楊柳湖巖溶地下水及開發利用淺析

■高紅梅　屈亞燦

（1南京大學地球科學與工程學院　江蘇　南京　210093；2江西省地質礦產勘查開發局贛西北大隊　江西　九江　332000）

楊柳湖巖溶地下水及開發利用淺析

■高紅梅1，2屈亞燦2

（1南京大學地球科學與工程學院江蘇南京210093；2江西省地質礦產勘查開發局贛西北大隊江西九江332000）

楊柳湖處烏石街-賽湖向斜儲水構造地下水逕流區,采用平均布井法對巖溶水資源量進行計算,其水資源量可滿足中型水源地要求。但長期開采后地下水位下降，受地震影響，產生地面塌陷等次生災害，因此采用長江水作為新的水源,將地下水作為調節水源或后備水源，是該地區水資源可持續利用的方向。

楊柳湖三疊系嘉陵江組灰巖水資源

1　引言

水是人們賴以生存的寶貴資源。作為水資源重要組成的地下水,具有水質良好、分布廣泛、相對穩定以及便于利用的特點。

瑞昌市位于長江南岸，楊柳湖位于瑞昌市城區，區域構造位置處于烏石街——賽湖向斜中段，屬該向斜儲水構造地下水逕流區，通過對該地區地下水補給、排泄和逕流條件，含水層的結構特征及地下水的賦存規律的研究，對地下水的開采儲量及開采條件下的補給量作定量評價，知該區域地下水資源豐富?？勺鳛槿鸩谐菂^生產生活用水源的一處中型供水水源地。但地下水的持續開采使得地下水位已經下降。2005年受地震影響，供水區發生地面塌陷等次生地質災害，部分水井抽水渾濁。

隨著城市化進程的加快,工農業發展不斷加速,需水量不斷增加,擴大地下水開采量，可能導致地面沉降、地面塌陷等環境地質問題,因此如何合理、可持續利用地下水資源，尋找新的水源，將地下水作為調節水源或后備水源，成為地區水資源未來發展的目標。

2　自然地理概況

楊柳湖位于瑞昌市城郊，為河谷侵蝕堆積地形，桂林橋以西為碳酸鹽巖類地層組成的低山、丘陵地形；東屬賽湖、長江形成的河湖水網區，南、北均為近東西向的剝蝕丘陵地形。本區屬亞熱帶氣候區，濕潤多雨，雨季多在當年3～8月，年最大降雨量1698.6mm，年平均降雨量為1361.43mm。區內主要地表水體有瑞昌河及賽湖。

3　供水區及外圍水文地質特征

3.1區域水文地質特征

供水區在區域構造中處于烏石街——賽湖向斜儲水構造的中段。該向斜儲水構造呈北東走向，全長約50Km，西部寬約3Km，東部寬約5Km。其中受桂林橋至長江的瑞昌斷陷帶影響，使該儲水構造在桂林橋一帶變窄，寬度僅有1.5 Km(見圖1)。

地下水由西向東匯集于該儲水構造東段，受到賽湖東岸巖漿巖阻水體和上覆第四系淤積粉質粘土弱透水層的阻水作用，使其繼續向東逕流排泄的條件受到制約，因此，這一地段地下水水力坡度只有1/1萬左右，水位動態變化幅度不大，地下水的運動顯示出滲流性質，因而灰巖溶洞裂隙含水層儲水甚為豐富。

3.2供水區水文地質條件

供水區主要包含在烏石街——賽湖向斜儲水構造東段，即桂林橋至賽湖農場場部，南、北以泥盆系、志留系為界。區內地勢平坦。含水層可劃分為：第四系松散巖類孔隙含水組，第三系溶蝕裂隙含水組，三疊系溶洞裂隙含水組，二疊系、石炭系溶洞裂隙含水組，泥盆系、志留系裂隙含水組及巖漿巖阻水體。

3.3供水區三疊系灰巖巖溶發育特征

供水區內三疊系中統嘉陵江組及下統大冶組灰巖是區內主要巖溶含水層，在區內均埋藏于第四系覆蓋物之下，鉆孔揭露其巖溶十分發育，主要巖溶型態有：溶蝕面、溶蝕破碎帶，溶洞及溶蝕裂隙、溶孔等。根據區內29個見該層灰巖鉆孔巖溶率統計(見表1)。

由綜合統計分析知，垂向上隨著深度加大，巖溶發育由強變弱，一般溶蝕現象發育最低標高為-100m，水平方向上一般近向斜核部及構造發育帶，巖溶發育較強。

4　地下水資源量

供水區具有水文地質意義的含水層，主要有全新統沖積砂礫石孔隙含水層及三疊系嘉陵江組、大冶組灰巖溶洞裂隙含水組。該兩含水層(組)地下水是本區的主要開采對象，也是本次地下水資源計算的主要對象。

4.1開采量計算

本區地下水含水層地下水補給方式，既有鄰區上游方向的地下水逕流補給、基巖山區側向補給，也有地表水體及大氣降水的垂直滲透補給。因此，本次開采量計算采用平均布井法分別計算各區段的開采量（見圖2），然后相加得到全區總開采量Q開：

Q＇=nQ

式中：

Q——各區段單井開采量(m3/d)；

n——布井數(口)；

Q＇——各區段總開采量(m3/d)。

全區開采量計算結果見表2。全區開采總量Q開為64348m3/d。

表1　供水區內灰巖巖溶率統計成果表

表2　開采量計算成果表

4.2開采補給量計算

本區地下水在開采條件下補給來源有：西部裸露灰巖巖溶山區區域地下水逕流補給；南、北碎屑巖丘陵山區裂隙水側向補給，開采區降落漏斗范圍內大氣降水滲入補給瑞昌河、湖、塘地表水垂直滲透補給；東部灰巖含水層地下水的反補給。全區開采補給總量計算結果為67294.9 m3/d。

4.3地下水水量計算成果評價

地下水開采量的計算，是根據供水區內含水層的巖相變化、巖層的結構特征，采用平均布井法，按穩定流計算，求開采量，然后用開采補給量來調整井距，最后按單井開采量和計算區內布井數量的多少，確定整個供水區的總開采量。計算所得的地下水總開采量64585m3/d。據區內開采補給量的計算，總補給量為67294.9 m3/d。因此從供、補量考慮，認為是比較合理的。

楊柳湖區及賽湖區水量極為豐富，其最大允許開采量分別為15459.1m3/d和43283m3/d，是供水區內主要含水區段。該兩區段現有開采井各為6處，開采量分別為5616m3/d和11170m3/d，均未達到最大允許開采量的三分之一，因此，具有很大的開采遠景。

5　水資源的可持續利用

5.1地下水開采現狀

楊柳湖巖溶水長期供給瑞昌城區及周邊使用，現有開采井27處，總開采量30754m3/d。地下水開采能力是按全日出水量考慮的。但在實際供水中，據調查，全日僅有70%的時間開采，絕大部分開采井全日時間低于70%。

5.2地下水開采遠景

根據地下水開采量計算，供水區最大允許開采量為64585m3/d，超過現有開采量30754 m3/d的一倍以上，因此，供水區有擴大開采量的遠景。但隨著地下水的不斷抽取，地下水位不斷下降，長期過量抽取，易產生地面沉降、地面塌陷等現象。隨著城市經濟的快速發展，城市規模日益壯大，原有供水能力和條件已漸漸不能滿足需求。特別是2005年12月26日5.7級地震后，部分供水井出現塌方，抽出水渾濁，無法使用。因此，需要尋找新的水源，以緩解瑞昌市城市供水的緊張狀況。瑞昌市瀕臨長江，取用長江水作為替代水源，將地下水作為調節水源或后備水源，是城市供水的新的方向。

6　結語

通過分析研究楊柳湖供水區地下水補給排泄和逕流條件，含水層的結構特征及地下水的賦存規律，論證了區域地質構造對供水區水文地質條件的控制作 用；對地下水的開采儲量及開采條件下的補給量作了定量評價；分析了地下水開采對環境變化的影響機制，對該區今后地下水的開采，有著現實的指導意義。

（1）建議在供水區內，建立地下水動態觀測系統，加強環境水文地質監測，防止地下水水資源惡化。

（2）加強水情監測，建立地下水衛生防護措施。

（3）健全地下水資源管理制度，合理調整開采方案，以免造成地下水水位降低過大，導致人為環境地質問題的出現。

（4）地下水長期開采造成地下水位下降等問題，遇地震等易產生地面塌陷等，采用長江水作為替代水源，將地下水作為調節水源或后備水源是未來瑞昌市供水的方向。

[1]王大純，水文地質學基礎，北京，地質出版社，1995。

[2]殷德珂、余金寶，江西省"京九·沙大"鐵路水文地質工程地質環境地質綜合調查報告，江西省地礦局贛西北大隊，1998。

P62[文獻碼]B

1000-405X（2016）-9-105-2

高紅梅（1984～），女，研究生在讀，本科，水工環工程師，研究方向為礦山水文地質。