基于地下水(地?zé)崴?取水水源論證

盧 敬

(興城市水利事務(wù)服務(wù)中心,遼寧 興城 125100)

1 概 述

大連某園區(qū)河流多為季節(jié)河,占地面積9.3hm2。項(xiàng)目東側(cè)為生命湖,屬于人工開(kāi)鑿湖泊,水源來(lái)自區(qū)域雨水匯集和部分企業(yè)排污水,后經(jīng)整治區(qū)域雨污實(shí)現(xiàn)分流,生命湖水質(zhì)得到改善,水源主要為雨水[1-2]。

區(qū)域地下水儲(chǔ)存介質(zhì)可分為3類:松散巖孔隙水、碳酸鹽巖裂隙巖溶水和基巖裂隙水,這三種類型的地下水都很小,然而,根據(jù)不同的需求,它對(duì)缺水地區(qū)的供水也有一定的意義。低山丘陵地區(qū)的區(qū)域化學(xué)特征為碳酸氫鈣鈉離子型水,礦化度<0.5g/L;到低丘和山前平原區(qū)的氯-重碳酸根-鈣-鈉離子型水,礦化度<10g/L;沿海地區(qū)地下水類型為氯鈣鈉離子型和氯鈉離子型,礦化度<10 g/L,最高可達(dá)18g/L。地下水補(bǔ)給、徑流、排水條件與地形地貌趨勢(shì)基本一致。主要補(bǔ)給區(qū)位于低山丘,徑流區(qū)位于山前平原,沿海地區(qū)為排泄區(qū)。根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù),有4個(gè)具有供水意義的重點(diǎn)地區(qū):大和尚山南的丁家?guī)X、李家甸,九里村地段;大和尚山東南部的于家屯段;董家溝地段;原石棉礦的廢料坑部分,本工程屬于董家溝段。

2 水資源狀況

由于大連某園區(qū)水文資料缺失,以下使用金州新區(qū)或金普新區(qū)的水文資料代替。

2.1 水資源量

2.1.1 地表水資源

金州新區(qū)多年(1956—2007)平均徑流深為163.0mm,流域面積為894.9km2,徑流量為14586萬(wàn)m3。該區(qū)地表水資源僅占大連地區(qū)水資源總量的4.8%。

2.1.2 地下水資源

金州新區(qū)多年(1980—2010)平均地下水資源量為4691×104m3,其中基流量4357×104m3,潛水蒸發(fā)量334×104m3。全區(qū)地下水可開(kāi)采量為1459×104m3,占6.2%。

2.1.3 水資源總量

金州新區(qū)水資源總量以徑流量表示,該區(qū)水資源總量為14920×104m3。

2.2 時(shí)空分布特點(diǎn)

該地區(qū)年平均降水量687.9mm。受溫帶季風(fēng)氣候影響,6～8月降水量占全年降水量的70%以上,具有汛期降水量大而集中,冬季降水量少的特點(diǎn)。地表徑流主要由降水補(bǔ)給,地表徑流的年分布與降水非常相似。6～9月地表徑流量占全年徑流量的70%以上。由于降水集中、暴雨多,導(dǎo)致大量水資源向洪水排水,寶貴的水資源不僅不能得到很好的利用,而且容易造成水土流失。

3 地下水開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀

地下水作為可再生資源,合理開(kāi)采利用符合《大連市循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》我們鼓勵(lì)企業(yè)積極利用海水、污水和廢水資源,減少用水量,并鼓勵(lì)使用太陽(yáng)能、風(fēng)能和地?zé)崮茉?促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)的多元化發(fā)展[3-7]。目前,大連市已開(kāi)發(fā)的深層地下水資源主要用于溫泉、療養(yǎng)。過(guò)去幾十年大連地區(qū)深層地下水的持續(xù)開(kāi)發(fā)實(shí)踐表明,作為旅游休閑和療養(yǎng)用水,開(kāi)發(fā)大連市的深層地下水符合大連市水源、能源結(jié)構(gòu)多元化發(fā)展的政策。

溫泉理療是一種自然療法,溫泉中的大部分化學(xué)物質(zhì)會(huì)沉淀在皮膚上,改變皮膚的pH值,所以它有吸收沉淀的作用;有些化學(xué)物質(zhì)通過(guò)皮膚進(jìn)入人體,然后人體將物質(zhì)通過(guò)皮膚排出到水中,達(dá)到交換效果;刺激自主神經(jīng)、內(nèi)分泌和免疫系統(tǒng)的化學(xué)物質(zhì),加速組織再生和細(xì)胞活力,促進(jìn)水腫消退和組織修復(fù),促進(jìn)身體恢復(fù)。目前,在國(guó)內(nèi)已有不少地方都已經(jīng)設(shè)立了使用地下水的療養(yǎng)機(jī)構(gòu)類型的醫(yī)院以進(jìn)行康復(fù)理療,理療效果顯著[8-10]。

本工程地下水區(qū)含水巖群由粉質(zhì)石灰?guī)r、粉質(zhì)鈣質(zhì)白云石、泥晶灰?guī)r、大理巖、千枚巖、片麻巖等組成,碳酸鹽巖裂隙巖溶水和基巖裂隙水兩種類型,東西向和西北向構(gòu)造斷層相交切割,產(chǎn)水量較好。預(yù)計(jì)該段地下水自然開(kāi)采量為2500m3/d,目前開(kāi)采量約為1200m3/d。地下水化學(xué)類型為重碳酸根-鈣-鈉型水,氯離子含量<50.30mg/L,礦化度0.38g/L,pH值 7.67,屬于低礦化度淡水。

4 地下水取水水源論證

4.1 地?zé)岬刭|(zhì)條件

4.1.1 地質(zhì)條件

項(xiàng)目區(qū)分布巖性主要為寒武系地層,總厚度約734～1449m,再往深處為震旦系地層。廠組主要為下部為深灰色或黑色厚灰?guī)r,底部為砂質(zhì)鈣質(zhì)角礫巖;上部為結(jié)節(jié)狀泥灰?guī)r,夾黃綠色頁(yè)巖。平行不整合覆于震旦系之上。崮山組主要巖性為灰色、紫色中厚層狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、結(jié)節(jié)狀灰?guī)r、竹葉黃綠頁(yè)巖。

長(zhǎng)山組下部為灰黃色薄層結(jié)節(jié)狀灰?guī)r、鮞?；?guī)r、竹葉灰?guī)r、黃綠頁(yè)巖。底部通常有一層薄薄的黑色石灰石。鳳山組下部為灰色薄層泥質(zhì)花紋灰?guī)r、條紋灰?guī)r、竹葉淺色灰?guī)r,中部為厚層灰?guī)r,上部為深色后層渦白云巖灰?guī)r。項(xiàng)目區(qū)南部由震旦系馬家店組(Zm)的泥質(zhì)石灰?guī)r和興民村組(Zx)的石灰?guī)r、頁(yè)巖和砂巖組成,整個(gè)地層呈NWW走向。北部有董家溝組(Ardj)的片巖和片麻巖夾角閃巖。

斷裂在項(xiàng)目區(qū)北部黑山響水寺—董家溝—大李家一帶上元古界強(qiáng)烈動(dòng)力變質(zhì)。南芬組頁(yè)巖變?yōu)槊永鈳r、千糜巖、泥灰?guī)r變?yōu)榍訝畲罄韼r,構(gòu)成寬約200m長(zhǎng)的糜棱巖帶。巖石片理化強(qiáng)烈,眼球狀構(gòu)造普遍發(fā)育,石英長(zhǎng)石粒化。巖層褶皺變形復(fù)雜,平臥褶皺發(fā)育,形態(tài)各異。走向由東西向變北東東向。另在測(cè)區(qū)北東方向有一條北東向斷裂[11-13]。

4.1.2 物理場(chǎng)特征

3個(gè)剖面在整個(gè)區(qū)域中反射的電阻率在上部基本上較低(約200m或更多),然后逐漸增加,最低時(shí)一般低于50Ω·M,高于500Ω·M。另外,從每條剖面的南端、中間和北端各選取3個(gè)點(diǎn),分別作出單點(diǎn)曲線,特征為1號(hào)剖面北端、中間、南端測(cè)深點(diǎn),電測(cè)深曲線大致反應(yīng)為4層。北端:從地表到地下45m左右為第四系浮土,電阻率在35Ω·M左右。從45～365m電阻率逐漸升高,到365m時(shí)電阻率達(dá)到上升最快的點(diǎn),該處電阻率為295Ω·M,是寒武e系灰?guī)r、含沙鈣質(zhì)角礫巖、瘤狀泥灰?guī)r、夾黃綠色頁(yè)巖;灰色夾紫色薄層中厚層灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r、瘤狀?yuàn)A竹葉狀灰?guī)r黃綠色頁(yè)巖;灰黃色薄層瘤狀灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r夾黃綠色頁(yè)巖、砂巖的反映。再往深處365～1800m電阻率達(dá)到極大值,而后又下降,這也是該點(diǎn)的高阻段,反映為灰?guī)r夾少量砂巖、頁(yè)巖的特征。繼續(xù)向深處到2000m,電阻率下降,說(shuō)明灰?guī)r含水量有所增加[14]。

中間從地表到地下95m左右為低阻層是第四系浮土造成的,電阻率在25Ω·M左右。從95～360m電阻率逐漸升高,到360m時(shí)電阻率達(dá)到上升最快的點(diǎn),該處電阻率為215Ω·M,是寒武系e灰?guī)r、含沙鈣質(zhì)角礫巖、瘤狀泥灰?guī)r、夾黃綠色頁(yè)巖;灰色夾紫色薄層中厚層灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r、瘤狀?yuàn)A竹葉狀灰?guī)r黃綠色頁(yè)巖;灰黃色薄層瘤狀灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r夾黃綠色頁(yè)巖、砂巖的反映。再往深處360～1700m電阻率達(dá)到極大值,而后又下降,這是本區(qū)的高阻段,反映為灰?guī)r夾少量砂巖、頁(yè)巖的特征。繼續(xù)向深處到2000m,電阻率下降,同樣說(shuō)明灰?guī)r含水量增加。

南端從地表到地下45m左右為低阻層是第四系浮土造成的,電阻率在20Ω·M左右。從45～250m電阻率逐漸升高,到250m時(shí)電阻率達(dá)到上升最快的點(diǎn),該處電阻率為220Ω·M,是寒武系e灰?guī)r、含沙鈣質(zhì)角礫巖、瘤狀泥灰?guī)r、夾黃綠色頁(yè)巖;灰色夾紫色薄層中厚層灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r、瘤狀?yuàn)A竹葉狀灰?guī)r黃綠色頁(yè)巖;灰黃色薄層瘤狀灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r夾黃綠色頁(yè)巖、砂巖的反映。再往深處250～1500m電阻率達(dá)到極大值,而后又下降,這是本區(qū)的高阻段,反映為灰?guī)r夾少量砂巖、頁(yè)巖的特征。繼續(xù)向深處到2000m,電阻率下降,說(shuō)明灰?guī)r含水量增加。

由于工作范圍很小,2、3號(hào)剖面與1號(hào)剖面的電性特征差不多。在2000m以內(nèi)1號(hào)剖面的曲線四層反映明顯,2、3號(hào)剖面的測(cè)探曲線尾端略微有所下降表現(xiàn)為三層特征。

4.1.3 氡氣測(cè)量特征

根據(jù)表1,在與可控源剖面相同的1號(hào)剖面發(fā)現(xiàn)1～18號(hào)氡異常(11733Bq/m3),3號(hào)剖面上發(fā)現(xiàn)3～20號(hào)氡異常(10831Bq/m3)。在湖北面測(cè)區(qū)發(fā)現(xiàn)了1～1號(hào)(10832Bq/m3)、1～3號(hào)(9928Bq/m3)、4～6號(hào)(10830Bq/m3)氡異常。其他處僅有些偏高,意義不大。

表1 氡氣測(cè)量底數(shù)統(tǒng)計(jì)表

4.1.4 地?zé)釛l件

根據(jù)以往研究成果,該區(qū)大地?zé)崃髦禐?1mw/m2,屬地?zé)嵴^(qū)范疇。這就決定了在可及深度(3km深度為準(zhǔn))內(nèi),不具有高溫地?zé)嵝纬傻臈l件,只能是低溫(<90℃)的熱水。

該處巖性上部是寒武e系灰?guī)r、含沙鈣質(zhì)角礫巖、瘤狀泥灰?guī)r、夾黃綠色頁(yè)巖;灰色夾紫色薄層中厚層灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r、瘤狀?yuàn)A竹葉狀灰?guī)r黃綠色頁(yè)巖;灰黃色薄層瘤狀灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r夾黃綠色頁(yè)巖、砂巖的反映。下部深處是震旦系的灰?guī)r夾少量砂巖、泥質(zhì)灰?guī)r、頁(yè)巖夾砂巖、灰?guī)r。既有蓋層,又有灰?guī)r含水層及下部隔層對(duì)開(kāi)發(fā)地?zé)崾怯欣摹?/p>

4.2 地下水資源量

綜合可控源音頻大地電磁測(cè)深、氡氣測(cè)量及巖性測(cè)深結(jié)果,認(rèn)為可控源音頻大地電磁測(cè)深1-10號(hào)點(diǎn)(JST11)具體位置(39°03’39.0”,121°52’47.6”H:5m),是本次地?zé)衢_(kāi)發(fā)最有利點(diǎn),可將地?zé)峥碧骄ㄔ诖颂?。從巖性測(cè)深的結(jié)果看,此處有較好的儲(chǔ)集層和熱異常顯示,要封住800m,最佳深度2600m終孔;預(yù)計(jì)水溫35～45℃,水量可達(dá)300～400m3/d,井位設(shè)計(jì)詳見(jiàn)附件4。670～4000m的有效熱儲(chǔ)層累計(jì)厚度56m,詳見(jiàn)表2。

表2 熱儲(chǔ)層厚度統(tǒng)計(jì)表

4.3 地下水可開(kāi)采量

根據(jù)《大連開(kāi)發(fā)區(qū)雙D港地?zé)峋C合物探報(bào)告》,本項(xiàng)目地下水井預(yù)計(jì)水量可達(dá)300～400m3/d;根據(jù)《工程竣工驗(yàn)收?qǐng)?bào)告》,本項(xiàng)目地下水井出水量為230m3/d;根據(jù)《遼寧省大連市開(kāi)發(fā)區(qū)維特奧康復(fù)中心地?zé)峋昃偨Y(jié)報(bào)告》,抽水試驗(yàn)結(jié)果如下:抽水前靜水位埋深65m,共抽水30h,抽水1h后水位穩(wěn)定,穩(wěn)定后動(dòng)水位埋深247m,降深182m,水溫37℃,出水量218.94m3/d(2.5341L/s)。綜上,出水量滿足日最大用水量(61.85m3/d)。

4.4 地下水水質(zhì)

項(xiàng)目取水水源為深層地下水,一般受污染程度很小,根據(jù)測(cè)定細(xì)菌菌落數(shù)量為0。根據(jù)《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》理療熱礦泉水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)該井2015年2月23日取水樣分析結(jié)果詳見(jiàn)表3。

表3 取水樣分析表

續(xù)表3 取水樣分析表

由表3可得,本項(xiàng)目地下水(地?zé)崴?中鍶的含量為29.61mg/L,屬鍶水。根據(jù)《公共浴池水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》,地下水原水水質(zhì)條件中的渾濁度和耗氧量偏高,需要經(jīng)過(guò)專門(mén)處理后達(dá)醫(yī)療用溫礦水標(biāo)準(zhǔn),滿足本項(xiàng)目康復(fù)理療用水水質(zhì)要求。

5 結(jié) 語(yǔ)

項(xiàng)目以地下水(地?zé)崴?作為取水水源,取水方式為機(jī)井。地下水(地?zé)崴?經(jīng)專門(mén)處理后水質(zhì)可達(dá)到醫(yī)療用溫礦水標(biāo)準(zhǔn),滿足康復(fù)理療用水水質(zhì)要求;另項(xiàng)目水源所在地及其周邊存在有利于地下水賦存的含水?dāng)嗔褬?gòu)造,機(jī)井經(jīng)抽水試驗(yàn)日出水量可達(dá)218.94m3/d,滿足康復(fù)理療用水需求。取水水源具備一定的可靠性。