杨柳湖岩溶地下水及开发利用浅析

■高红梅　屈亚灿

（1南京大学地球科学与工程学院　江苏　南京　210093；2江西省地质矿产勘查开发局赣西北大队　江西　九江　332000）

杨柳湖岩溶地下水及开发利用浅析

■高红梅1，2屈亚灿2

（1南京大学地球科学与工程学院江苏南京210093；2江西省地质矿产勘查开发局赣西北大队江西九江332000）

杨柳湖处乌石街-赛湖向斜储水构造地下水迳流区,采用平均布井法对岩溶水资源量进行计算,其水资源量可满足中型水源地要求。但长期开采后地下水位下降，受地震影响，产生地面塌陷等次生灾害，因此采用长江水作为新的水源,将地下水作为调节水源或后备水源，是该地区水资源可持续利用的方向。

杨柳湖三叠系嘉陵江组灰岩水资源

1　引言

水是人们赖以生存的宝贵资源。作为水资源重要组成的地下水,具有水质良好、分布广泛、相对稳定以及便于利用的特点。

瑞昌市位于长江南岸，杨柳湖位于瑞昌市城区，区域构造位置处于乌石街——赛湖向斜中段，属该向斜储水构造地下水迳流区，通过对该地区地下水补给、排泄和迳流条件，含水层的结构特征及地下水的赋存规律的研究，对地下水的开采储量及开采条件下的补给量作定量评价，知该区域地下水资源丰富。可作为瑞昌市城区生产生活用水源的一处中型供水水源地。但地下水的持续开采使得地下水位已经下降。2005年受地震影响，供水区发生地面塌陷等次生地质灾害，部分水井抽水浑浊。

随着城市化进程的加快,工农业发展不断加速,需水量不断增加,扩大地下水开采量，可能导致地面沉降、地面塌陷等环境地质问题,因此如何合理、可持续利用地下水资源，寻找新的水源，将地下水作为调节水源或后备水源，成为地区水资源未来发展的目标。

2　自然地理概况

杨柳湖位于瑞昌市城郊，为河谷侵蚀堆积地形，桂林桥以西为碳酸盐岩类地层组成的低山、丘陵地形；东属赛湖、长江形成的河湖水网区，南、北均为近东西向的剥蚀丘陵地形。本区属亚热带气候区，湿润多雨，雨季多在当年3～8月，年最大降雨量1698.6mm，年平均降雨量为1361.43mm。区内主要地表水体有瑞昌河及赛湖。

3　供水区及外围水文地质特征

3.1区域水文地质特征

供水区在区域构造中处于乌石街——赛湖向斜储水构造的中段。该向斜储水构造呈北东走向，全长约50Km，西部宽约3Km，东部宽约5Km。其中受桂林桥至长江的瑞昌断陷带影响，使该储水构造在桂林桥一带变窄，宽度仅有1.5 Km(见图1)。

地下水由西向东汇集于该储水构造东段，受到赛湖东岸岩浆岩阻水体和上覆第四系淤积粉质粘土弱透水层的阻水作用，使其继续向东迳流排泄的条件受到制约，因此，这一地段地下水水力坡度只有1/1万左右，水位动态变化幅度不大，地下水的运动显示出渗流性质，因而灰岩溶洞裂隙含水层储水甚为丰富。

3.2供水区水文地质条件

供水区主要包含在乌石街——赛湖向斜储水构造东段，即桂林桥至赛湖农场场部，南、北以泥盆系、志留系为界。区内地势平坦。含水层可划分为：第四系松散岩类孔隙含水组，第三系溶蚀裂隙含水组，三叠系溶洞裂隙含水组，二叠系、石炭系溶洞裂隙含水组，泥盆系、志留系裂隙含水组及岩浆岩阻水体。

3.3供水区三叠系灰岩岩溶发育特征

供水区内三叠系中统嘉陵江组及下统大冶组灰岩是区内主要岩溶含水层，在区内均埋藏于第四系覆盖物之下，钻孔揭露其岩溶十分发育，主要岩溶型态有：溶蚀面、溶蚀破碎带，溶洞及溶蚀裂隙、溶孔等。根据区内29个见该层灰岩钻孔岩溶率统计(见表1)。

由综合统计分析知，垂向上随着深度加大，岩溶发育由强变弱，一般溶蚀现象发育最低标高为-100m，水平方向上一般近向斜核部及构造发育带，岩溶发育较强。

4　地下水资源量

供水区具有水文地质意义的含水层，主要有全新统冲积砂砾石孔隙含水层及三叠系嘉陵江组、大冶组灰岩溶洞裂隙含水组。该两含水层(组)地下水是本区的主要开采对象，也是本次地下水资源计算的主要对象。

4.1开采量计算

本区地下水含水层地下水补给方式，既有邻区上游方向的地下水迳流补给、基岩山区侧向补给，也有地表水体及大气降水的垂直渗透补给。因此，本次开采量计算采用平均布井法分别计算各区段的开采量（见图2），然后相加得到全区总开采量Q开：

Q＇=nQ

式中：

Q——各区段单井开采量(m3/d)；

n——布井数(口)；

Q＇——各区段总开采量(m3/d)。

全区开采量计算结果见表2。全区开采总量Q开为64348m3/d。

表1　供水区内灰岩岩溶率统计成果表

表2　开采量计算成果表

4.2开采补给量计算

本区地下水在开采条件下补给来源有：西部裸露灰岩岩溶山区区域地下水迳流补给；南、北碎屑岩丘陵山区裂隙水侧向补给，开采区降落漏斗范围内大气降水渗入补给瑞昌河、湖、塘地表水垂直渗透补给；东部灰岩含水层地下水的反补给。全区开采补给总量计算结果为67294.9 m3/d。

4.3地下水水量计算成果评价

地下水开采量的计算，是根据供水区内含水层的岩相变化、岩层的结构特征，采用平均布井法，按稳定流计算，求开采量，然后用开采补给量来调整井距，最后按单井开采量和计算区内布井数量的多少，确定整个供水区的总开采量。计算所得的地下水总开采量64585m3/d。据区内开采补给量的计算，总补给量为67294.9 m3/d。因此从供、补量考虑，认为是比较合理的。

杨柳湖区及赛湖区水量极为丰富，其最大允许开采量分别为15459.1m3/d和43283m3/d，是供水区内主要含水区段。该两区段现有开采井各为6处，开采量分别为5616m3/d和11170m3/d，均未达到最大允许开采量的三分之一，因此，具有很大的开采远景。

5　水资源的可持续利用

5.1地下水开采现状

杨柳湖岩溶水长期供给瑞昌城区及周边使用，现有开采井27处，总开采量30754m3/d。地下水开采能力是按全日出水量考虑的。但在实际供水中，据调查，全日仅有70%的时间开采，绝大部分开采井全日时间低于70%。

5.2地下水开采远景

根据地下水开采量计算，供水区最大允许开采量为64585m3/d，超过现有开采量30754 m3/d的一倍以上，因此，供水区有扩大开采量的远景。但随着地下水的不断抽取，地下水位不断下降，长期过量抽取，易产生地面沉降、地面塌陷等现象。随着城市经济的快速发展，城市规模日益壮大，原有供水能力和条件已渐渐不能满足需求。特别是2005年12月26日5.7级地震后，部分供水井出现塌方，抽出水浑浊，无法使用。因此，需要寻找新的水源，以缓解瑞昌市城市供水的紧张状况。瑞昌市濒临长江，取用长江水作为替代水源，将地下水作为调节水源或后备水源，是城市供水的新的方向。

6　结语

通过分析研究杨柳湖供水区地下水补给排泄和迳流条件，含水层的结构特征及地下水的赋存规律，论证了区域地质构造对供水区水文地质条件的控制作 用；对地下水的开采储量及开采条件下的补给量作了定量评价；分析了地下水开采对环境变化的影响机制，对该区今后地下水的开采，有着现实的指导意义。

（1）建议在供水区内，建立地下水动态观测系统，加强环境水文地质监测，防止地下水水资源恶化。

（2）加强水情监测，建立地下水卫生防护措施。

（3）健全地下水资源管理制度，合理调整开采方案，以免造成地下水水位降低过大，导致人为环境地质问题的出现。

（4）地下水长期开采造成地下水位下降等问题，遇地震等易产生地面塌陷等，采用长江水作为替代水源，将地下水作为调节水源或后备水源是未来瑞昌市供水的方向。

[1]王大纯，水文地质学基础，北京，地质出版社，1995。

[2]殷德珂、余金宝，江西省"京九·沙大"铁路水文地质工程地质环境地质综合调查报告，江西省地矿局赣西北大队，1998。

P62[文献码]B

1000-405X（2016）-9-105-2

高红梅（1984～），女，研究生在读，本科，水工环工程师，研究方向为矿山水文地质。