张丰雄

【摘要】断裂带地下水因受断裂规模、组成物质的影响，往往具有径流深度大、时间长，从而表现为水质、水温异常等特点。位于乐都盆地湟水河北8Km的王家庄—泉水口断裂是一条规模较大、切割较深的断裂，具有明显的导水、控热等作用且地下水富含多种有益元素。经初步研究，笔者在该导水断裂带内的引胜沟王家庄为乐都县县城城镇供水寻找出一处中型供水水源地，成功地尝试了利用脉状构造裂隙水建设集中、较大规模的供水水源地。若进一步开发利用，其社会、经济效益将十分明显。

【关键词】乐都盆地；导水断裂；水源地；地下热水；矿泉水

Spring drainage opening fault zone ground water and development use research

Zhang Fengxiong

【Abstract】Because the fault zone ground water breaks the scale, the composition material influence, often has the runoff depth to be big, the time is long, thus displays unusually for the water quality, the water temperature and so on characteristics. Is a scale is big located at the Ledu basin Huangshui Hebei 8Km Wangjiazhuang - spring drainage opening break, the cutting deep break, has obviously heat functions and so on leads the water, to control, and the ground water contains many kinds of beneficial elements richly. After preliminary study, author, in should lead in the water fault zone to direct to win ditch Wangjiazhuang to seek for medium water supply water source place for the Ledu County cities water supply, has attempted the use arteries shape structure crevice water construction centralism successfully, the big scale water supply water source place. If further develops the use, its society, the economic efficiency will be very obvious.

【Key words】Ledu basin; Leads the water break; Water source place; Geothermal water; Mineral water

乐都盆地位于青海省东北部，属湟水河谷西宁——乐都盆地的一部份，行政区划属乐都县管辖。其内黄土红层广布、淡水资源十分贫乏。由于人口集中分布的湟水河谷为苦咸水分布区，浅山黄土区为透水不含水区，造成区内饮水困难，人类生存条件相对恶劣，不但乡村人畜饮用水难以解决，而且城镇供水十分紧张。县城碾伯镇现有人口3万，大小企业单位30余家，现状日需水量达1.2万m³，而县城唯一的引胜沟供水水源地经两次扩采后的日供水量不足0.6万m³。为解决十分突出的饮用水供需矛盾，有关部门经多次论证认为，引胜沟现有水源地的河谷潜水已无开发潜力，县城周围各支沟地下水资源有限，均无水源地建设条件。若用引胜沟地表河水作为供水水源，需投资1700万元，且地表河水水质污染、防冻、防沙等问题难以解决。为寻找新的供水水源，我们对盆地北侧的北西西向断裂构造及其导水性、地下水特征进行了研究，对利用脉状构造裂隙水建设较大规模的集中供水水源的可能性做了尝试，并对王家庄—泉水口导水断裂的进一步开发利用进行了探讨。

1 王家庄泉水口导水断裂的基本特征

1.1 地质特征

大地构造部位上，研究区位处秦祁昆加里东地槽及褶皱系的祁连——北秦岭带内，位于西宁乐都中生代内陆坳陷盆地北侧，盆地南北两侧受拉鸡山北侧深大活动断裂及中祁连深大活动断裂的控制。受多次构造活动的影响，盆地内次一级断裂构造形迹明显，且具有网格状分布的特征，主要发育有NWW、SN向两组断裂。虽然大部分断裂规模较小，切割也不深，但有些断裂规模较大，不仅延伸长、切割较深、而且影响范围也广，王家庄—泉水口断裂就是其中一条。该断裂呈北西西向展布在距湟水河8Km左右的盆地北侧，西起努木池沟，东至水磨沟一带，延伸长度大于15Km，产状291°/201°∠68°—81°,断裂带宽80—300m之间，为一走滑型正断层。其上、下盘地层均为γ²

1.2.2 地下水的分布及富水性特征

王家庄—泉水口脉状构造裂隙水赋存在断层角砾中，并沿断裂带呈条带状分布。地下水的富水性受断裂带内部特征、断裂带所处的地形位置、构造组合的控制。在断裂带内部次级断层分布带，断层角砾相对破碎松散，地下水富水性越强，如在王家庄一带，断裂带南侧单井计算涌水量大于8000m³/d，水量极丰富，而北侧单井计算涌水量为5000m³/d。其外，断裂带在地形低的河谷地带因补给充沛而相对富水；在构造交汇部位因赋水空间增大、断裂带更加破碎而富水。

1.2.3 地下水的水化学及动态特征

断裂带地下水的水化学类型以CI.SO₄•HCO₃—Na•Ca_a型水为主，矿化度小于1g/L，水质好。调查显示，该地下水在王家庄水井中水位变幅小于0.052m。沿线各上升泉流量、水温年变幅极小, 多年来动态稳定。

2.利用脉状构造裂隙水建设县城集中供水水源地尝试

2.1 水源位置的确定

依据导水断裂的水文地质特征，水源地的确定主要按技术经济合理、水质水量保证的原则进行。考虑到脉状构造裂隙水分布局限性大（很窄的条带）、水文地质条件复杂（富水程度变化大）、集中供水布井困难、井间干扰大等因素，为满足上述原则，我们采用了地面调查分析初定，物探具体圈定的方法进行确定。地面综合调查显示，导水断裂经过的引胜沟、土官沟、羊官沟段地下水相对富集，尤其是引胜沟不但距县城近，而且该段导水断裂与南北向断裂相交汇，断裂破碎带范围较大。物探进一步工作发现，强富水段分布在SN向断裂以东的河谷地带。据此将供水水源地确定在导水断裂老爷山山脚（如上图）。

2.2 水源地水文地质条件

水源地地下水为脉状构造裂隙水，含水层为断层角砾，由两组断裂组成，一组为近南北向展布，倾角74°—86°，西倾，断层带宽150余米，另一组近东西向展布，断裂带宽200米，带内次一级断层发育，明显的有4条，断层带宽10—50m，断层间距20—60m。两组断裂共同作用，形成宽90m左右，长近200m，深度大于200m的条带状构造破碎带。含水层顶板埋深38m左右，水头-2.5—-1.5m，井口水温达31℃，单井计算涌水量大于5000m³/d，水量极丰富。水化学类型为CI.SO₄•HCO₃—Na•Caa型水，矿化度小于0.76g/L，水质好。

2.3 水资源评价方法及成果

鉴于构造裂隙水水文地质条件相对复杂,补、径、排条件难以查明，很难用常用的补给量总和法、排泄量总和法或断面径流量法计算评价地下水资源量。本次依据《供水水文地质勘察规范》（GB50027—2001）9.4.13条的有关规定，按实际需水量，使用试验推断法评价地下水可开采量。

据开采性抽水试验资料，Q=f（s）曲线为直线性，单位涌水量289.34m³/d•m，经计算当设计地下水开采量为10000m³/d时，地下水水位降深为34.5m。外延值为1.41S_MAX，满足外延值小于1.75 S_MAX的有关要求，因此有足够的水源保证。

2.4 水源建设及开采验证

供水井布置在断裂带内，共三口井，为三角形布置，其中1、2号井相距19m，2、3号井相距39.5m，1、3号井相距52m。三井同时生产时，虽出现干扰现象（减少系数为0.28）,但实际出水量达12000m³/d。其中，1号井为3500m³/d、2号井为3500m³/d、3号井为5000m³/d，最大水位降深小于38m。

水源地建成后表现出了断裂带水特有的优势，除水量丰富、水质好、水温高等外，还因地下水水头高、供水井集中而具有取水经济、管理方便的特点。

3 导水断裂地下水进一步开发利用探讨

3.1 供水潜力分析

3.1.1 王家庄供水水源扩采潜力分析

按地方需水要求，本次评价王家庄水源地地下水可开采资源量为10000m³/d，但据开采验证，已建三口供水井，尤其是2、3号井在50m降深以内，有显著增加出水的能力。实际生产也表明，评价的可开采资源小于水源地的出水能力，扩采的潜力很大。

3.1.2 导水断裂水资源进一步开发利用分析

王家庄—泉水口断裂展布在苦咸水分布的湟水河谷附近，由于淡水资源奇缺，集中分布的河谷区居民至今还没有解决生活饮用水问题。经初步研究，导水断裂带在土官沟、羊官沟、卯寨沟、水磨沟内较为破碎，沿断裂均有地下水泄出，在羊官沟、水磨沟与SN向、NE向等两组或两组以上断裂相交汇，具有地下水富集的有利条件。开发利用该地下水不仅可解决河谷区广大居民的基本生存条件，而且对沿线大棚农灌，发展经济起到重要作用。

3.2 地下热水资源利用

王家庄—泉水口断裂为一切割深度较大的地壳断裂，伴有地热活动。沿断裂带多处出现地下热水露头点，如引胜沟王家庄号1泉、老爷山2号泉、羊官沟3号泉、卯寨沟4号泉、水磨沟6号泉等，其中，2号泉水温可达20℃，钻探资料现示，王家庄水井在200m以浅、井口混合水温高达31℃。据此推断该断裂带的地热在洗浴、大棚供暖等方面具有很高的利用价值，如在道教胜地老爷山前开发，对发展旅游业也有很好的促进作用。

3.3 对人体有益元素的开发利用

研究表明，沿断裂带出露的上述各地热异常泉点，地下水均不同程度的含有锶、锂、偏硅酸、二氧化碳、锌及放射性氡等对人体有益元素。老爷山2号泉自古就有药水泉之称，其对多种皮肤病、胃病均有疗效，经初步测定该泉地下水所含锶、锂、偏硅酸、二氧化碳等各元素含量达到《饮用天然矿泉水》（GB8537—1995）的界线指标，放射性氡含量也较高。积极开发利用这些有益元素，对人体保健意义重大，同时对发展地区经济具有重要意义。

4 结束语

水与人口和资源并称为人类21世纪可持续发展的三大社会问题。其中水是一切生命活动的基础，尤其是淡水资源是基础自然资源，是国民经济发展的战略性经济资源。我省虽处三江源头，但淡水资源严重不足，特别是人口、工农业生产活动集中分布的青东地区、共和盆地、柴达木盆地等地域，淡水资源的贫乏已严重制约着国民经济的可持续发展。人类生存、社会发展需要我们寻找大量的淡水供水水源地，然而，经过水文工作者数十年的努力奋斗，浅表层的淡水资源已基本了解并得到开发利用，寻找新的供水水源是摆在新一代水文工作者面前的重大课题，乐都盆地王家庄—泉水口导水断裂带的发现、成功开发，不仅对利用脉状构造裂隙水建设较大规模的集中供水水源的可能性做了成功尝试，而且对新的水源寻找做了探索，其对严重缺水区人畜饮水的解决及扶贫打井工程的实施具有示范意义。