山西省中部引黃水文及物理地質現象區域概況

徐艷飛

(山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006)

1 工程概況

本工程分為取水工程和輸水工程兩大部分。

取水工程主要建筑物包括取水口進水塔、無壓引水隧洞、引水暗涵、取水泵站、泵站壓力管道及出水池等;輸水工程包括輸水隧洞、倒虹吸、渡槽、分水閘等。

2 水文地質

2.1 地下水類型

研究區內水文地質條件受地貌、地層巖性、地質構造的控制，根據含水介質和地下水水力特征，地下水類型可劃分為:松散巖類孔隙水、碎屑巖類裂隙水、碎屑巖夾碳酸鹽巖類裂隙水、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水及變質巖類裂隙水。

1)松散巖類孔隙水。

主要由分布于山間河谷的孔隙潛水、分布于上第三系及第四系黃土層的孔隙裂隙潛水和分布于第三系砂礫石層的孔隙承壓水三種地下水組成。接受大氣降水及地表水的入滲補給和山區基巖裂隙水側向徑流補給，人工開采是地下水排泄的主要途徑，地下水也向河谷低凹地帶徑流、排泄。

2)碎屑巖類裂隙水。

在工程區分布較為廣泛，地下水賦存于二疊系及三疊系的砂巖裂隙中，泥巖為相對隔水層，形成由含水層與相對隔水層相間排列的多元含水結構，含水層上部有隔水層時，多具有一定的承壓性，地下水主要靠大氣降水入滲和松散巖類孔隙水補給，由高處向低洼地帶徑流，多以泉水排泄。

3)碎屑巖夾碳酸鹽巖類裂隙水。

在工程區分布較為廣泛，地下水主要賦存于石炭系的砂巖、灰巖裂隙或溶隙中，泥灰巖、頁巖、泥巖為相對隔水層。地下水主要靠大氣降水入滲和松散巖類孔隙水補給，由高處向低洼地帶徑流或越流排泄。水質一般不佳，特別是靠近含煤層處更甚。

4)碳酸鹽巖類裂隙巖溶水。

含水層為寒武系徐莊組—奧陶系峰峰組石灰巖、白云巖類。地下水的補給為大氣降水補給、其他類水的側向補給或越流補給。地下水的排泄為向下游的徑流排泄和人工開采排泄。本工程由北向南涉及三個巖溶泉域，首段涉及天橋泉域，中部從柳林泉域穿過，東干末端涉及郭莊泉域。

5)變質巖類裂隙水。

地下水貯存于巖層風化帶及裂隙中，水位隨季節變化，地下水的補給主要為大氣降水補給。地下水的排泄為向下游的徑流排泄或向溝谷的側向徑流排泄，當貯水層為埋深較大的構造裂隙時，具承壓性。

2.2 巖溶泉域

輸水工程由北向南涉及三個巖溶泉域，首段涉及天橋泉域，中部從柳林泉域穿過，東干末端涉及郭莊泉域。

1)天橋泉域。

天橋泉域巖溶水出露于晉、陜、蒙三省區交界處的黃河河谷，泉水出露有三處，河曲縣川河口到保德縣鐵匠鋪一帶的天橋泉，河曲縣梁家磧一帶的龍口泉、內蒙古準格爾旗老牛灣泉。泉域北部邊界自西向東為準格爾旗老山溝→清水河縣走馬堰→韓慶壩;東部邊界:東北部從韓慶壩→后興泉，中段自北西南由楊家窯→劉家窯→上水頭→暖崖東→大嚴備→義井鎮→羊圈溝，構成與神頭泉域相隔的地下分水嶺邊界，南段在大東溝一帶以沙泉河和汾河的地表分水嶺形成與雷鳴寺泉域的隔水邊界;東南及南部邊界，自北向南蘆芽山→和尚泉→野雞山→板楞山→黑茶山，西端為與柳林泉域的地下分水嶺邊界;西部邊界，自南向北白文→土崖塔→高石崖→黃甫→馬柵→長灘→吧潤哈岱→老山溝。

地下水的補給源有降雨入滲、河流滲漏、水庫滲漏。地下水總體由北、東、南向西部中段天橋、龍口方向匯流。

2)柳林泉域。

柳林泉域位于柳林縣城東約3 km處，即寨東至薛家灣的三川河河谷中。泉水排泄帶東西長2.4 km，南北寬0.8 km，出露標高在790 m ～803 m 之間。泉群流量1.27 m3/s～4.69 m3/s，多年平均總流量3.19 m3/s。泉域北部邊界，以嵐縣普明河、臨縣湫水河與三川河地表分水嶺為界，由西向東為臨縣興臨溝→方山縣下代坡→西溝→神堂溝;東部邊界，以三川河與汾河流域的地表分水嶺為界。由北向南為方山縣神堂溝→離石市黃土灣→后南溝→西華鎮→嶺底→王山底;南北邊界，以三川河的南川河分水嶺上頂山的主峰與郭莊泉域為界。西起中陽縣田家山→鳳尾→王山底;西部邊界為一奧陶系頂板埋深1 000 m為巖溶地下水滯流阻水邊界。

泉域內水資源的補給主要有降水入滲補給(包括覆蓋區間接入滲)和地表水在河流灰巖裸露地段的滲漏補給。受地形及最低排泄基準面的控制，地下水整體由東向西滲流。

3)郭莊泉域。

郭莊泉位于山西省霍州市區南7 km處東灣村至郭莊村的分河河谷中，大部分出露于河漫灘上，少部分出露在一級階地，南北長約1.2 km，泉水高程516 m～521 m。1956年～2000年系列多年平均巖溶水資源量24 065萬m3/年，可開采量為18 009萬m3/年。

西部邊界，北中段大體平行于紫荊山斷裂帶，為地表分水嶺邊界，由北向南自八道年山→交口縣土灣垴子→棋盤山→石口→隰縣五鹿山東→泰山梁。西南段以青山峁背斜、山頭東地壘及其南部短軸背斜與龍子祠泉域為界，由北向南泰山梁→青山峁→上山村→青龍山→西莊;北部邊界以地表分水嶺為界，由西向東土灣垴子→交口縣上頂山→井溝梁→中陽縣上頂山→荒草山東→離石頂天垴南→文水拐嶺底→汾陽桑棗坡→宋家莊→文水神堂;東部邊界為汾陽、靈石、霍州一帶;南部邊界在洪洞縣境內。

巖溶地下水的補給以降水直接入滲及河川滲漏補給，水力坡度平緩，NW～SE向平均約為0.9‰，NNW～SSE向平均約為0.8‰。

3 物理地質現象

工程區物理地質現象主要有基巖風化、巖溶、崩塌及滑坡。

隨著地層巖性及其組合、構造條件的不同，巖體風化程度差別較大。

沿線出露的碳酸鹽巖地層，普遍可見大小不等的溶孔、溶洞。在奧家灣一帶距線路約4 km處即有地下大溶洞(當地稱仙人洞)。巖溶較發育的層位為奧陶系中統地層。

研究區內滑坡不發育，未見大規模的滑坡體，但在砂頁巖地區存在不穩定岸坡，當地質條件發生變化時，有發生小規模塌滑的可能。山區坡腳處可見小型崩塌現象。

4 結語

受地應力影響，線路上軟質巖有可能發生塑性變形，部分軟質巖可能發生流變。

按現有資料分析，線路上軟質巖一般不具膨脹性或膨脹性微弱，對工程影響不大。建議進一步進行試驗研究。

[1] 張 帆，丁仁偉，梁 東.山西胡家圪噠溝尾礦庫工程地質勘察與評價[J].山西建筑，2010，36(22):121-122.