某輸水工程對地下水環境的影響分析

吳 超

（新疆水利水電勘測設計研究院 烏魯木齊市 830091）

1 工程概況

E河水量豐富，但目前開發利用程度較低，該河調水工程是一項在保證某河流域社會經濟發展及生態環境用水的條件下，以已建的某水利樞紐為水源工程，通過修建長距離輸水隧洞及管線，將E河河水引調至該省中部及東部礦區的跨流域、長距離調水工程，從而滿足各礦區煤炭開采及煤電、煤化工及新型工業化發展的需水要求。本文通過收集該項目各階段的地質勘察資料，分析該工程建設期及建成運行期對地下水環境是否會產生影響。

由于本工程為跨流域跨區域調水工程，線路較長，范圍較廣，地質單元及所處的地下水環境復雜多樣，所以本文選取該工程其中一個單元段（樁號0+000～80+000）的地質資料進行詳細分析論述。

2 輸水線路水文地質條件

該工程0+000～80+000段輸水線路以深埋隧洞的形式穿越低山區、剝蝕丘陵區，深度一般在地下（90～320）m之間，洞身段多處于新鮮基巖當中，巖體較完整。沿線地表以剝蝕丘陵地貌為主，地形相對平坦開闊，起伏較小，地面高程一般在（760～940）m之間。沿線地層從水平、垂向上主要以基巖為主，地表以下覆蓋層較薄，一般小于1 m，巖性多為第四系洪坡積碎石土，下部巖性以古生代石炭系、泥盆系凝灰巖、凝灰質砂巖以及華力西期侵入花崗巖為主，屬堅硬巖，僅在67+479～78+936段表層發育有新近系砂質泥巖及砂礫巖，厚約（25～80）m。基巖強風化層一般在4 m左右，弱風化層約為12 m。該段洞線共發育有33條斷裂，其中E河斷裂為區域性斷裂，從樁號1+200處垂直穿過，斷層破碎帶以碎裂巖夾糜棱巖和透鏡體巖塊為主。根據工程地質勘探孔試驗，各斷裂附近地下水富水性均較弱，說明沿線各斷裂對地下水的控制性作用較弱。此外，根據工程地質勘察及水文地質走訪調查，工程區兩側5 km范圍內僅有四處泉水沿斷裂構造零星出露，流量約（0.03～1.0）L/s，地下水資源量的匱乏。

工程區沿線地下水類型主要為基巖裂隙水，含水層一般為古生代石炭系凝灰巖、泥盆系凝灰質砂巖、凝灰巖和局部華力西期花崗巖、花崗巖和閃長巖。

根據工程地質勘察成果資料（見表1、表2），本段共有勘探孔36個，孔內水位埋深一般在（6.4～41.4）m不等，其中8個孔進行了洞身段附近壓水試驗，巖體透水率一般在（0.1～0.9）Lu之間，局部透水率4.07 Lu，屬微～弱透水性。17個孔進行了抽（掏）水試驗工作，每個抽水試驗孔分別在40 m以上及40 m以下分兩段進行抽水試驗，測得單位涌水量在40 m以上為（6.7×10-5～5.3×10-2）L/s·m，40 m 以下為（8.3×10-5～3.3×10-2）L/s·m，富水性較弱，巖體滲透系數一般在（6.0×10-8～2.4×10-5）cm/s， 屬微～極微透水層。 另外，輸水洞線鉆孔洞身段50 m范圍內巖芯獲得率平均為74.1%，由此可見，隧洞通過區域巖體較完整，裂隙構造不發育。說明巖體的透水能力和儲水能力都較弱，所以地下水在巖體中儲存和運移能力都較差。

所以，區域內基巖裂隙水按富水性可劃分為弱富水性，主要分布在巖體的構造裂隙中。

區內地下水補給主要為低山丘陵區的大氣降水和雪融水垂直入滲補給基巖裂隙水，此外還有少量泉水向下游徑流過程中再次回滲補給基巖裂隙水。徑流條件主要為基巖裂隙水沿大的斷裂構造和構造裂隙向高程低的方向徑流，徑流方向具多向性，但總體徑流方向為有北東向南西方向徑流，徑流速度較為緩慢。地下水排泄形式主要以泉水溢出、側向徑流的方式進行排泄。區內地下水年內動態特征為每年4～5月地表融雪季節和7～10月份暴雨洪流入滲補給，徑流量大，側向徑流補給強，高水位期出現在該時段。12月份和次年1～4月份地表水入滲補給減少，側向徑流減弱，使得低水位期出現在該時段。地下水位變幅一般小于6 m。由于工程區目前人類活動較少，地下水人工開采量很少，地下水動態埋深多年變化處于平衡狀態。因此工程區年際地下水位基本處于穩定狀態。地下水年際變化處于動態平衡狀態。

表1 鉆孔隧洞段勘探試驗數據匯總表

表2 鉆孔隧洞段勘探試驗數據匯總表

3 輸水工程對地下水環境影響分析

（1）工程建設期。本工程沿線輸水線路多以深埋隧洞的形式穿越中低山丘陵區，遠離城鎮和鄉村，工程區范圍內基本以荒漠戈壁為主，無論是地表水還是地下水資源均較匱乏。地下水類型主要為基巖裂隙水，富水性較弱。工程施工期計劃選取某水庫、W河、作為施工期用水的水源地。其中某水庫位于E河上，是本工程的起點，W河是本工程唯一穿越的一條常年性的河流。這兩處水源地可開采量均很大，遠遠滿足施工用水量，所以不會對周邊的地下水環境產生大的影響。隧洞施工期間，是通過大型TBM盾構機在地下進行鉆進，并利用少量的斜支洞來除渣的方法進行施工，對地表環境基本不會產生影響，對于地下基巖區來說，由于隧洞多處于新鮮巖體當中，巖體較完整，巖質類型多為堅硬巖，所以對其基巖結構內部的擾動破壞也不大，所以無論對地表潛水還是基巖裂隙水的賦存分布及補、徑、排的關系都不會產生破壞。所以，工程建設期對區內的地下水環境影響較小。

（2）建成運行期。由于隧洞深埋于地下，處于新鮮巖體之中，所以和上部強弱風化帶內的地下水水力聯系較弱，區內地下水富水性較弱，大部區域結構裂隙不發育，所以區內地下水的橫向水力聯系也不大。沿線大的斷裂構造對地下水均沒有起到決定性的控制作用，甚至個別斷裂構造內基本沒有地下水賦存。另外，施工期會對隧洞內構造裂隙較發育的區域進行噴錨支護，相當于人工添加了一個隔水層，所以進一步削弱了和地下水橫向和垂向的水力聯系。因此，工程建成運行后，對工程區沿線的地下水環境影響也較小。

4 結 論

該輸水工程沿線地下水類型主要為基巖裂隙水，分布在巖體的構造裂隙中，為弱富水性，隧洞通過巖體較完整，裂隙構造不發育，地下水在巖體中儲存和運移能力較弱。工程在建設期和建成運行期對周邊地下水環境影響均較小。