杨德金，徐　伟，庞　良

(1.河南省地质矿产勘查开发局第一地质环境调查院，河南 郑州 450045 ；2. 河南省地质矿产勘查开发局测绘地理信息院，河南 郑州 450006)



低山丘陵区傍河水源地勘探实践与认识

杨德金1，徐伟2，庞良2

(1.河南省地质矿产勘查开发局第一地质环境调查院，河南 郑州 450045 ；2. 河南省地质矿产勘查开发局测绘地理信息院，河南 郑州 450006)

[摘要]通过低山丘陵区傍河水源地勘探实践，总结了水文地质勘察不同手段之间先后顺序及密切关系，分析水文地质钻探和抽水试验对水源地选择及参数计算的独特作用可知：低山丘陵区含水层储水条件差异性较大，地下水资源相对贫乏，水源地勘察难度较高，风险较大。供有关技术人员对类似地区开展水文地质勘察工作时进行参考。

[关键词]低山丘陵区；傍河水源地；勘探；认识

1工作区自然地理概况

为满足三门峡西站供水需要，在距该站西南10 km的灵宝市阳店镇车站一带拟建日供水6 500 m3的地下水供水水源地。工作区地面高程480～600 m，总体属于低山丘陵地貌单元区。好阳河河谷及古河道两侧为黄土塬，属于黄土塬间河川阶地区。多年平均降水量620.69 mm，多年平均蒸发量1 616.40 mm。好阳河源于东南部低山区，2006年4月在栾村西实测好阳河流量199.2 m3/h，流向磨头西200 m处断流，全部形成地下潜流，至方家河村溢出地表，在下村测流量105.0 m3/h。该河每年汛期有30 d左右的洪水期，该段最大流量15 m3/s。

2水文地质测绘及物探的先导性和钻探验证地层的最终确定性

(1)水文地质测绘先导性：在收集分析以往资料基础上，首先对水源地可能范围进行1：10 000的水文地质调查测绘。对区内机民井分布位置、井深、水位埋深、地层、涌水量、动水等各项参数进行调查测量和抽水试验，魔头村-下庄站这一塬间缓倾斜平原是基本农田，上部为粉质粘土层，下部为砂砾卵石层，该层顶板埋深15 m左右，特征与现有河道堆积物类似，初步确定为好阳河古河道分布位置。初步确定了本次水源地主要勘探位置可以选择好阳河河谷一级阶地和古河道一带。

(2)水文地质物探先导性：本次共实测5条水文地质物探剖面线。水文地质物探工作主要在阳店站至下庄车站铁路沿线两侧进行对称四极激电测深，查明150 m深度内地下含水层的厚度及其空间分布规律。Ⅰ线显示在阳店火车站一带南北方向地层具有卵石层；Ⅲ线显示纵向沿好阳河河谷分布有好的砂卵石层；Ⅳ线显示在好阳河河谷及两岸一级阶地分布有好的砂卵石层(见图1)。这些地层解译资料为水源地的选择提供了重要的方向性信息。

(3)钻探验证地层的最终确定性：物探资料促使业主优先考虑水源地选择在阳店火车站一带有卵砾石位置施工，便于统一管理且不受征地限制。首先在阳店火车站北施工了一眼地质孔，取出的卵砾石岩心，泥质含量占45%，不具有良好储水和透水功能，遂决定放弃该地。后又在物探反映卵石层分布较好的好阳河河谷右岸(北岸)一级阶地施工K1地质孔(见图1)孔深110 m，该孔分布较好的砂卵石层有三层，呈松散状态，具有很好的储水和透水功能。钻探结果验证，说明物探解疑成果可信度较高。为后续K2、K3两个探采结合井施工及水源地位置选择奠定了扎实基础。

3含水层组划分

好阳河古河道及一级阶地主要开发利用浅层含水层，据本次勘探地质孔K1和收集机民井资料[1]，本次主要勘察区内(漫滩、一级阶地、古河道)浅层含水层主要为上更新统(Q3)砂砾卵石层。其顶板埋深15～25 m，底板埋深55～70 m，静水位埋深介于10～20 m。水源地浅层卵砾石含水层组由三层组成，累计总厚度达20～25 m。

第一层底板埋深22 m左右，含水层厚度7 m左右，含水层岩性为浅灰色卵砾石，粒径一般2～100 mm。第二层底板埋深41 m左右，厚度2.5～4.0 m，为灰黄色卵砾石，粒径一般5～250 mm。第三层底板埋深56 m左右，厚度11 m左右，岩性为灰黄色卵石，粒径一般5～250 mm。好阳河一级阶地及古河道一带三层含水层之间通透联系密切，已形成了统一的浅层地下水系统，且含水层垂向接受降水、河水入渗条件好，故地下水类型统一按孔隙潜水考虑。

1-黄土；2-粘土夹卵石；3-粉质粘土；4-砂卵石

4抽水试验是查明水文地质条件的重要手段

抽水试验在查明水文地质条件时的重要性，是其他勘察手段无法替代的。该法可以直接反映含水层的富水性特征，可以取得用于水资源评价的水文地质参数等。

4.1含水层富水性分区

勘察区浅层含水层组富水性分区与区域浅层含水层富水性分区原则一致[2]，依据本次勘探孔和机民井抽水试验资料，按统一井径Φ325 mm，换算成统一降深5 m时的单井出水量。浅层含水层富水性划为四个区(见图2)：富水区(单井涌水量大于1 500 m3/d)；中等富水区(单井涌水量500～1 500 m3/d)；弱富水区(单井涌水量100～500 m3/d)；贫水区(单井涌水量小于100 m3/d)。

(1)富水区(Ⅰ)：分布在好阳河漫滩及一级阶地，含水层组岩性为第一、二、三含水层形成的卵砾石，泥质含量低，孔隙发育，透水能力强，含水层总厚度一般20 m左右。包气带岩性为全新统(Q4)的黄土状粉土、粉质粘土层和砂卵砾石层，结构较松，发育孔隙，地势相对较平坦，有利于大气降水入渗和好阳河上游地下水径流补给及地表水侧渗补给。据本次K2和K3探采井抽水试验资料，静水位埋深为10.97 m和10.32 m，降深达2.76 m和2.80 m时，单井涌水量分别为95 m3/h和60 m3/h。换算后单井涌水量大于1 500 m3/d。该区浅层地下水化学类型为HCO3-Ca·Mg型，pH值7.5，属中性水；矿化度311.93～419.02 mg/L，属淡水；硬度167.5～255.5 mg/L，属微硬水，水质良好。

1-富水性分界线；2-勘探孔；3-河水及地下水流向；4-水源地

图2浅层地下水富水性分区图

(2)中等富水区(Ⅱ)：该区分布于好阳河古河道，含水层为冲积形成的卵砾石层，泥质含量较低，透水能力较强，含水层厚度一般20 m左右，含水层顶板埋深一般15～25 m，底板埋深55 m左右，包气带岩性为全新统(Q4)粉土、粉质粘土层，孔隙发育，地势较平坦，有利于大气降水入渗补给，也有利于洪积扇地下水径流补给。据农业机民井抽水试验资料，换算后单井涌水量为500～1 500 m3/d。该区浅层地下水属中性水、淡水、微硬水，水质良好。

(3)弱富水区(Ⅲ)：分布于方家河和山前洪积扇一带。含水层为冲洪积泥质卵砾石层，泥质含量较高，透水能力较弱，顶板埋深30～40 m，底板埋深50.0～60.0 m，埋深较大，平均厚度7 m左右。包气带岩性为上更新统(Q3)冲洪积形成的粉土、粉质粘土层，地形坡度大，不利于大气降水入渗。换算后单井涌水量100～500 m3/d，统一划为弱富水区。矿化度811.79mg/L相对偏高。

(4)贫水区(Ⅳ)：分布于黄土塬，埋深100 m以上没有较好的含水层，零星分布有薄层泥质砂砾石层。单井涌水量小于100 m3/d，属贫水区。地下水为中性水、淡水。

4.2水文地质参数计算

抽水试验是确定评价区水文地质参数的重要手段，依抽水试验方法、地下水埋藏条件的不同，选用直线图解法、恢复水位法、配线法、裘布依公式与经验公式迭代法，综合确定水文地质参数。参数计算与评价区的浅层地下水统一按孔隙潜水考虑，含水层岩性包括卵砾石、及其顶板以上的粉土、粉质粘土层。 利用本次勘探孔抽水试验和机民井抽水试验资料，将含水层渗透系数(K)、导水系数(T)、影响半径(R)、重力给水度(μd)等水文地质参数计算结果汇总于表1。其中重力给水度(μd)通过抽水时观测孔的试验资料用配线法获取。

表1　水文地质参数计算成果汇总表[1]

5低山丘陵区集中供水傍河水源地选择

低山丘陵区集中供水傍河水源地选择应参照以下原则[3]：(1)首先选择砂砾卵石层含水层厚度较大且泥质含量较少，单井涌水量大而降深较小的富水性较强的河谷一级阶地地区。(2)选择降水入渗、侧向补给和径流补给条件好地段，充分利用含水层所具有的调节性和多年周期性补给的特点，达到以丰补欠，综合均衡的目的。(3)综合考虑用水单位全面长期供水运行计划，尽量避免与农业灌溉用水矛盾，兼顾经济效益与环境效益。(4)充分考虑水源地开采期的大气降水、地表水、地下水可互相转化的统一水资源系统，开采期转化往往更为明显与强烈。(5)在整个开采期间水位降深不易过大，单井出水量不会减少，不发生危害性环境地质问题和不影响农村生产、生活用水。

好阳河河谷是现代河流径流通道，水源地段河床及一级阶地总宽度为280～400 m，含水层3层且厚度大，属富水区，大气降水、径流补给及侧渗补给条件好，分布较少农田和农用井，农业开采量小。分布范围狭窄，布井条件受限制，开采井不能分布在河床(防洪水)，只能布置在一级阶地，成条带状展布。好阳河古河道宽度550～1 000 m，含水层3层且厚度大，属中等富水区，农用开采量很大，若建水源地将与农业争水产生较大矛盾。通过勘查区水文地质条件与以上原则对比，最终选择好阳河河谷两岸一级阶地作为水源地布井区。本次水源地水资源评价主要采用均衡法和开采条件下非稳定流干扰井公式法进行计算。最终平行直线补给边界布置5眼井(备用1眼)，常规运行4眼井即满足水资源6 500 m3/d需求。水源地建成后，经过7 a正常使用，运行状态良好。

6结语

通过本次水源地勘探，低山丘陵区含水层储水条件差异性较大，地下水资源相对较贫乏，水源地勘探难度较高，风险性也较大。水源地选择除了考虑业主便于管理和经济效益外，更主要应运用水文地质测绘、物探、钻探、抽水试验等多种手段相互印证综合分析，并综合考虑地质构造、含水层富水性、地下水补径排条件、水资源补给量及排泄量等，才能客观地选择出更合适的位置，且均衡法更适合类似地区评价地下水资源。

参考文献

[1]庞良，倪学栓，郭永平，等.河南省灵宝市阳店水源地供水水文地质详查报告[R].郑州：河南省工程水文地质勘察院.2006.

[2]杨国平，程新涛，朱东良，等.灵宝县思平水源地供水水文地质勘察报告[R].郑州：郑州地质工程勘察院.1996.

[3]施鑫源，阮淼森，王世杰，等.供水水文地质手册(第三册)[M].北京：地质出版社.1983.

The exploration practice and knowlege of drawing near a stream in the low hill and hills

YANG De-jin1，XUWei2，PANGLiang2

(1.Geological Environment Investigation Institute of Geological Mineral Prospecting Development of Henan Province, Zhengzhou 450045, Henan；2.Mapping Geographial Formation Institute of Geological Mineral Prospecting Development of Henan Province, Zhengzhou 450006，Henan)

Abstract:Through the exploration practice of drawing near a stream the low hill and hills， the article summarizes the priority sequence and closer relations and analyzes the unique action of the hydrologic drill and pump water test on selecting the water source and counting paramenters. The result shows that there is larger differences of water storage in the aquifer of the above mentioned area. The groundwater resources are relatively poor ad its water resource investigation is more difficult and risk. These information can be referenced for the technical personnel whom are going to develop hydrologic prospecting in similar areas.

Key words:Low hill and hills；the source of drawing near a stream；exploration and knowledge

[收稿日期]2015-10-28

[作者简介]杨德金(1963-)，男，河南信阳人，高级工程师，主要从事水文地质勘察生产技术与管理工作。

[中图分类号]P641.7

[文献标识码]B

[文章编号]1004-1184(2016)01-0101-03