
了解陕西省不同自然地质单元地下水状况,深入分析其地质构造特征和不同地区含水岩组特点,对全省地下水资源的合理规划和可持续利用提供了重要的科学依据,为陕西省经济社会的长远发展提供了重要参考,意义重大。陕西水利