平安县洪水泉乡地下水分布规律及水文特征研究

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(陕西省地矿九○八环境地质有限公司，陕西 临潼 710600)

洪水泉回族乡位于平安县境西部洪水泉山梁，属黄土丘陵中低山区，北邻小峡镇、南靠石灰窑乡，东接三合镇，西于湟中县田家寨镇接壤。洪水泉乡多年来春旱或春夏旱交替出现，一般旱年二个多月不下雨，大旱之年三、四个月不下雨，大部分地区人畜饮水水源干枯，严重时甚至恢复到人挑畜驮，至平安取水，影响播种及收成，一般旱年减产1-2成，大旱年甚至减产达5-8成，可以说没有灌溉就几乎没有收成，处于靠天吃饭。

目前，全乡用水均来自于石灰窑乡响河峡地表水，该水源现供水量约2 000 m3/d，该水源除了向平安县洪水泉回族乡供水外，还向石灰窑乡，小峡镇北草沟村、红崖村和西上庄村以及湟中县大、小卡阳和马场沟进行供水。分配给洪水泉乡的供水量不足400 m3/d，而且冬季由于地表水结冰，供水中断，当地村民主要依赖供水期间的一些存水生活，严重地影响洪水泉乡人民群众生产生活。

洪水泉乡富硒区面积大、地层较厚、硒含量深度适中、易于开发利用等特点，是青藏高原一个较好的富硒区域。但是由于洪水泉乡等大面积的富硒地区位于低山丘陵区(浅山区)，多年来春旱或春夏旱交替出现，地表水资源贫乏且时空分布不均，加之水利基础设施薄弱，致使这些地区的富硒农业发展缺乏必须的供水条件，严重影响平安县富硒产业的发展。水资源作为生产生活的基本保障，开展地下水资源勘查工作对建设青海平安县以及提高当地经济水平意义重大[1-4]。

1 地下水的赋存条件及分布规律

该地区跨拉脊山北麓和平安盆地，拉脊高山区广泛分布着寒武系泥旦山群组成的基岩山区，由于受历次构造运动的影响，褶皱、断裂构造十分发育，山体陡峭，岩石裸露，年降水量在500 mm以上。在海拔3 800 m以上的高山区，强烈的寒冻风化作用使岩体表层风化裂隙十分发育，为地下水的赋存提供了良好的空间条件，地(表)下水的存在又为冻土(岩)的发育形成提供了动力条件，这些地带赋存有冻结层水。

盆地内沉积了白垩纪、古近纪巨厚的层状碎屑岩物质，岩性为砾岩、砂砾岩、砂岩、泥灰岩、泥岩页岩及石膏。粗碎屑组成的砾岩、砂砾岩、砂岩的孔隙当地下水储存运动其间时，往往构成良好的含水层。较细碎屑组成的泥质岩、页岩由于孔隙的连通性较差，不利于地下水的赋存和运移，地下水富水性差,形成相对隔水层。因而盆地具备承压自流水赋存所需的地质构造、地层、岩性方面所提供的空间条件。

区内广泛分布着第四系松散岩层，但对松散岩类孔隙水赋存有利的地段仅局限于盆地边缘的山前斜坡及河谷平原地带。这些地带堆积有较厚的冲洪积砂砾卵石和冰碛冰水堆积含泥质砂砾卵石等粗碎屑物质的孔隙为地下水的赋存条件提供了良好的条件。区内冰碛冰水堆积含泥质砂砾卵石分布于侵蚀基准面以上，厚度变化较大，储水条件差，多为透水不含水，河谷区冲洪积砂砾卵石分布窄，储水空间有限，地下水赋存条件较差。

2 含水岩组划分及富水性

根据地下水赋存条件、水力特征及含水岩组水文地质特征，将区内地下水类型划分为第四系松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水、碳酸岩夹碎屑岩裂隙溶隙水、基岩裂隙水、冻结层水五大类。富水性分级与区域地下水一致，冻结层水分布在3 800 m以上的山区，其余各类型水特征及富水性叙述如下：

2.1 第四系松散岩类孔隙水

2.1.1 河谷冲洪积砂砾卵石孔隙潜水

区内冲洪积砂砾卵石层沿河谷呈条带状展布。上部表层为粉土，质均疏松；下部以砾卵石为主，砾径大小不一，磨圆度中等—较差，孔隙发育，含泥量大。沟谷上游含水层厚度较薄，至沟脑处尖灭；下游及河谷接近出山口处厚度较大。该含水层与地表水有着密切的水力联系。

2.1.2 中山冰碛冰水堆积层潜水

中山冰碛冰水堆积层潜水分布于山前带冰碛、冰水堆积层中，含水层岩性主要为砾石层，与下伏碎屑岩含水层间无稳定隔水层，构成双层介质的统一含水结构。含水层厚度不大，泉水流量一般小于1 L/s，矿化度小于0.5 g/L，水量贫乏。

2.2 碎屑岩类孔隙裂隙水

2.2.1 古近系砂岩、砂砾岩孔隙裂隙水

分布于小南川流域的中山区古近系岩层中，含水层岩性主要为古近系砾岩、砂砾岩及砂岩等，含水层埋深一般在距地表100 m以下的地段。局部冰碛冰水堆积物覆盖，沟谷深切，地形支离破碎，局部呈潜水，多股状出露于沟谷，索尔加南2.2 km处H032泉流量1.142 L/s(图1)，矿化度0.375 g/L，水化学类型为HCO3·SO4-Na·Ca。地下水通过隐伏断层排泄出露于河谷区的砂砾卵石层中，泉主要分布于南宁沟、黑沟峡河谷区，在河谷区间隔400～600 m，多为泉群，流量0.203～0.544 L/s，水化学类型为HCO3·SO4-Ca·Mg。区内该类地下水靠近基岩山区，近补给源，径流途径短，水质好，泉水流量稳定，是人畜饮水较好的水源。

2.2.2 白垩系砂岩、砂砾岩裂隙孔隙水

分布于祁家川上游地区，含水层岩性主要为白垩系的砂砾岩、粗砂岩及细砂岩等，含水层埋深一般在距地表100 m以下的地段，上部隔水层均为泥岩，含水层厚100～200 m，分布比较稳，可见构造上升泉。该类型水富水性主要决定于补给源及距基岩山区远近，离山近，构造裂隙发育，补给源充沛地带，部分地段单井涌水量可达1 000 m3/d，而离山远，构造裂隙不发育，含水层本身结构致密，透水性较差，其富水性一般较贫乏。

图1 H032泉水文地质剖面图

2.3 碳酸岩夹碎屑岩裂隙溶隙水

碳酸岩夹碎屑岩裂隙溶隙水地下水仅在勘查区黑沟峡以西的拉北断裂两侧地区，含水层主要由上元古界中岩组白云质灰岩夹碎屑岩层构成，这些地区由于地下水及构造作用的影响，岩溶不发育，水量较贫乏。

2.4 基岩裂隙水

2.4.1 层状岩类裂隙水

层状岩类裂隙水分布于拉脊山基岩区，含水层岩性主要为寒武系及以前各类变安山岩、千枚岩、板岩、石英岩及各类片岩等。其富水性与补给条件和裂隙发育程度有着密切的联系。勘查区内单泉流量0.155～0.349 L/s，西宁幅34号钻孔资料，钻孔地下水具承压性，水头为+20.30 m，降深19.70 m，涌水量15.03 m3/d，水量贫乏。泉水矿化度0.346～0.385 g/L，水化学类型为HCO3·SO4—Ca，钻孔地下水矿化度0.563 g/L，水化学类型为HCO3·SO4-Mg·Ca。

2.4.2 断裂带脉状裂隙水

断裂带脉状裂隙水主要分布于拉鸡山压性、压扭性断裂两侧破碎带内，破碎带一般宽500～1 000 m。断层结构面处多形成断层泥、断层角砾岩及片理化、糜棱岩化物质，挤压紧密，透水性较差，加之北侧红色碎屑岩层的隔水作用，来自山区的径流受阻于断裂破碎带内，形成了以脉状分布的蓄水构造。该类地下水水质好，泉水水量稳定，是人畜饮水较好的水源。

3 地下水补给、径流与排泄条件

区内地下水的补径排条件，除受地形、地貌和水文、气象条件影响外，还与地层厚度、岩性及裂隙发育程度有关。基岩裂隙水，主要接受大气降水和季节性冰雪融水补给。大气降水及冰雪融水渗入后转化为地下水赋存运移于基岩风化、构造裂隙中。地层岩性、构造断裂及水文网的强烈切割，以及裂隙启开程度的差异，致使地下水先沿裂隙走向运移，遇到横向裂隙或断裂的阻截后，则汇聚于张扭性断裂带中，然后顺山势在低洼处以泉的形式排泄于沟谷或侧向补给其它含水层。

古近系、白垩系地下水主要接受大气降水垂直入渗补给及基岩山区裂隙水侧向补给。地下水赋存于封闭、半封闭的构造中缓慢运移，大部分向平安盆地中心径流，部分通过断层带呈隐蔽式补给河谷上层潜水或以泉的形式直接排泄于地表，如南宁沟、黑沟峡、索尔加沟内的泉水。

河谷冲洪积层孔隙潜水主要接受上游河流入渗补给、大气降水直接入渗补给；地下水多顺沟谷向下游径流运动，径流速度取决于第四系砾卵石层透水性，基底起伏及沟谷的宽窄变化；排泄条件各处差异性较大，运移过程中，少部分补给下伏含水层，多数以泉的形式排泄于地表或以潜流形式直接补给河水。

4 地下水水化学特征

4.1 第四系松散岩类孔隙水

河谷冲积层潜水水力坡度大，径流速度快，基本保持了河水的水化学特性，水化学阴离子以HCO3-为主，阳离子以Ca2+为主，矿化度448.85 mg/L，总硬度410.33 mg/L，pH值7.47，水化学类型为HCO3—Ca·Na。

4.2 碎屑岩类孔隙裂隙水

碎屑岩类孔隙裂隙水在区内径流途径短，溶滤时间较短，水化学阴离子以HCO3-、SO42-为主，阳离子以Ca2+为主，地下水矿化度375.66～441.29 mg/L，总硬度187.65～325.26 mg/L，pH值7.83～7.96，水化学类型为HCO3·SO4—Na·Ca。

4.3 碳酸岩夹碎屑岩裂隙溶隙水

碳酸岩夹碎屑岩裂隙溶隙水岩溶不发育，水化学阴离子以HCO3-为主，阳离子以Ca2+为主，泉水矿化度667.61 mg/L，总硬度462.87 mg/L，Ca2+含量125.25 mg/L，HCO3-含量307.54 mg/L，游离CO2为26.40 mg/L，pH值7.53，水化学类型为HCO3·SO4—Ca·Mg。

4.4 基岩裂隙水

4.4.1 层状岩类裂隙水

层状岩类裂隙水据钻孔资料，水化学阴离子以HCO3-、SO42-为主，阳离子以Mg2+、Ca2+为主，地下水矿化度563.00 mg/L，水化学类型为HCO3·SO4—Mg·Ca。本次调查泉水资料，化学阴离子以HCO3-、SO42-为主，阳离子以Ca2+为主，矿化度345.55～384.73 mg/L，总硬度225.18～250.20 mg/L，pH值7.26～7.86，水化学类型为HCO3·SO4—Ca。

4.4.2 断裂带脉状裂隙水

断裂带脉状裂隙水泉水水化学阴离子以HCO3-为主，阳离子以Ca2+为主，水化学类型为HCO3·SO4—Ca·Mg、HCO3·SO4—Na·Ca，矿化度279.32～356.21 mg/L，总硬度137.61～250.20 mg/L，pH值7.79～8.41。

5 地下水保护对策建议

(1)该区的河流出山口附近河谷区砾石含水层2～5 m，河流水量一般较大，较稳定，纵向坡度适中，山区为地表水、地下水的补给区，水质好，污染少，低山丘陵区人畜饮水集中供水水源可考虑在沟道出山口附近采用大口井廊道取水工程来解决。

(2)根据区内水文地质条件，离基岩山区近的村庄可以采用引泉方式解决供水，远离基岩山区的低山丘陵村庄人畜饮水集中供水水源可采用大口井廊道取水工程来解决。大口井廊道取水工程，主要靠袭夺河水的入渗补给。根据各沟水文地质条件，适合布置大口井廊道取水工程的河沟有南宁沟、黑沟峡、水牙子峡。

(3)大口井廊道取水工程主要靠袭夺河水的入渗补给，易遭受污染，取水工程应建立水源保护带；使用时建立运行档案，填写运行记录以备检查工程水量、水位变化及维护；水源井若暂不使用或间隔使用，停用期间隔半月抽水一次。