禮泉縣北部山區(qū)干旱地帶地下水資源綜合開發(fā)利用研究

閆志安

(陜西省禮泉縣水利局，陜西 禮泉 713200)

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禮泉縣北部山區(qū)干旱地帶地下水資源綜合開發(fā)利用研究

閆志安

(陜西省禮泉縣水利局，陜西 禮泉 713200)

通過利用最新的水文地質(zhì)成果，分析地下水資源的分布特點，研究了禮泉縣北部山區(qū)的地下水開發(fā)利用形式和施工技術方法，總結出區(qū)內(nèi)地下水開發(fā)利用可分為巖溶地下水開采區(qū)和基巖裂隙水與松散層水開采區(qū)，并進一步指明開采區(qū)內(nèi)地下水的勘察方法、取水手段、布井原則等，為解決當?shù)仫嬘盟щy指出了方向。

禮泉北部；地下水開發(fā)利用；保護

陜西省禮泉縣北部所處的渭北黃土丘陵區(qū)，地形切割強烈，水資源短缺，俗稱‘渭北旱腰帶’，自古就是一個嚴重缺水的地區(qū)。80年代以前，大部分地區(qū)群眾依靠水窖集水維持生活，衛(wèi)生條件差，導致嚴重的腸道寄生蟲病、大骨節(jié)病和氟骨癥等地方病發(fā)生。80年代以后隨著防治大骨節(jié)病改水工程的實施以及近年人飲解困工程的實施，大部分地區(qū)群眾飲用水質(zhì)得到明顯改善，使大范圍內(nèi)用水緊張局面有所緩解。但由于取水手段限制，尤其是對水文地質(zhì)條件認識不清，以及對最新的水文地質(zhì)成果利用不夠，地下水開發(fā)利用程度較低，該地區(qū)缺水情況依然嚴重。本文擬通過利用最新水文地質(zhì)成果，總結該地區(qū)地下水開發(fā)利用和施工技術方法，為解決當?shù)仫嬘盟щy指出方向。

1　地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀及缺水現(xiàn)狀

1.1地下水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

據(jù)禮泉縣水利局初步統(tǒng)計，禮泉縣共有各類配套水井2044眼，主要分布在南部黃土塬和山前沖洪積平原區(qū)，約占開采量的80%以上，其北部黃土塬區(qū)受研究程度和取水手段限制開發(fā)利用程度較低，僅占全縣總開采量的20%，地下水開采大部分局限于淺井開采松散層地下水。以南坊鎮(zhèn)北坊村為例，該村含黃村、北坊、下里3個自然村，人口約3 100人，全村僅有1眼200 m深機井，出水量100 m3/d左右。

2015年禮泉縣地下水開發(fā)利用量2 468萬 m3，地下水主要用于人畜和農(nóng)田灌溉，占開發(fā)利用總量的69%，而北部山區(qū)人畜生活用水占到地下水開發(fā)利用量的90%以上。

1.2缺水現(xiàn)狀

根據(jù)區(qū)內(nèi)禮泉縣水利局2008年農(nóng)村飲水安全調(diào)查數(shù)據(jù)表明，禮泉北部該地區(qū)是一個缺水地區(qū)，全區(qū)26.7萬農(nóng)村人口，目前10.33萬人尚存在用水困難，占總人口的38.7%。其中5.23萬人為取水困難和水源保證率不達標，農(nóng)民生活范圍內(nèi)水源稀少，取水半徑1～3 km，最遠6～7 km；另外有5.08萬人用水水質(zhì)不達標，飲用水源氟、礦化度嚴重超標。

長期以來，嚴重缺水問題制約著人民群眾生存條件的改善和生活水平的提高，主要為資源性缺水，水源稀少，人畜飲用水短缺現(xiàn)象集中連片，取水方式原始落后，采用遠距離的拉水，消耗大量勞動力，每年因取水花費的勞動工時要占總勞動工時的30%以上，嚴重制約了經(jīng)濟發(fā)展和人民群眾脫貧步伐。因此，急需在該地區(qū)總結出一套行之有效的地下水開發(fā)利用和施工技術方法，并應用和推廣，解決群眾用水困難。

2　地下水資源開發(fā)利用規(guī)劃研究

根據(jù)最新的水文地質(zhì)研究資料，禮泉縣北部地下水資源包括松散巖類孔隙水、基巖裂隙水和碳酸巖類巖溶裂隙水，地下水資源總體較貧乏，同時分布極不均一。主要體現(xiàn)在以下幾方面：一是大面積分布的散巖類孔隙水和基巖裂隙水由于補給賦存條件差，富水性普遍差，以致區(qū)內(nèi)淺部地下水資源貧乏，‘渭北旱腰帶’之名由此而來；二是區(qū)內(nèi)巖溶地下水資源較為豐富，但巖溶地下水的賦存主要受構造和水文網(wǎng)控制，埋藏、富水性各向異性顯著，水位埋深大，開發(fā)利用投入較大。

根據(jù)此特點，本文對禮泉縣北部地區(qū)地下水開發(fā)利用的方式、手段和經(jīng)驗進行了規(guī)劃和總結。

2.1基巖裂隙水與松散層水開采區(qū)

分布于禮泉縣西店頭村—西洼里村以北地區(qū)，為本文重點規(guī)劃區(qū)域。根據(jù)地下水含水層埋藏條件、富水性以及開采難易程度不同，進一步劃分為基巖裂隙水與松散層水管井混合開采區(qū)以及建站引泉、大口輻射井、管井結合開采亞區(qū)。

2.1.1基巖裂隙水與松散層水管井混合開采亞區(qū)

分布于南坊鎮(zhèn)～薛家、建陵鎮(zhèn)石泉及叱干洼地，以上地段大多位于山前洪積扇裙、黃土殘塬凹地以及溝壑區(qū)的局部地段。由于補給條件較好，松散層較厚，基巖古地形較低凹，裂隙較發(fā)育，地下水資源比較豐富，尤其構造和凹地復合部位水量最大。單井混合出水量300～500 m3/d，局部如薛家、東注泔出水量接近1 000 m3/d。水位埋深60～120 m，最深不超過150 m。這些地段地下水資源相對較豐富，且埋藏淺，開發(fā)利用投資少、見效快，是解決當?shù)睾透浇r(nóng)村生活用水理想地段，以上地段內(nèi)地下水開發(fā)已初具規(guī)模，解決了部分群眾的吃水問題，局部地區(qū)還發(fā)展了小片灌溉。

這些地區(qū)可規(guī)劃生產(chǎn)井群，以充分發(fā)揮地下水資源的潛力。布井間距，按300～500 m為宜，局部匯水斷裂帶井距可減小為200～300 m左右。井深以揭露風化帶為宜，一般200～300 m即可，最深不超過450 m。施工中把好下管、投礫質(zhì)量關，防止濾料下漏，同時也要注意避免過密的打井。斷裂發(fā)育部位富水性更好，施工前有必要利用物探手段探查斷裂位置，生產(chǎn)井盡量穿過斷裂帶，以獲得更佳效果。

2.1.2建站引泉、大口輻射井、管井結合開采區(qū)

分布于石潭鎮(zhèn)駱駝巷—趙鎮(zhèn)東窖村以北，除南坊鎮(zhèn)～薛家、建陵鎮(zhèn)石泉及叱干洼地以外的地區(qū)。區(qū)內(nèi)地形切割強烈，溝間梁地窄小，形成的地表徑流被強烈排泄，不利于地下水補給和貯存，富水性差，為貧水和極貧水區(qū)。水位埋深100～150 m，現(xiàn)有井孔出水量20～80 m3/d，以地勢較高的梁崗區(qū)最小。

區(qū)內(nèi)缺水較著，應綜合利用各種水源。優(yōu)先考慮地表水，抽提溝泉水，沿溝施工大口井、輻射井，搞井、站結合，加強對較大泉水的利用；遠離溝泉與地表水地段，則選擇構造應力較為集中的向斜軸部、匯水導水的北西向斷裂延伸線、節(jié)理發(fā)育的堅硬透鏡狀夾層與柔性巖層接觸帶以及補給條件較好的局部匯水凹地等地段布井，井深250～300 m，至鄰近溝谷谷床以下120～150 m為宜，施工中不能因為未揭露含水段而放棄對深部的了解，施工前盡量利用物探手段探查富水地段，減少成井風險。

2.2巖溶地下水開發(fā)利用區(qū)

分布于石潭鎮(zhèn)夏侯村—趙鎮(zhèn)碾子溝的狹長區(qū)域內(nèi)，即丘陵前緣斷裂斜坡帶，含水層巖性為奧陶系中厚層狀灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，碳酸鹽巖質(zhì)純層厚，斷裂發(fā)育，巖體破碎，巖溶比較發(fā)育，具區(qū)域統(tǒng)一的水位(壓)面。處于巖溶泉域的徑流排泄帶，地下水富集，為地下水富水～極強富水性區(qū)，計算單井出水量大多500～2 000 m3/d，部分地段>2 000 m3/d，為解決城鎮(zhèn)、工業(yè)和農(nóng)村大量用水首選地段。禮泉縣堯召水源地就位于該地段內(nèi)，現(xiàn)有水源井7眼，日供水11 760 m3/d，為禮泉縣城區(qū)的主要供水水源。

鑒此，該區(qū)宜采用深井開采地下水。設計井深在600～800 m，具體井深在潛水段應至水位以下250～350 m，承壓段應至灰?guī)r頂面以下250～300 m；井間距一般400 m以上，山前極強富水地段可減至200～300 m；井徑大小要求上部松散層450 mm以上，安裝φ273 mm以上鋼管護壁，下部碳酸鹽巖段一般裸眼成井，孔徑200 mm以上，泵室段(水位下50 m)不小于245 mm，若大流量開采，泵室段不小于270 mm，以便安裝250型潛水泵；受水位埋深和目前市場抽水設備限制，預計單井出水量500～2 500 m3/d，最大不超過3 000 m3/d。

打井施工中需防止覆蓋層坍塌、干巖溶段漏水，必要時頂漏鉆進。由于區(qū)內(nèi)巖溶水主要受控于斷裂構造，施工前盡量利用物探手段探查斷裂位置，井位應定于斷裂帶上盤。

3　地下水資源保護措施建議

3.1預防為主，全面規(guī)劃

地下水資源的保護，要始終貫徹預防為主，全面規(guī)劃，合理布局的原則，目前禮泉縣尚未編制水資源開發(fā)利用規(guī)劃，特別對寶貴的巖溶地下水資源和基巖裂隙地下水資源，缺少規(guī)劃保護。為此建議，禮泉縣應根據(jù)各自實際情況制定地下水開發(fā)利用方案，對地下水開采進行全面規(guī)劃，在考慮當?shù)匦杷疇顩r的基礎上，規(guī)劃開采，避免過量開采和濫用水源。

3.2建立地下水監(jiān)測網(wǎng)

隨著禮泉縣北部山區(qū)地下水大規(guī)模的開采，區(qū)域水位勢必有所降低，導致水量衰減。應在該區(qū)域內(nèi)建立地下水監(jiān)測系統(tǒng)，掌握大規(guī)模開采過程中的地下水動態(tài)變化的新資料，預測開采期間地下水資源的變化趨勢，以便能夠及時調(diào)整地下水開發(fā)方案及水資源保護措施。

3.3加強地下水資源污染防治

區(qū)內(nèi)地下水的補給是以地表水滲漏和大氣降水入滲為主，地表水和地表土壤的的污染，必將影響地下水資源水質(zhì)。應對禮泉縣北部周邊的漠西河、泔河、羊毛灣水庫等重要補給水源進行監(jiān)督管理，健全水資源管理和水質(zhì)的監(jiān)測體系，制定水源衛(wèi)生保護措施和制度，進行水質(zhì)動態(tài)監(jiān)測，責令各用水部門排入地表水體的污廢水，必須達到國家允許排放標準。

3.4防止巖溶地下水氟污染

禮泉縣北部地帶，第四系中普遍有高氟地下水分布對于巖溶水與黃土層地下水聯(lián)系比較密切的上述地區(qū)，隨著沿山前斷裂帶巖溶水的大規(guī)模開發(fā)，有可能使巖溶水受到上覆黃土層高氟地下水的影響，使巖溶地下水中的氟含量逐步增大。為此建議，在該區(qū)施工的巖溶水井，必須嚴格作好對第四系松散層水的止水工作，防止因封井止水不嚴，造成高氟水直接下滲，導致巖溶地下水污染。

4　結語

在干旱少雨的禮泉縣北部山區(qū)，地下水資源的合理開發(fā)利用對居民生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已具有舉足輕重的作用。本文對禮泉縣北部山區(qū)干旱地帶禮地下水資源開發(fā)利用和保護的的研究成果，具有較強的實際意義和可操作性，可為全面解決禮泉縣飲用水困難和地域經(jīng)濟發(fā)展提供了水資源技術支撐。

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2016-03-14

閆志安(1977-)，男，陜西禮泉人，工程師，主要從事城鄉(xiāng)供水工作。

P641.2

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1004-1184(2016)05-0063-02