小龍潭工業園區對集中供水水源地的影響

徐劍波 李仕斌

摘 要：小龍潭盆地為一向斜溶蝕斷陷盆地，四周與基底為巖溶地層，上覆第三系和第四系，厚度為370～580 m，第三系平均含煤厚度為188.52 m，盆地水文地質條件復雜。北部巖溶地下水補給區擬建一化工業園區，由于個舊組下部存在一相對隔水層，因此將盆地基底巖溶含水層分為高、低水位區。北部巖溶地下水排泄區位于盆地北緣南盤江一帶，對西南部的集中式供水水源區影響小或無。工業園區巖土屬污染敏感性地層，不宜進行中等～重污染項目規劃。項目建設對盆地北部巖溶地下水環境影響大，對東部南盤江沿岸的泉水及小龍潭煤礦生活供水井影響大。

關鍵詞：小龍潭;水源地;巖溶水;地下水

中圖分類號：TV213 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）08-0072-03

Analysis on the Impact of Xiaolongtan Industrial Park on

Centralized Water Supply Source Area

XU Jianbo LI Shibin

（Geological Exploration Institute of Yunnan Nonferrous Geological Bureau，Kunming Yunnan 650216）

Abstract： Xiaolongtan basin is a synclinal corrosion fault depression basin， surrounded by karst strata and basement， overlying the tertiary and Quaternary， with a thickness of 370～580 m and an average coal thickness of 188.52m. The hydrogeological conditions of the basin are complex. Because there is a relative aquifuge in the lower part of Gejiu formation， the karst aquifer in the basin basement is divided into high and low water level areas. The northern karst groundwater discharge area is located in the Nanpanjiang area of the northern margin of the basin， which has little or no impact on the centralized water supply source area in the southwest. It is not suitable to plan the industrial park with heavy and medium pollution. The construction of the project has a great impact on the karst groundwater environment in the north of the basin， the spring along the Nanpanjiang River in the East and the domestic water supply well of Xiaolongtan coal mine.

Keywords： Xiaolongtan;basin;karst water;groundwater

小龍潭盆地水文地質條件復雜，盆緣富水塊段是多年來城鎮集中式生活供水（機井）水源地，盆地中有云南在開采的最大露天褐煤礦。煤礦長期疏干排水使盆地地下水補、徑、排條件產生了一系列變化。如果小龍潭化工園區擬建項目開始實施，必將導致區內地下水環境質量惡化，使環境保護壓力倍增。

1 水文地質概況

1.1 自然地理

小龍潭盆地呈北東—南西向展布的橢圓形，面積18 km2。南盤江從盆地中流過，將盆地分為南北兩部分，河谷標高為1 033 m，四周環山，一般標高為1 400～1 800 m，最高為盆地西南的老尖山，標高為1 878 m，地形高差一般在400～600 m。5—9月為雨季，降雨量占全年的70%～84%，最小年降雨量為542 mm，最大年降雨量為1 140 mm。

盆地四周山區無常年流水，多為季節性溝流，盆緣泉水向盆地中心匯集成河，匯入南盤江。南盤江為區內最大河流，多年平均流量為141.0 m3/s，水位標高為1 035.97～1 045.74 m。南盤江為區內最低侵蝕基準面，排泄區內地表水、地下水。

1.2 區域水文地質特征

盆地位于開遠山字形構造內弧部位，受文筆山向斜與南北向構造控制，形成一向斜溶蝕斷陷盆地。斷陷盆地基底及四周以巖溶地層為主，上覆第三系、第四系碎屑巖地層，地下水類型主要以巖溶裂隙網絡型巖溶水為主，局部為溶洞暗河型巖溶水，次為碎屑巖裂隙水。盆地內斷裂構造發育，水文地質條件復雜[1]。

2 地層含、隔水性特征

盆地基底及四周山區以個舊組灰巖為主，上覆第三系和第四系。通過抽水試驗數據（見表1）得出，研究區含隔水地層相間出現，各地層含隔水性特征如下。

2.1 第四系松散孔隙含水層

①沖積砂礫石孔隙含水層（Q4），上部有黏土層，下部為砂、礫石土，具有二元結構，厚度為5～14 m。富水性中等。

②洪積、湖積鈣華層孔隙含水層（Q2-3），該層為鈣質粉細砂土、砂質黏土及疏松多孔的鈣華層，厚度為23～52 m。鈣華層呈透鏡體，富水性中等，由于頂板有黏性土層的隔水作用，多具又承壓性，流量較大，為14～23.98 L/s，根據20萬區域水文地質報告，抽水試驗單位涌水量[q]=0.217～1.611 L/（s·m）。

2.2 第三系裂隙含水層（N）

該層大部分埋藏于盆地深部，被第四系覆蓋。從上至下分為5層：上部煤組（N5）裂隙含水層;泥灰巖（N4）相對隔水層;主煤層段（N3）裂隙含水層;薄煤層和黏土巖段（N2-1）相對隔水層。由于含隔水層相間，地下水多具承壓性，煤層水位高于頂板。地表無泉水出露，抽水試驗結果見表1，為富水性貧乏～中等的裂隙承壓含水層。

2.3 上三疊統火把沖-鳥格組（T3h+n）—中三疊統法郎組（T2f）弱裂隙含水層

該層為相對隔水層，以泥質巖類為主。該層為基底灰巖含水層的上部隔水層。

2.4 中三疊統個舊組（T2g）與蠕蟲狀灰巖段（T21）巖溶含水層

①個舊組（T2g）巖溶含水層。該層由上到下分別為T2g5、T2g4、T2g3、T2g2、T2g1。其中，T2g5～T2g2層的巖性為碳酸鹽巖，巖溶水相互聯系貫通，具有統一的水壓面，水文地質上可以并為一含水層，為區內主要巖溶含水層，厚度為553.84 m。T2g1層為泥質灰巖、泥巖相對隔水層組，厚度為117.89 m。抽水試驗結果如表1所示，地層隔水性良好[2]。

②蠕蟲狀灰巖段（T21）巖溶含水層。該層巖性為灰巖、泥質灰巖夾數層粉砂質泥巖、粉砂巖及少量細砂巖，總厚度為531.94 m。上部含豐富溶洞裂隙水，巖溶水沿層間運動;下部存在多層較薄的隔水層，地下水受其制約沿層間運動，穿層較困難。

3 盆地巖溶地下水特征

巖溶盆地中上部巖溶發育，從灰巖頂板算起，0～42 m溶孔特別發育，密集成蜂窩狀，巖溶發育帶厚度一般在80～100 m，在盆地北部邊緣厚度可達300 m。而深部以構造裂隙為主，溶孔少見。遇見鉆孔溶洞的概率為42%～58%，絕大多數溶洞為黏土充填或半充填，在地下水運移中不起主導作用。但在斷裂構造、構造復合部位與向斜轉折端，巖溶發育程度和深度明顯增強。

沿盆地邊緣、河谷有泉水出露，枯季流量1.60～52.16 L/s，最大流量為548.0 L/s。抽水試驗結果：水位為+5.68～47.99 m，單位涌水量[q]=0.103～3.376 L/（s·m），滲透系數[k]=0.096～3.16 m/d。地下水徑流模數[M]=5.26～5.92 L/（s·km2），富水性中等。水質類型為低礦化度的HCO3-Mg·Ca型。巖層防污染性一般較弱，是水源區主要供水地層，對水源區影響較大。

由于受巖性、構造的控制，巖溶富水性不均勻。個舊組下部T2g1層的薄層狀泥質灰巖、泥巖互層夾細砂巖和生物灰巖，厚度117.89 m，巖溶不發育，地表無泉水出露，含水較貧乏，視為相對隔水層。根據隔水地層T2g1兩側鉆孔揭露的地下水位標高分布特征（詳見表2），將盆地基底巖溶含水層分為高、低水位區[2]。低水位區位于盆地東北部，主要含水地層為T2g2～T2g5，水位標高1 054～1 063 m;高水位區位于南西部T21巖溶地層，水位標高為1 154～1 161 m，兩水位高差達90 m。項目區主要位于盆地低水位區，所造成的地下水污染對南邊緊挨著的低水位區的小龍潭煤礦生活用水影響較大。

4 地下水的補給、徑流和排泄條件

盆地孔隙水、裂隙含水層分布于地表或埋藏于淺部，泉水較多，流量大，主要接受大氣降水的補給。從小龍潭泉水的長期觀測資料可知，雨后流量迅速出現峰值，干雨季流量變化系數為5.8。區內地下水主要以泉水的形式及小龍潭煤礦露采礦坑排水的形式排泄地下水，其次為人工抽采地下水（城鎮集中式深井供水）[3]。

盆地位于巖溶地下水排泄區，四周山區為巖溶地下水補給區，補給區面積約為200 km2。盆地內為承壓水徑流區，盆地邊緣及河谷為地下水徑流排泄帶，構成一個完整的水文地質單元。山區基巖裸露，巖溶發育，峰叢洼地中，落水洞、漏斗發育，易接受大氣降水的補給，向盆地徑流，在盆地邊緣及河谷地帶以溢泉的形式形成排泄帶，總排泄量達128 900 m3/d。盆地高、低水位區，各構成自己的承壓向斜匯流富集帶。區內泉水旱雨季流量變化系數為3.5～9，說明巖溶水主要接受大氣降雨補給[3]。

5 地下水資源利用情況

區內處于區域巖溶地下水排泄區，盆地內地表水、地下水資源豐富。盆地內水利化程度較高，農業用水便利。盆地內有Ⅱ3、Ⅱ4兩個富水塊段。相關區測資料顯示，富水塊段水資源量分別為11 769 m3/d和82 627 m3/d。小龍潭新集鎮集中式飲用水水源在Ⅱ3號（上城）塊段中打井取水，新集鎮1號機井成井時間是1994年，井深為185 m，地下水埋深為24 m;新集鎮2號機電井成井時間是2011年，井深為252 m，地下水埋深為27 m，動水位為56 m，水位降深29 m。兩口井各建有一個蓄水池，常年連續供水，共同供給新集鎮，設計供水能力為180 m3/d，現供水人口為1 486人，年供水量為6.65萬m3。

6 工業園區對地下水環境的影響

工業園區位于盆地北部，復向斜核部、巖溶地下水補給區，大面積出露個舊組（T2g1）灰巖，地形為巖溶中山，溝谷洼地發育，第四系覆蓋層一般小于2 m，山區大部分基巖裸露，地表巖溶發育，地下水位埋深一般在50～100 m，包氣帶易接受大氣降雨下滲補給地下水及污染物下滲擴散，屬污染敏感性巖土，包氣帶巖土飽和滲透系數[k]=1.12×10-4～3.66×10-3 cm/s，平均為1.884×10-3 cm/s，防污染性能差。盆地北部巖溶地塊不宜作為污染性建設場地規劃。

工業園區巖溶地下水總體向南部的盆地徑流，排泄區位于盆地北緣南盤江一帶，若地下水污染后，主要對項目東部南盤江沿岸的泉水及小龍潭煤礦生活用水供水井產生直接影響。

新集鎮集中式飲用水水源（機井）的地下水補給區主要是盆地西延～南西延及外圍山區，排泄區位于盆地西緣上城一帶，高、低水位區之間的水力聯系弱，所以工業園區建設對新集鎮集中式水源區地下水影響較小甚至無影響。

小龍潭煤礦南礦段開采深度在900～1 100 m，坑底標高為970 m，坑下排水量為3 400 m3/d，正常降雨排水量為9 870 m3/d。礦段長期排水造成地下水的補、徑、排條件發生一定程度的改變[4]，北部地下水到達盆地后迅速轉向中東部，部分通過越流間接對礦坑產生充水。因此，工業園區地下水污染對上城區供水水源地產生影響的可能性變小，但對煤礦生活用水供水井影響較大[5]。

7 結語

盆地北部大面積分布碳酸鹽巖地層，巖溶發育，為小龍潭巖溶斷陷盆地地下水的補給區，屬污染敏感性地層，包氣帶巖土防污染性能差，不宜進行具有污染性的項目規劃。項目建設對南盤江以西的盆地北部巖溶地下水環境影響大，對北部南盤江泉水及小龍潭煤礦生活取水井的影響大。

集鎮供水水源的補給區主要位于盆緣西部巖溶山區，北部工業園區建設對供水水源的污染影響較小或無。集鎮供水水源地保護區主要在西部巖溶區，區內季節性巖溶沖溝發育。總之，區內地下水環境條件復雜，不宜規劃與建設污染性工業園區。

參考文獻：

[1]蔣本昌.云南小龍潭盆地第四系松散層孔隙水疏干勘察實錄[J].勘察科技，1995（4）：1-24.

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[4]宋景輝，王建華，候嬌龍，等.布沼壩露天礦鄧耳排土場泉眼出水處理措施[J].露天采礦技術，2014（9）：22-24.

[5]王德立，孫美云.小龍潭礦區巖溶含水層非穩定流參數的確定[J].水文地質工程地質，1983（3）：43-46.