黄土台塬前缘地带物探找水浅析

武治远

(陕西瀚泰水利水电勘测设计有限公司，陕西 西安 710000)

1 区域概况

1.1 地形地貌

拟建井位地处黄土台塬前缘斜坡地带，属西安市曲江新区辖区内的羊头镇村与裴家崆村一带。井位周边调查范围内地貌特征可分为黄土梁洼和一级黄土台塬二个地貌单元，分界线大致为东三爻-西曲江池村-曲江绕城立交-黄渠头村一线。地形特征，黄土梁洼与一级黄土台塬呈缓坡或陡坎接触，相对高差在15～30 m之间，受人类工程活动影响，目前多呈现缓坡接触，在部分住宅小区内仍可见人工高挡墙。

黄土梁洼分布于井位北部，地形受断裂影响，呈缓坡状倾向北西，地面高程在421～483 m之间；黄土梁洼在区域上表现为北东向长条状的梁岗和洼地相间，调查范围内洼地分布于吴家坟-大雁塔一线，为西影路洼地的西侧延伸，其余地段表现为黄土梁岗。微地貌有洼地存在，分布在曲江池-新开门一带，呈北东向椭圆形展布，长轴与短轴长度分别约3 km和1 km，与周边梁岗地形相对高差在3～8 m之间。黄土梁岗地貌单元组成物质为上覆中更新统黄土，下部为中、下更新统冲洪积、冲湖积粉质粘土、粉土夹砂层。

一级黄土台塬分布于井位南部，塬面平坦开阔，微倾向北西，地面高程在491～567 m之间；微地貌亦存在洼地，分布在三府井一带，呈北东向椭圆形展布，长轴与短轴长度分别约2 km和1.6 km，与周边梁岗地形相对高差在2～5 m之间。一级黄土台塬地貌单元组成物质自上而下依次为：中更新统黄土，中、下更新统黄土，下更新统冲湖积粉质粘土、粉土夹砂层。

1.2 气象水文

属暖温带半湿润大陆性季风气候区，雨量适中，四季分明。冬季干燥寒冷，春季温暖，夏季炎热多雨，秋季温和湿润。年平均气温13.3℃，多年平均蒸发量1 267.3 mm，为降水量的1.8倍。相对湿度69.6%，最冷的1月份平均气温-0.9℃，最热的7月份平均气温26.8℃。据长安区气象局1999-2013年降水资料(图1)，年平均降水量690.17 mm，最大降水量950.7 mm(2011年)，最小降水量462.1 mm(2001年)。降水主要集中在7、8、9和10月，是地下水的主要补给期。

图1 长安区1999-2013年降水量分布柱状图

地表水体仅有北距建设场地约2 km的南湖，为人工湖泊，具防渗措施，总面积约900亩，采用自然跌水景观，水深0.5～3.0 m，蓄水量约1.1×106m，补水水源为曲江水厂退水。

2 水文地质条件

2.1 地层岩性

调查范围属西安凹陷构造单元，受新构造运动影响，表层为上更新统风积黄土覆盖，全新统地层缺失；第四系沉积厚度厚度在800 m以上，成因类型有湖积、冲湖积、冲洪积与风积等类型。

据收集的周边成井钻孔资料，结合地面物探工作解译成果，进行建设场地300 m以浅的地层预测，层序由老至新依次为：下更新统下部冲湖积松散层(Q11al+l)、下更新统上部风积黄土(Q12eol)、中更新统上部风积黄土(Q22eol)、上更新统上部风积黄土(Q32eol)；分述见表1。

表1 建设场地300m以浅预测钻遇地层一览表

2.2 含水岩组及富水性

依据埋藏条件和赋水介质，将调查范围300以浅含水岩组划分为第四系孔隙裂隙潜水含水岩组和第四系孔隙承压水含水岩组，分述如下：

2.2.1 第四系松散岩类孔隙、裂隙潜水含水岩组

广泛分布于调查范围，底板埋深在80～110 m；在黄土梁岗区，含水层岩性为80～90 m以浅的中更新统下部冲洪积粉质粘土夹薄层砂砾石(Q21al+pl)，潜水位埋深在30～40 m；在黄土台塬区，含水层岩性为100～110 m以浅的中、下更新统上部风积黄土(Q2+12eol)，潜水位埋深40～60 m。

总体来看，调查范围属黄土覆盖区，潜水含水岩组水位埋深较深，且周边没有天然地表河流，补给条件差，无集中供水开采价值，单位涌水量小于1.0 m3/h·m，属弱富水区。

2.2.2 第四系松散岩类孔隙承压水含水岩组

广泛分布于潜水含水岩组之下，底板埋深在280～300 m之间，岩性为下更新统冲湖积粉质粘土与砂层互层(Q11al+pl)；黄土梁岗区，承压水头埋深在50～70 m；黄土台塬区，承压水头埋深在70～90 m。

本次工作搜集承压水井(孔)5眼，在抽水降深4.10～9.92 m时，单位涌水量为1.68～4.97 m3/h·m，处于1.0～5.0 m3/h·m的单位涌水量区间，属中等富水区，具有小规模集中供水意义。

2.3 地下水补给、径流与排泄

2.3.1 潜水

调查范围内潜水补给源主要为大气降水入渗补给和上游侧向径流补给，潜水径流受地形控制，由高到低径流，潜水排泄主要以地下径流排向下游，亦有下渗越流补给承压水。

2.3.2 承压水

调查范围内的承压水补给主要为东南部黄土塬侧向径流补给和上部黄土潜水越流下渗补给；以地下径流方式流向西北，参考少陵塬勘探资料，水力坡度为6‰～8‰；承压水除了少量人工开采外，其余以地下径流方式流出。

2.4 地下水质评价

据收集的拟建井位南侧裴家崆村东、西两侧的集中供水井取样检测，井水无色、无味、色度小5度，浊度小于1度，水中溶解性总固体412～514 mg/L，属淡水；总硬度175～185 mg/L，属微硬水；pH值7.72，属微碱水；水中大肠菌群和菌落总数均为0，水中砷、铬、铅、镉、汞、挥发酚、氰化物，均符合《国家生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)要求。

3 物探工作成果分析

为了解项目场地第四系孔隙水埋藏分布，本次物探工作采用直流激电极化法，该方法不仅可以获得直流电测深的视电阻率ρs参数，还能获得地层的视极化率M、半衰时TH、衰减度D等多个找水参数。

通过视电阻率ρs、视极化率M、半衰时TH、衰减度D等激电参数的对比、分析，参考区域水文地质条件，分析探测深度内地层岩性及其含水性。

本次工作完成物探测深点3个，最大AB/2=400 m，自西向东物探测点编号依次为1、2、3。

3.1 电阻率解释成果

从激电测深电阻率解释，第一电性层，AB/2=0～10 m为上更新统黄土或全新统人工填土，视电阻率曲线总体呈平稳形态，1号点视电阻率59.39～29.93 Ω·m，2号点和3号点视电阻率区间为26.40～15.77Ω·m；根据现场工作情况，2号点和3号点为人工填土区域，1号点未受人类工程活动影响。

第二电性层，AB/2=10～60 m为中更新统黄土夹古土壤，视电阻率曲线总体呈平稳下降趋势，古土壤层位下降斜率增大，视电阻率29.93～12.74 Ω·m；

第三电性层，AB/2=60～150 m为下更新统黄土夹古土壤，视电阻率曲线总体呈平稳下降趋势，古土壤层位下降斜率增大，视电阻率24.89～10.34 Ω·m；

第四电性层，AB/2=150～400 m为下更新统粉质粘土与砂、砂砾石层互层，视电阻率曲线总体呈上升趋势，粉质粘土层位出现平缓下降，视电阻率为10.43～47.12 Ω·m。

3.2 激电参数解释成果

据统计区域视极化率M、半衰时TH和衰减度D背景值分别为1.66%、945 ms和0.31%。

激电参数在AB/2=2～150 m之间，无明显异常分布，总体平稳过渡，仅在古土壤层位呈现小幅度上升；在AB/2=150～150 m区段，激电参数曲线总体呈快速变大、反复拉升形态，在粉质粘土层位出现尖状低谷。

AB/2=150～150 m区段整体属异常区，1、2和 3测点的半衰时TH最大异常值区间为1 860～2 250 ms，视极化率M和衰减度D最大异常值区间为2.36%～2.88%和0.46%～0.52%，该区段异常值分布范围较大，总体呈上升趋势，表明该区段相比AB/2=2～150 m区段富水性较好。

3.3 物探测深结论

3个测点物探参数曲线趋势相同、激电参数数值处于同一水平，表明物探工作区域地层分布稳定、连续，无构造活动发育，水文地质条件相同。

根据电测深资料解释，在AB/2=150～400 m区段的砂、砂砾石层层位为地下水富水地段，可作为取水目的层位。

物探工作具有多解性，据场地周边钻孔揭露，AB/2=60～150 m区段属下更新统黄土和，粉质粘土与砂、砂砾石层互层过渡地带，过渡带电性特征变化不明显，建议AB/2=60～100 m区间岩性按黄土夹古土壤考虑，AB/2=100～150 m区间岩性按粉质粘土与砂、砂砾石层互层考虑。

4 结语

通过完成地面调查面积40 km2，调查点8处，取生活饮用水分析水样2个，完成激电测深点总数3个，AB/2=400 m等工作，基本查明了建设场地的水文地质条件，为下一步水资源论证和凿井工作提供了技术依据。具体结论如下：

(1)井位周边的一级黄土台塬前缘地带，300 m以浅地层岩性主要为风积黄土、冲洪积粉质粘土、洪积砂砾卵石、冲湖积粉质粘土与砂层互层。考虑潜水含水层富水性不具备集中供水意义；通过搜集承压水井(孔)5眼，在抽水降深4.10～9.92 m时，单位涌水量为1.68～4.97 m3/h·m，处于1.0～5.0 m3/h·m的单位涌水量区间，属中等富水区，承压水含水层可作为开采目标层，且水质达标。

(2)物探成果表明AB/2=150～400 m区段为下更新统粉质粘土与砂、砂砾石层互层，视电阻率为10.43～47.12 Ω·m；AB/2=150～150 m区段属激电参数异常区，半衰时TH最大异常值为1 860～2 250 ms，视极化率M和衰减度D最大异常值为2.36%～2.88%和0.46%～0.52%，该区段异常值分布范围较大，总体呈上升趋势，表明该区段属地下水富集层段，可作为取水目标层位。综合含水层及水质特征，井深度为280～300 m，开采100 m以下的承压水，预测单井出水量为30～35 m3/d。