礼泉县北部山区干旱地带地下水资源综合开发利用研究

闫志安

(陕西省礼泉县水利局，陕西 礼泉 713200)



礼泉县北部山区干旱地带地下水资源综合开发利用研究

闫志安

(陕西省礼泉县水利局，陕西 礼泉 713200)

通过利用最新的水文地质成果，分析地下水资源的分布特点，研究了礼泉县北部山区的地下水开发利用形式和施工技术方法，总结出区内地下水开发利用可分为岩溶地下水开采区和基岩裂隙水与松散层水开采区，并进一步指明开采区内地下水的勘察方法、取水手段、布井原则等，为解决当地饮用水困难指出了方向。

礼泉北部；地下水开发利用；保护

陕西省礼泉县北部所处的渭北黄土丘陵区，地形切割强烈，水资源短缺，俗称‘渭北旱腰带’，自古就是一个严重缺水的地区。80年代以前，大部分地区群众依靠水窖集水维持生活，卫生条件差，导致严重的肠道寄生虫病、大骨节病和氟骨症等地方病发生。80年代以后随着防治大骨节病改水工程的实施以及近年人饮解困工程的实施，大部分地区群众饮用水质得到明显改善，使大范围内用水紧张局面有所缓解。但由于取水手段限制，尤其是对水文地质条件认识不清，以及对最新的水文地质成果利用不够，地下水开发利用程度较低，该地区缺水情况依然严重。本文拟通过利用最新水文地质成果，总结该地区地下水开发利用和施工技术方法，为解决当地饮用水困难指出方向。

1　地下水开发利用现状及缺水现状

1.1地下水资源开发利用现状

据礼泉县水利局初步统计，礼泉县共有各类配套水井2044眼，主要分布在南部黄土塬和山前冲洪积平原区，约占开采量的80%以上，其北部黄土塬区受研究程度和取水手段限制开发利用程度较低，仅占全县总开采量的20%，地下水开采大部分局限于浅井开采松散层地下水。以南坊镇北坊村为例，该村含黄村、北坊、下里3个自然村，人口约3 100人，全村仅有1眼200 m深机井，出水量100 m3/d左右。

2015年礼泉县地下水开发利用量2 468万 m3，地下水主要用于人畜和农田灌溉，占开发利用总量的69%，而北部山区人畜生活用水占到地下水开发利用量的90%以上。

1.2缺水现状

根据区内礼泉县水利局2008年农村饮水安全调查数据表明，礼泉北部该地区是一个缺水地区，全区26.7万农村人口，目前10.33万人尚存在用水困难，占总人口的38.7%。其中5.23万人为取水困难和水源保证率不达标，农民生活范围内水源稀少，取水半径1～3 km，最远6～7 km；另外有5.08万人用水水质不达标，饮用水源氟、矿化度严重超标。

长期以来，严重缺水问题制约着人民群众生存条件的改善和生活水平的提高，主要为资源性缺水，水源稀少，人畜饮用水短缺现象集中连片，取水方式原始落后，采用远距离的拉水，消耗大量劳动力，每年因取水花费的劳动工时要占总劳动工时的30%以上，严重制约了经济发展和人民群众脱贫步伐。因此，急需在该地区总结出一套行之有效的地下水开发利用和施工技术方法，并应用和推广，解决群众用水困难。

2　地下水资源开发利用规划研究

根据最新的水文地质研究资料，礼泉县北部地下水资源包括松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和碳酸岩类岩溶裂隙水，地下水资源总体较贫乏，同时分布极不均一。主要体现在以下几方面：一是大面积分布的散岩类孔隙水和基岩裂隙水由于补给赋存条件差，富水性普遍差，以致区内浅部地下水资源贫乏，‘渭北旱腰带’之名由此而来；二是区内岩溶地下水资源较为丰富，但岩溶地下水的赋存主要受构造和水文网控制，埋藏、富水性各向异性显著，水位埋深大，开发利用投入较大。

根据此特点，本文对礼泉县北部地区地下水开发利用的方式、手段和经验进行了规划和总结。

2.1基岩裂隙水与松散层水开采区

分布于礼泉县西店头村—西洼里村以北地区，为本文重点规划区域。根据地下水含水层埋藏条件、富水性以及开采难易程度不同，进一步划分为基岩裂隙水与松散层水管井混合开采区以及建站引泉、大口辐射井、管井结合开采亚区。

2.1.1基岩裂隙水与松散层水管井混合开采亚区

分布于南坊镇～薛家、建陵镇石泉及叱干洼地，以上地段大多位于山前洪积扇裙、黄土残塬凹地以及沟壑区的局部地段。由于补给条件较好，松散层较厚，基岩古地形较低凹，裂隙较发育，地下水资源比较丰富，尤其构造和凹地复合部位水量最大。单井混合出水量300～500 m3/d，局部如薛家、东注泔出水量接近1 000 m3/d。水位埋深60～120 m，最深不超过150 m。这些地段地下水资源相对较丰富，且埋藏浅，开发利用投资少、见效快，是解决当地和附近农村生活用水理想地段，以上地段内地下水开发已初具规模，解决了部分群众的吃水问题，局部地区还发展了小片灌溉。

这些地区可规划生产井群，以充分发挥地下水资源的潜力。布井间距，按300～500 m为宜，局部汇水断裂带井距可减小为200～300 m左右。井深以揭露风化带为宜，一般200～300 m即可，最深不超过450 m。施工中把好下管、投砾质量关，防止滤料下漏，同时也要注意避免过密的打井。断裂发育部位富水性更好，施工前有必要利用物探手段探查断裂位置，生产井尽量穿过断裂带，以获得更佳效果。

2.1.2建站引泉、大口辐射井、管井结合开采区

分布于石潭镇骆驼巷—赵镇东窖村以北，除南坊镇～薛家、建陵镇石泉及叱干洼地以外的地区。区内地形切割强烈，沟间梁地窄小，形成的地表径流被强烈排泄，不利于地下水补给和贮存，富水性差，为贫水和极贫水区。水位埋深100～150 m，现有井孔出水量20～80 m3/d，以地势较高的梁岗区最小。

区内缺水较著，应综合利用各种水源。优先考虑地表水，抽提沟泉水，沿沟施工大口井、辐射井，搞井、站结合，加强对较大泉水的利用；远离沟泉与地表水地段，则选择构造应力较为集中的向斜轴部、汇水导水的北西向断裂延伸线、节理发育的坚硬透镜状夹层与柔性岩层接触带以及补给条件较好的局部汇水凹地等地段布井，井深250～300 m，至邻近沟谷谷床以下120～150 m为宜，施工中不能因为未揭露含水段而放弃对深部的了解，施工前尽量利用物探手段探查富水地段，减少成井风险。

2.2岩溶地下水开发利用区

分布于石潭镇夏侯村—赵镇碾子沟的狭长区域内，即丘陵前缘断裂斜坡带，含水层岩性为奥陶系中厚层状灰岩、白云岩、白云质灰岩，碳酸盐岩质纯层厚，断裂发育，岩体破碎，岩溶比较发育，具区域统一的水位(压)面。处于岩溶泉域的径流排泄带，地下水富集，为地下水富水～极强富水性区，计算单井出水量大多500～2 000 m3/d，部分地段>2 000 m3/d，为解决城镇、工业和农村大量用水首选地段。礼泉县尧召水源地就位于该地段内，现有水源井7眼，日供水11 760 m3/d，为礼泉县城区的主要供水水源。

鉴此，该区宜采用深井开采地下水。设计井深在600～800 m，具体井深在潜水段应至水位以下250～350 m，承压段应至灰岩顶面以下250～300 m；井间距一般400 m以上，山前极强富水地段可减至200～300 m；井径大小要求上部松散层450 mm以上，安装φ273 mm以上钢管护壁，下部碳酸盐岩段一般裸眼成井，孔径200 mm以上，泵室段(水位下50 m)不小于245 mm，若大流量开采，泵室段不小于270 mm，以便安装250型潜水泵；受水位埋深和目前市场抽水设备限制，预计单井出水量500～2 500 m3/d，最大不超过3 000 m3/d。

打井施工中需防止覆盖层坍塌、干岩溶段漏水，必要时顶漏钻进。由于区内岩溶水主要受控于断裂构造，施工前尽量利用物探手段探查断裂位置，井位应定于断裂带上盘。

3　地下水资源保护措施建议

3.1预防为主，全面规划

地下水资源的保护，要始终贯彻预防为主，全面规划，合理布局的原则，目前礼泉县尚未编制水资源开发利用规划，特别对宝贵的岩溶地下水资源和基岩裂隙地下水资源，缺少规划保护。为此建议，礼泉县应根据各自实际情况制定地下水开发利用方案，对地下水开采进行全面规划，在考虑当地需水状况的基础上，规划开采，避免过量开采和滥用水源。

3.2建立地下水监测网

随着礼泉县北部山区地下水大规模的开采，区域水位势必有所降低，导致水量衰减。应在该区域内建立地下水监测系统，掌握大规模开采过程中的地下水动态变化的新资料，预测开采期间地下水资源的变化趋势，以便能够及时调整地下水开发方案及水资源保护措施。

3.3加强地下水资源污染防治

区内地下水的补给是以地表水渗漏和大气降水入渗为主，地表水和地表土壤的的污染，必将影响地下水资源水质。应对礼泉县北部周边的漠西河、泔河、羊毛湾水库等重要补给水源进行监督管理，健全水资源管理和水质的监测体系，制定水源卫生保护措施和制度，进行水质动态监测，责令各用水部门排入地表水体的污废水，必须达到国家允许排放标准。

3.4防止岩溶地下水氟污染

礼泉县北部地带，第四系中普遍有高氟地下水分布对于岩溶水与黄土层地下水联系比较密切的上述地区，随着沿山前断裂带岩溶水的大规模开发，有可能使岩溶水受到上覆黄土层高氟地下水的影响，使岩溶地下水中的氟含量逐步增大。为此建议，在该区施工的岩溶水井，必须严格作好对第四系松散层水的止水工作，防止因封井止水不严，造成高氟水直接下渗，导致岩溶地下水污染。

4　结语

在干旱少雨的礼泉县北部山区，地下水资源的合理开发利用对居民生活和工农业生产已具有举足轻重的作用。本文对礼泉县北部山区干旱地带礼地下水资源开发利用和保护的的研究成果，具有较强的实际意义和可操作性，可为全面解决礼泉县饮用水困难和地域经济发展提供了水资源技术支撑。

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2016-03-14

闫志安(1977-)，男，陕西礼泉人，工程师，主要从事城乡供水工作。

P641.2

B

1004-1184(2016)05-0063-02