貴陽市烏當大龍灘泉水資源評價

曹云云， 丁堅平

(貴州大學資源與環境工程學院， 貴陽 550025)

大龍灘泉為較典型的溶洞裂隙水類型，泉流量動態年變幅系數1.47，屬鍶礦泉水類型。近年來由于貴州干旱氣候頻率加快以及環境污染加重，為確保地下水資源的合理開發利用和水環境保護，本文通過水文地質調查及資料收集，采用泉流量衰減方程及水質分析評價，評價結果為地下水合理開發和水源地環境保護提供依據。

1 大龍灘泉水文地質特征

1.1 水文氣象

烏當大龍灘地區屬亞熱帶季風濕潤區，具有較明顯的高原性季風氣候特點。多年平均降雨量1 216 mm，雨季一般始于4月中旬，最早為3月中旬，最晚可延至5月下旬，結束于10月下旬。

調查區屬長江水系烏江中游段南明河支流三江河南部流域區，以小河流及溪流為主，大都為季節性溪流，流量變化十分顯著，多數進入枯水季后即干枯斷流。

1.2 地形地貌及地質構造

調查區屬巖溶槽谷地貌類型，地形標高1 200～1 300 m，高差100 m。該泉分布于貴陽槽型復向斜北段的都拉營向斜東翼三疊系下統安順組(T1a)巖溶含水層中，受北東向云錦莊阻水斷層阻隔，出露于大龍灘。

1.3 泉流域邊界

根據泉域的地層、巖性、地貌類型及水文地質構造類型，西以三疊系松子坎組(T2sz)泥質白云巖相對隔水巖層為界，東以三疊系下統大冶組(Td1)下段泥質灰巖相對隔水巖層為界，南以云錦莊阻水斷層為界，北以地表分水嶺為界，構成相對完整的泉含水系統，泉域面積40 km2，見圖1。

圖1 貴陽市大龍灘泉水文地質圖

1.4 地下水類型及補給

該泉含水地層為安順組(T1a)白云巖，屬溶洞裂隙水類型。大氣降水為主要補給來源，地下水向南徑流，受云錦莊斷層阻隔，以下降泉的形式出露，流量變化1 278.72～1 909.44 m3/d，年變幅系數1.47。

2 根據泉流量衰減方程計算巖溶地下水的儲存量

2.1 建立衰減方程

通過野外實際調查、訪問資料和大龍灘泉2000-2001年觀測資料，采用該泉2000-2001水文年中枯季流量動態監測資料(圖2)。

圖2 大龍灘泉降雨量和流量長期觀測曲線

根據該地區長期降雨量和流量曲線可知該地區的枯季可以看作從頭年的11月份到次年的4月份，根據泉流量衰減分析法，將泉枯季流量衰減過程劃分為三個衰減亞期(11～12月、12～2月、2～4月)。

根據公式：

式中：

Qi——對應于ti時刻流量(L/s)；

Qi+1——對應于ti+1時刻的流量(L/s)。

求出大龍灘泉在三個時期衰減系數α1、α2、α3分別為0.012 739、0.003 236、0.006 536(圖3)。

建立衰減方程：

圖3 大龍灘泉流量衰減亞動態疊加曲線

2.2 經驗方程檢驗

偏離數值檢驗是檢驗測點偏離關系線的平均偏離值(即平均相對誤差)是否在合理范圍以內，借以用數據論證關系曲線是否合理。

檢驗方法：

設測點與關系曲線的相對偏離值：

式中：

Qi— 實測流量；

Qci— 與Qi同降深下關系曲線上的流量；

△Q=Qi-Qci，偏離值。

檢驗結果(表1)：將X與Sx進行比較，平均相對偏離值X小于標準差Sx，故該泉理論曲線與實測Q=f(t)關系曲線定線合理。

表1 大龍灘泉曲線偏離值檢驗表

2.3 計算儲存量

所求得的該泉流量的衰減系數合理，該泉水總儲存量 (Q表)等于衰減和增溢的排泄總量，即：

Q表i——表層喀斯特水衰減和增益的排泄量；

Q0i——各亞動態始點流量；

Q表——表層喀斯特水總儲量。

分別計算各枯季衰減亞期的水資源量，得到該泉各枯季衰減亞期的水資源量分別為162 775.19、160 185.08、158 628.15 m3，該泉枯季水資源量為481 588.42 m3。

3 地下水水質評價

3.1 地下水物理性質及化學特征

該泉水物理指標：無色、無味、透明、水溫16℃；化學指標：總硬度563.96 mg/L，pH值7.35，陽離子含量以Ca2+、 Mg2+為主，陰離子含量以HCO3-為主, 還含有微量元素鍶、偏硅酸、鋰、鋅等，水質按其化學成分為HCO3-·SO42-—Ca2+·Mg2+型水，表2列出了大龍灘泉水質分析結果。

按照GB/T 14848—93《地下水質量標準》，采用多因子評價方法，選取評價項目為：pH、氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、揮發性酚類、氰化物、砷、汞、鉻、總硬度、鉛、氟、鎘、鐵、溶解性總固體、高錳酸鹽指數、硫酸鹽、氯化物。

評價得到該水樣綜合評價指數F為7.1，水質為較差(Ⅳ)，其主要原因為總硬度超標，主要是碳酸鹽巖地層中的地下水MgO、CaO含量高，屬正常情況。經適當處理后，可作為生活飲用水。

表2 大龍灘泉水質分析結果

注：表中“”表示未檢出

3.2 礦泉水質量標準

根據水質檢測報告以GB 8537—2008《飲用天然礦泉水標準》進行水質評價，得到該泉地下水感官指標、界限指標、限量指標、污染物指標均達到飲用天然礦泉水標準。天然飲用礦泉水主要按其所含的微量元素進行分類，根據其界限指標對照表可以得出該泉礦泉水類型為鍶礦泉水(鍶含量2.42 mg/L)。

4 結語

(1) 根據泉流量衰減方程計算巖溶地下水的儲存量表明，該泉為較典型的溶洞裂隙水類型，巖溶含水系統具有一定的調蓄能力，泉域大氣降水天然補給量為97.28萬m3/a，泉枯季水資源量為48.16萬m3，能滿足生產需要。

(2) 根據GB 8537—2008《飲用天然礦泉水標準》，該泉為鍶型礦泉水，雖然地下水總硬度超標，但經適當處理后，不僅可作為礦泉水，也可作為生活飲用水。

(3) 為確保該泉口取水安全，應對泉溢流口做全封閉處理，隔斷地表污水影響。

參 考 文 獻

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