殷素娟 吕小凡 雷崇方 夏飞雪
(1.周口市节约用水办公室,河南周口 466001;2.河南省地质矿产勘查开发局第二地质环境调查院,河南郑州 450053)
周口市城区水文地质特征
殷素娟1吕小凡2雷崇方2夏飞雪2
(1.周口市节约用水办公室,河南周口 466001;2.河南省地质矿产勘查开发局第二地质环境调查院,河南郑州 450053)
本文在对周口市以往水文地质勘查工作进行总结的基础上,论述周口市的地质环境概况,同时对周口市浅层地下水,中深层和深层地下水的埋藏条件、富水性、地下水补给、径流、排泄条件、地下水动态特征,以及地下水化学特征分别进行总结和阐述,为周口市城市地下水资源的评价、开发利用等提供了基础水文地质资料。
地下水;水文地质条件
周口市位于淮河中上游的豫东平原,属黄淮冲积平原的典型地带,市辖区面积148km2,城市市区面积53km2。区内地形平坦,总地势由西北向东南微倾斜,自然坡降为1/5 000左右,地面标高一般在45~48m。
周口市属大陆性季风气候区,四季分明,年平均气温在14.5~15.8℃,夏冬季温差较大。多年平均降水量770.8mm,最大降水量1 319mm,干旱年仅115.4mm,相差11.4倍;7-9三个月降水量占年降水总量的50%~60%;多年平均蒸发量为1 780.0mm;年无霜期平均222d,周口市气象要素见图1。
周口市大地构造单元属许昌台穹和郸城台穹相交处。第四纪以来,地壳长期处于不断下降状态,由于受古地理、古气候的影响沉积了巨厚的堆积物[1,2]。新近系至第四系由老至新的地层特征见表1。
图1 周口市气象要素图
根据含水层的埋藏条件及成因类型,可将地下水分为浅层、中深层和深层地下水三个层(组),分述如下。
3.1 浅层地下水
浅层地下水是指埋深不超过50m的含水层,含水层为全新统和上更新统组成[3]。按其富水程度可分为三个区:强富水区、富水区和中等富水区(见图2)。
表1 周口市新近系及第四系地层特征简表
图2 周口市市区地下水富水性分区图
强富水区:分布于市区西北的彭新庄西北一带和市区东北李楼-五里堡-沙颍河南部的东赵寨等地,岩性为细砂、中细砂[4]。静水位埋深3.4~8.0 m,单井涌水量大于2 000m3/d,渗透系数为11.66m/d。
富水区:分布在颍河、贾鲁河两侧,大闸至前王庄-六里庄以东。呈北西-南东向不规则条带状分布。岩性为细砂,中细砂[5,6]。单井涌水量1 000~2 000m3/d。
中等富水区:分布在西南东王庙、城区东南的毛营、南部的李营等地,岩性为粉细砂、粉砂,厚1.00~14.0m,水位埋深1.73~3.80m,单井涌水量500~1000m3/d。
3.2 中深层地下水
该含水层(组)在50~200m深度内,含水层主要由第四系中更新统冲洪积物构成,岩性以粉砂、粉细砂层为主,含水层顶板埋深75~90m,主要含水层多集中在150~200m深度内,且厚度一般小于5m,在周口火车站一带厚度较大,该层水在本区内多为混合开采。区内中深层地下水与上部的浅层地下水之间有一较薄的隔水层,岩性多为亚黏土、亚砂土等,在开采条件下与上部的浅层水的水力联系较为密切。
3.3 深层地下水
深层地下水,系指埋深在200~500 m深度的承压水。含水层主要有来自西或西北部的第四系下更新统的冰水湖堆积物构成,岩性以细砂为主,含水层顶板埋深在236~277 m,厚度为15.50~25.50 m,深层地下水与上部的中深层地下水及浅层地下水之间的水力联系微弱。据市公路局长观井抽水资料表明,单位涌水量为6.37m3/(h· m),多年观测显示其水位埋深大多在34.65~38.96m,是区内主要开采层之一。
浅层地下水的补给主要有降水入渗、河流入渗、地下水侧向补给和灌溉入渗等;排泄主要有蒸发排泄、河流排泄、地下水侧向流出、越流流出等。
中深层水主要接受西北部境外地下水的侧向径流补给。上部与浅层水没有很好的隔水层,接受浅层地下水的越流补给;中深层地下水具有明显的承压性,其补给途径较远,更新缓慢。排泄方式主要是人工开采。
深层水的补给排泄均以缓慢的地下径流方式进行,局部地段的深井开采是其主要排泄途径。
5.1 浅层地下水动态特征
区内浅层地下水位埋深受地形、气象、地表水体及开采条件影响明显。颍河以南区域,据多年观测,地下水位埋深在1.70~5.30m变化,仅市技工学校一带水位埋深较大,在3.80~5.30m;颍河以北区域,由于化肥厂搬迁、造纸厂和酿造厂关停,其开采井随之关停,近年观测数据显示,原来以市五中为中心的19.80km2地下水漏斗已趋于恢复。
5.2 深层地下水动态特征
深层地下水流向是西北流向东南,水力坡度为1/3 000~1/5 000,径流缓慢。水位埋深变化主要受开采条件的影响,深层地下水整体呈现出下降趋势,在开采量较大地区,地下水位下降速率较大。如市电厂观测井(停用),2008-2012年间水位变幅2.82m,水位下降速率0.71m/a;在市交通技校观测井同期水位降幅6.69m,水位下降速率1.67m/a,见表2。
表2 不同地区深层地下水水位下降速率统计表
6.1 浅层水水化学类型
区内浅层地下水的水化学类型比较复杂,尤其城区及近郊一带,颍河以北地下水化学类型多为HC03-Ca·Mg型或HC03-Ca·Na·Mg型,个别点为HC03·Cl-Na·Ca型。
溶解性总固体:颍河以北大部分地区为415~936mg/L,仅北郊变电站西南一带局部溶解性总固体达到1471.90mg/L。颍河以南郑洼、康湾沿河一带及三里庄等地,溶解性总固体为1075.40~1089.50mg/L,超标面积达17km2。中间大部分地区多在700mg/L左右。
6.2 中深层地下水水化学特征
依据周口市第三水厂井、周口铁路分局井、周口石油公司油库井及周口市油田指挥部井的水质分析资料,中深层地下水水化学类型为HCO3-Na型及HCO3·Cl-Na型水,pH值7.11~8.25,总硬度111~162.3mg/L,溶解性总固体563~750mg/L。
6.3 深层地下水水化学特征
依据周口电厂2#井、周口地区人民医院井、周口地区运管处南院深井及周口市万顺达井的水质分析资料,深层地下水水化学类型为HCO3-Na型,PH值8.1~8.3,总硬度20.6~37.5mg/L,溶解性总固体642~990mg/L。
本文从地质条件、含水层埋藏深度、富水性、补径排条件、地下水动态和化学特征等方面对周口市的浅层、中深层和深层地下水的水文地质特征进行了概述总结,以期为周口市城市地下水资源的评价和开发利用提供参考。
[1]王森儒.周口闸试验区“三水”转化及综合利用试验研究报告[R].河南省地矿局环境水文地质总站,1984.
[2]杨进朝,夏飞雪,王继华,等.周口幅水文地质普查(1∶10万)报告Ⅰ-50-86[R].河南省地质环境监测院,2013.
[3]左金正,王献坤,王付军,等.淮河流域(河南段)环境地质调查报告[R].河南省地质调查院,2007.
[4]梁坤祥,殷素娟,邓晓颖,等.周口市供水水文地质详查报告[R].河南省地矿建设工程(集团)有限公司,2004.
[5]陈明然,时克志,张博等.周口市城市地下水观测报告[R].周口市节约用水办公室,2009-2012年.
[6]张亚敏,殷素娟.河南省周口市地下水质量状况及污染分析[J].地下水,2008(1):65-67.
Hydrogeological Characteristics of Zhoukou City
Yin Sujuan1Lv Xiaofan2Lei Chongfang2Xia Feixue2
(1.Water-saving Office of Zhoukou City,Zhoukou Henan 466001;2.No.2 Institute of Geological&Mineral Resources Survey of Henan,Zhengzhou Henan 450053)
Based on the summary of the hydrogeological investigation in Zhoukou,this paper discussed the geological environment of Zhoukou,and discussed the storage,water yield property,groundwater recharge,runoff,Drainage con⁃ditions,groundwater regime and chemical characteristics of Shallow,Medium-deep and deep groundwater.At last, provided the basic hydrogeological data for the evaluation and exploitation of groundwater resources in Zhoukou city.
groundwater;hydrogeological conditions;Zhoukou city
P641.2
A
1003-5168(2017)08-0109-03
2017-07-03
殷素娟(1972-),女,本科,工程师,研究方向:城市地下水资源管理。