甘肅天水地區地質類型對地下水的影響分析

拉春燕

（甘肅省地質礦產勘查開發局第一地質礦產勘查院，甘肅 天水 741020）

1 地質背景

研究區屬于秦嶺和祁連結合帶部位，屬于氣候變化帶區域。研究區東部和南部因構造活動而隆起，主要為古老地質體，從而形成山地地貌，北部地區由于受地質沉降和巨厚黃土層沉積，形成黃土丘陵地貌，中部大部分為黃土梁崗溝壑區，局部地區由于走滑構造形成系列拉分盆地或者地塹構造，形成渭河地塹。后期經河流沖刷和第四系沉積物質，最終形成渭河河谷地貌。

區域上出露地層主要有早元古代秦嶺巖群（Pt1Q.）、早古生代太陽寺組（Pz1t）、中泥盆世舒家壩群（D2sh）、晚泥盆世大草灘群（D3Dc）等老地層為主，頂部分布少量早白堊世麥積山組（K1m）、新近紀甘肅群（NG）。區域上出露巖漿巖較發育，主要分布在渭河斷裂以南，關子鎮俯沖—碰撞雜巖構造帶以北地區。主要巖漿活動期為志留紀—泥盆紀、二疊紀、三疊紀、侏羅紀，主要以三疊紀巖體為主。

區域構造主要以北西西、北東東構造為主，其北西西構造為區域長期演化的構造，為區域性控制構造斷裂，控制著區域構造格架，其構造演化從早古生代至至今[1]。但是該組構造不易于識別，地質調查時不重視、第四系覆蓋等因素。

2 地質特征對地下水的影響分析

研究區域上地下水可分為基巖裂隙水，碎屑巖類孔隙裂隙水和松散巖類孔隙水三類。

（1）基巖裂隙水。基巖裂隙水主要分布于南部及東西部中山、低山丘陵區，賦存于各類基巖風化或構造裂隙中。受降雨及地質條件的制約，其富水性各地差異較大，總體表現出由南而北富水性逐漸逐漸減小的規律。

（2）碎屑巖類孔隙裂隙水。主要分布于元龍以西、甘泉一關子一線以北。地下水主要賦存于新近系砂礫巖、礫巖中，包括深部承壓水和表層孔隙裂隙水兩部分。據已有的資料，深部承壓水水量微弱或基本不含水，且水質較差，無開采價值。

（3）松散巖類孔隙水。該類水可進一步分為河谷地下水、溝谷地下水和黃土孔隙裂隙水。

黃土孔隙裂隙水：主要分布于中北部的黃土丘陵區。單泉流量小于0.1L/s地下水徑流模數小于1L/s·km2，因其水性差，僅可做為當地居民飲用。

溝谷地下潛水：溝谷地下水主要賦存于渭河、藉河河谷兩側較大支溝（如牛頭河、南溝河、穎川河、東柯河、金家河等）的砂碎石、圓礫中。多發育有漫灘一、二級溝臺地，個別溝谷發育有斷續分布的三級溝臺地。地下水以潛水的形式存在。各溝谷之間，甚至同一溝谷內水文地質條件變化很大，無論是含水層厚度、水位埋深、滲透性能及富水性等均差異較大。

河谷地下水：河谷地下水廣泛賦存于藉河、渭河漫灘及一、二級階地中。含水層巖性以第四系圓礫、卵石為主。東廿里鋪以東一、二級階地含水層中分布有淤泥質輕亞粘土，如穎川河沖洪扇積一帶，形成了上部潛水，下部為微承壓水的統一含水系統（圖1）。渭河河谷含水層較厚，為5m～35.7m；藉河河谷含水層較薄，僅2m～23.65m。地下水水位埋深橫向變化較大，近河岸一般小于3m，遠離河岸逐漸加深至6m，最深可達到20m。渭河河谷水量豐富，藉河河谷相對貧乏。富水性最好的地段位于渭河河谷南岸分路口至潘集寨和三陽川一帶。

圖1 渭河河谷水文地質剖面圖

3 地下水的補給、徑流和排泄條件

河谷地下水的補、徑、排條件：河谷地下水補排關系復雜，補給方式各異，概括起來有以下幾項：上游斷面地下徑流流入補給、河水入滲補給、溝谷地表水垂向入滲補給（溝口至入河流段）、溝谷潛流側向補給、大氣降水及灌溉、渠道水垂向入滲補給。藉河、渭河河水與地下水聯系十分密切，在不同的地段相互轉化[2]。徑測流及測量河水位與地下水之差法確定：董家磨至北道新橋、渭河三陽川盆地的吳家村至三陽川車站、葫蘆河口—張家村等地河水位高于地下水位，地下水接受河水的入滲補給。

地下水總的徑流方向是順河谷走向自上而下徑流。藉河河谷地下水在徑流途中。水力坡度不斷降低，由太京鄉附近的7.06%，至東十里、東廿里鋪降為4.62%。三十甸里子水源地已形成局部降落漏斗，漏斗地段地下水向SE、NE徑流，水力坡度增大至14.12%左右。銀坑水源地已形成大面積降落漏斗，地下水主要向SE，NE向徑流，水力坡度30‰。渭河河谷地下水徑流條件比較復雜。

河谷地下水的排泄條件相對簡單，概括起來主要有：人工開采、地面蒸發、地下水向河流排泄及地下水向區外徑流排泄。藉口至董家磨、三陽川車站北至竇家峽、北道新橋至社棠峽口等地區地下水位高于河水位，地下水以泄流的方式向河流排泄，排泄量的多少與地表、地下水位動態密切相關。

4 地下水水質

山區、溝谷區地下水水化學類型為HCO3—Ca（Ca—Mg）型，礦化度小于1g/L，水質良好。

河谷區地下水水質因地而異。藉河河谷可明顯地分為西十里以西和以東兩個區：以西（包括三十里甸子、銀坑水源地）除北岸靳家崖、師家崖一帶水質略差外，其余地段地質良好，水化學類型為HCO3—Ca（Ca—Mg）型，礦化度0.4g/L～0.6g/L，屬良好的生活飲用水。

渭河河谷地下水水質相對變得較為復雜。三陽川盆地，葫蘆河沿岸及中灘-渠劉一帶，水化學類型以SO4—HCO3—Na—Mg型為主，礦化度1.1g/L～1.8g/L，水質較差；渭河兩岸及張學村一帶，水化學類型以HCO3—SO4—Cl—Mg型、HCO3—Na—Mg—Ca型為主，礦化度0.5g/L～1.2g/L，水質較好。社棠一帶，水化學類型為HCO3—SO4—Ca—Na和HCO3—Ca—Mg（Na）型，礦化度0.55g/L～1.13g/L。其余地段地下水水質良好，水化學類型為HCO3—Ca（Mg）型，礦化度小于1g/L。

鑒于山區、溝谷區地下水礦化度小于1g/L，總硬度小于450g/L，水質良好，因此本次地下水水質評價僅對河谷地下水而言。結果如下：

地下水水質優良區（Ⅰ）：分布于藉河三十里甸子以西、橫河峪及牛頭河溝口，地下水適用于各種用途，綜合評分值F＜0.8；地下水水質良好區（Ⅱ）：主要分布于田家莊至西十里鋪、馬跑泉至潘集寨及社棠渭河一級階地一帶，地下水適宜于各種用途，綜合分值0.8≤F＜0.5；地下水水質較好區（Ⅲ）：主要分布于渭南至三陽川、天水郡及孫家平至東二十里鋪等地，地下水符合生活飲用標準，綜合評分值2.5≤F＜4.25；地下水水質較差區（Ⅳ）：大面積分布于中灘至石佛、天水市至東十里鋪及趙家崖至分路口一帶，地下水適宜工農業用水，綜合評分值4.25≤F＜7.2；地下水水質極差區（Ⅴ）：零星分布于麥積區城區至下曲灣、峪口至陶新莊二級階地后緣一帶，地下水水質僅適宜農田灌溉用水，綜合評分值F≥7.2。

5 地下水動態特征

區內地下水水位動態受多種因素影響。其中主要為氣象水文，其次為開采和灌溉等。根據影響動態的主要因素化分為如下五種類型降水型:分布于基巖、丘陵山區，主要受大氣降水的影響。地下水動態的變化主要表現在泉水流量的變化上，豐水期6～9月，泉流量增大，地下水位上升；枯水期1～3月，泉流量減小或干枯，地下水位下降。水位變幅一般為0.05m～0.30m。

水文型：分布于渭河、藉河沿岸，主要受河水水位影響。一般高位期為每年7～8月，低水位期1～2月，水位變幅0.4m～1.2m。地下水位同步或略滯后于河水位變化，較河水流量曲線起伏小。

水文—開采型：分布于三十里甸子、銀坑水源地，地下水位主要受河水入滲和開采雙重影響，高水位期每年8～9月，低水位期2～4月，水位變幅一般為1m～3m，開采強烈地段大4m～15m。

水文—開采徑流型:主要分布于秦州區、麥積區、社棠城區，受水文、開采以及地下徑流影響，高、低水位期分別在8～9月和2～4月，水位變幅2m～3m。

水文—滲入徑流型：分布于除上述以外地段。地下水動態受水文、降雨、灌溉等因素的綜合影響，仍按原有的方式徑流，一般高水位期8～9月，低水位期4～5月，水位變幅0.2m～4m。

6 結論

對天水地區的地下水分析研究，認為該區域地下水的形成和分布主要受控于該地區的地質構造特征。由于南北山區地區斷裂構造的發育，為地下水的運移提供了有利的通道，故形成的主要以基巖裂隙水為主；而中部河谷區的第四系沉積物厚度大，故主要以松散巖類孔隙水為主，尤其河谷地下水為城市水源地的主要開采對象，故建議加強該類水源分布區的環境保護，確保城市供水安全。