河南理工大学 徐郅杰

（1.河南理工大学，河南 焦作454000；2.河南省地质环境监测院，河南 郑州450016）

0 前言

鹤壁市是一个以煤炭工业为主的新兴重工业城市。根据《鹤壁市城市总体规划》，未来将加速发展淇滨区，努力提高山城区、鹤山区，积极发展两县城，点轴开发，带动全面。到2015年城市人口将达40.4万人，其中山城、鹤山区人口为30.3万人，淇滨区作为新成区，人口将达10.1万人[1]。逐步形成与市域经济、社会发展相适应的规模有序、分工合理、布局顺畅、协调发展的区域城镇网络。

随着鹤壁市工业的快速发展，城市规模的增大、人口的增加，对水资源的需求将越来越大。鹤壁市发展已向新区转移，据预测到2015年城市市区面积达到767km2，建成区面积达到106.4km2，总需水量预测36683万m3/a[2]。按照规划盘石头水库可向鹤壁市供水13500万m3/a，淇河供水量2454万m3/a，地下水可供水量3701万m3/a，矿坑水可利用量1388万m3/a，中水回用量3000万m3/a，南水北调分配水量7596万m3/a，总可供水水量达31639万m3/a。仍然缺水5044万m3/a[3]。因此，寻找稳定可靠的后备地下水供水水源地，对鹤壁市国民经济的可持续发展具有重要的意义。

1 自然地理概况及地质概况

1.1 气象

本区属北温带大陆性季风气候区，四季分明，多年平均气温14.2℃，最高气温42.2℃，最低气温-17.5℃；多年平均蒸发量1467.7 mm。根据区内及其周边发布的9个雨量站1956～2004年共49年雨量资料统计，本区多年平均降水量651.4 mm，历年最大降水量1324.4 mm，历年最小降水量305.0 mm。因受季风与地形影响，降水四季分配不均，夏季6、7、8三个月降水量占全年降水量的57%，降水量依地势由西向东递减。

1.2 水文

区内河流均属海河流域卫河水系，除淇河为常年性河流外，其它均为季节性河流。

淇河是区内最大河流，发源于山西省陵川县方脑岭，流经河南辉县、林县、鹤壁、浚县，于浚县淇门入卫河，流域面积2141.5km2，年径流量以地下水为主，其径流过程基本平缓，引起河水大幅度涨落主要为大气降水，且多集中在汛期6、7、8三个月。多年平均流量12.53 m3/s，历年瞬间最大流量5590 m3/s，历年最小瞬间流量0.68 m3/s。

1.3 地质构造

普查区构造部位处于新华夏系华北坳陷之西部和太行山隆起的东南边缘，南邻秦岭东西复杂构造带，西与晋东南山字型东翼反射弧相接，地质构造比较复杂。

普查区经历了长期、多次的构造运动，尤以燕山—喜山期表现最为强烈。构造形迹以断裂为主，褶曲不发育。西部基岩区除太古代地层外，岩层产状平缓，倾角多在5°～10°左右，总体向北东和北倾斜，基本组成一略具波状起伏的单斜构造。各类断裂力学性质复杂，一般具有多次活动的特点。按其所归属的体系，分别组成东西向构造、南北向构造、北东向构造（华夏系）、新华夏系四种主要构造体系。

1.4 区域水文地质条件

根据地下水赋存介质的性质及其空隙特征，将普查区地下水划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶地下水和基岩裂隙水。不同类型的地下水，赋存于不同的含水层当中，这些含水层又有各自的水理特性。按照含水层大体一致的水理特性，将普查区划分为第四系含水岩组、新近系含水岩组、石炭～二叠系含水岩组、寒武～奥陶系含水岩组和岩浆岩含水岩组。

2 岩溶地下水资源评价

地下水资源计算与评价的常用方法有水量均衡法、解析法、数值模拟法和抽水试验法。水量均衡法建立在水量均衡原理上，它通过对地下水补给量、排泄量和含水层储存量变化反映水资源量，计算原理简单，适用性强，不受地域和水文地质条件复杂程度限制，在地下水资源评价中得到广泛的应用。数值法是一种比较先进的计算方法，借助于计算机可以求解大型及任何复杂的地下水水流计算与预测问题。根据本次工作情况，采用均衡法计算和评价区域岩溶水多年补给量和排泄量；采用解析法、数值模拟法计算和评价普查区后备水源地的允许开采量。

根据水量均衡计算结果，庙口泉域天然条件下岩溶水多年平均补给量为3049.13万m3/a（0.97m3/s），岩溶地下水总排泄量为3062.57万m3/a，其中自备井开采量1168万m3/a、迳流排泄量为1894.57m3/a（5.19m3/d）。根据允许开采量评价原则，天然排泄量尚未加以利用时，可以利用天然排泄量作为开采截取量。庙口泉域现状1894.57万m3/a（5.19m3/d）的天然排泄量可作为可采资源量进行开采是可行的，确定后备水源地5万m3/d允许开采量是有保证的。

在大李庄—郭湾一带以50000m3/d开采量进行开采计算，通过数值模拟方法模拟计算出后备水源地降落漏斗中心水位降深最大为46.8m（2020年3月）；非稳定解析法预测距抽水点500m水位降深为82.1m，说明降落漏斗中心降深大于82.1m，大井法预测水源地降落漏斗中心水位降深为48.4m。数值模拟方法和大井法预测结果相近，而非稳定解析法预测结果却相差很大，原因是用非稳定解析法预测时，假设只有一口井以50000m3/d的开采量抽水，使岩溶水水位降深较大，这不符合水源地开采的实际情况，因此数值模拟方法和大井法两种方法预测的结果比较可靠。开采条件下的动态预测分析，说明了后备水源地允许开采量5万m3/d是可性的。

综上所述，在掌握地下水动态与开采现状的基础上，经多种评价方法计算，后备水源地5万m3/d允许开采量是有保证的。

3 结论与建议

3.1 结论

1）通过对普查区进行调查，并在重点普查区开展物探、钻探、抽水试验、地下水动态观测、水质分析等工作，大李庄—郭湾一带上部第四系厚度10-20m，其下部为岩溶较发育的奥陶系中统灰岩，涌水量处于强富水区；该带还处于地质构造破碎带及断层的交汇地带，有利于岩溶水的赋存及运移；该带主要接收庙口泉域大气降水补给和地下迳流补给，多年天然补给量达0.97 m3/s，地下水迳流及交替强烈；该带岩溶地下水开采不影响许家沟泉的溢出。确定大李庄—郭湾一带为鹤壁市岩溶地下水后备水源地。

2）采用水量均衡法计算，许家沟泉域岩溶水多年平均补给量为7428.43万m3/a（2.36 m3/s），多年平均排泄量7438.43万m3/a（2.36m3/s），庙口泉域岩溶水多年平均补给量为3049.13万m3/a（0.97m3/s），多年平均排泄量3062.57万m3/a（0.97 m3/s），多年岩溶水量处于均衡状态；采用数值法、解析法进行区域和普查区模拟和预测，认为在后备水源地增加5万m3/d开采量情况下，岩溶水中心水位降深45-48.4m能满足开采要求，确定后备水源地5万m3/d允许开采量可作为鹤壁市岩溶水开发利用规划的依据。

3.2 建议

1）加强后备水源地保护，控制庙口、土门、形盆一带工厂废水、生活污水排泄，确保水源地岩溶水不受污染。

2）后备水源地岩溶水开发利用要统一规划、科学管理。庙口镇供水、后备水源地农村居民用水及水源地开采，要进行统一规划，分配开采水量。

3）开展庙口泉域地下水库调蓄试验工作，为后备水源地提供水源保证。

4）本次工作为普查阶段，在后备水源地开采前要进一步进行详细勘查，为后备水源地开发利用提供科学依据。

4 结束语

鹤壁市岩溶属于北方岩溶的一部分，鹤壁市岩溶地下水评价对中国北方地区岩溶地下水有积极的示范作用，适用于裸露型及覆盖型岩溶。在相似的气候及水文地质条件下，报告的评价方法有着广泛的应用前景。

［1］鹤壁市人民政府.鹤壁市城市总体规划[Z].鹤壁,2006.

［2］鹤壁市水资源管理计划节约用水办公室.鹤壁市区水资源评价及规划报告[Z].鹤壁,1985.

［3］河南省水文地质工程地质勘察院.河南省鹤壁市供水水文地质勘察报告[Z].鹤壁,2012.