林桂香，魏永霞，程宏超

(安徽省地质环境监测总站，安徽 合肥 230001)

淮南市山南新区地下水资源评价

林桂香，魏永霞，程宏超

(安徽省地质环境监测总站，安徽 合肥 230001)

山南新区位于安徽省淮南市，该市地下水依据赋存条件和含水介质特征可分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙水和碳酸盐岩裂隙水三种类型，依据地形地貌和水文地质条件划为两大类评价区。分区计算了山南新区不同年型的地下水各项补给量和排泄量，得出地下水储存量为1 260.60万 m3，地下水天然资源量多年平均为1 187.31万 m3，地下水年开采量为534.29万 m3。地下水质量总体良好，Ⅱ～Ⅲ类水占74.2%，分布于大部分地段；Ⅳ～Ⅴ类水占25.8%。局部地区有污染现象，应予以重视，通过评价，为合理开发利用和保护地下水资源提供依据。

地下水资源；地下水均衡；地下水水质评价；淮南市

1 概述

山南新区位于淮南市舜耕山以南,由田家庵区三和乡、大通区孔店乡、谢家集区和杨公镇的部分行政村组成，主要功能为行政、办公及文教中心，规划到2020年，山南新区建设面积60 km2，人口70万人。根据多年监测资料可知，区内多年平均降水量为920 mm，多年平均蒸发量为940 mm。地表水发育，水库、水塘星罗棋布，沟渠纵横交错，以中部高地为界，西部属瓦埠湖流域，东部属高塘湖流域，但是随着山南新区社会经济的快速发展和人口的不断增加，对水资源的需求日益增长。地下水是水资源的重要组成部分，具有十分广泛、不可替代的开发利用意义。通过对地下水资源的评价，全面掌握山南新区地下水资源的特征，为合理开发利用和保护地下水资源，加强地下水开发利用的监督管理提供理论依据。

2 地下水形成的地质条件

评价区区域地层隶属华北地层大区晋冀鲁豫地层区徐淮地层分区淮南地层小区，地层有上太古界霍邱群、青白口系刘老碑组、震旦系九里桥组和四顶山组、寒武系张夏组和崮山组、白垩系张桥组、第三系及第四系。本区地下水依据地下水赋存条件和含水介质特征，可划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水三种类型。

为便于进行富水性划分、对比，对区内的抽水民井、钻孔的口径与降深，均进行了统一换算。松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水按降深5m，口径300 mm换算单井涌水量。

式中：Q为涌水量( m3/d)；Q′为换算石钻孔涌水量(m3/d)；D为原口径(mm)；D′为换算口径(mm)；S为实际降深(m)；S′为换算降深(m)

2.1 松散岩类孔隙水

广布于中南部平原区。根据工程物探、钻探资料，含水岩组由第四系全新统和上、中更新统的亚粘土、亚砂土、泥质粉砂及粘土组成。厚度一般10～30 m，总体上南薄北厚、西薄东厚。含水层不发育，仅在古地形低凹处常有亚砂土、泥质粉砂薄层透镜体分布，单井涌水量一般小于10 m3/d，富水性极差。地下水水力性质为潜水，水位埋深一般1～3 m，年水位变幅2～3 m。

2.2 碎屑岩类孔隙裂隙水

广泛分布于山前斜地、二级阶地和一级阶地，除舜耕山西部南麓地带有零星的露头分布外，大部分被第四系所覆盖。含水岩组主要由白垩系、第三系的泥岩粉砂岩、砂砾岩等碎屑岩组成，地下水赋存于风化孔隙、裂隙和构造裂隙中，富水性受岩性和孔隙、裂隙发育程度的控制。

根据工程物探、钻探及野外调查资料，本区断层带岩性主要为碎屑岩组成，裂隙发育程度较差，分布不均匀，多被泥质、钙质胶结，断层富水性和导水性均差。而在基岩与第四系接触带，即风代壳，岩石遭受一定程度的侵蚀风化，原生结构被破坏，孔隙、裂隙相对较为发育，是碎屑岩类孔隙裂隙水的主要富集层位。基岩风代壳埋深南部刘家岗—马厂集一带>20 m，厚度一般2～3 m，单井涌水量50～100 m3/d，富水性较差。其余地段风代壳埋深<20 m，厚度一般0.5～1 m，单井涌水量覆盖型10～50 m3/d，富水性差；裸露型<10 m3/d，富水性极差。由于被第四系覆盖，地下水具微承压性质，水位埋深2～10 m,年水位变幅4～7 m。

2.3 碳酸盐岩裂隙岩溶水

分布于北部舜耕山山体的南侧，部分隐伏于第四系之下。含水岩组主要由寒武系、震旦系的白云岩、条带状灰岩、硅质泥质白云岩、砂岩及页岩等组成。其地表溶沟、溶槽沿裂隙及层面发育一般；隐伏碳酸盐岩裂隙、岩溶相对发育，一般发育深度50～150 m，向下随深度的增加而减弱。由于裂隙岩溶发育的不均一性，其富水性的变化也较大，一般单井涌水量裸露型<100 m3/d，富水性较差；覆盖型为100～500 m3/d，富水性中等。沿断裂交错部位或遇隔水层时，在地形低凹处地下水常以泉的形式出露地表。地下水具承压性质，一般水位埋深为8～15 m, 年水位变幅2～3 m。

3 计算区的划分及地下水资源参数的确定

3.1 评价区类型划分

3.1.1 范围

由于山南新区北部为东西走向的舜耕山山脉，是区域上南北两个相对独立完整的水文地质单元边界，且考虑尽量与新区规划建设用地范围相吻合。因此，本次调查评价范围北以舜耕山山脊线为界，南到南纬十二路，西起南经一路，东至东环路，面积87.50 km2。

3.1.2 类型划分

根据地形地貌特征和水文地质条件的不同，将本区划分为两大评价类型区，即平原区(Ⅰ)、丘陵区(Ⅱ)。

在平原区(Ⅰ)中，根据次级地貌形态、包气带岩性及降水入渗系数等条件，又划分为三个亚区：

一级阶地亚区(Ⅰ1):东南部地势相对低洼的地段，包气带岩性为亚粘土，地下水类型为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。

二级阶地亚区(Ⅰ2):大部分地段，地势略有起伏，包气带岩性为亚粘土、粘土，地下水类型为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。

山前斜地亚区(Ⅰ3)：北部山前地带，包气带岩性为粘土，松散层厚度较薄，一般小于5 m。按下伏基岩岩性，又分为碎屑岩(Ⅰ13)和碳酸盐岩(Ⅰ23)二个地段。其中碎屑岩地段地下水类型为基岩裂隙水；碳酸盐岩地段地下水类型为岩溶水。

在丘陵区(Ⅱ)中，根据地下水类型，又划分为二个亚区：

一般丘陵亚区(Ⅱ1):本区东北角，基岩为碎屑岩，大多被较薄的第四系覆盖，地下水类型为基岩裂隙水。

岩溶丘陵亚区(Ⅱ2):本区北部，岩石大多裸露，为碳酸盐岩，地下水类型为岩溶水。

3.1.3 边界处理

顶部边界，与大气降水、地表水交换强烈，视为开放的补排边界。

底部边界，下伏基岩为碎屑岩和碳酸盐岩，一定深度内裂隙、岩溶不发育，透水性极差，可视为隔水边界。

周边边界，北部为舜耕山山脉，山脊线两侧地层分别是寒武系上统硅质泥质白云岩和奥陶系下统白云质灰岩夹泥岩，岩溶不发育，是区域上南北两个相对独立完整的水文地质单元边界，故视为隔水边界；南部因区域地下水流向由北向南，存在一定的水力梯度，故视为排泄边界；东、西部两侧地段，由于侧向径流量小，保证程度低，且评价过程中视邻区以同等强度开采，故处理为零通量边界。

3.2 评价方法及水文参数确定

基于本次为区域性水资源调查评价，目的为水资源管理和规划服务。因此，采用水均衡法进行地下水天然资源评价，在天然资源评价的基础上，采用可开采系数法进行开采资源评价。评价代表年为多年平均、75%保证率年(枯水年)和95%保证率年(特枯水年)。

水文地质参数除渗透系数(K)由本次野外试验求得外,其余参数主要依据《淮南市水文地质工程地质环境地质综合详查报告 》(1：5万)及定远幅、蚌埠幅、 寿县幅《区域水文地质普查报告》(1：20万)成果，并参考邻区《安徽省淮北平原浅层地下水资源评价报告》中有关野外勘探试验成果综合予以确定。

4 地下水天然资源量计算

天然资源即天然状态下，一个完整的水文地质单元或人为确定的某一区域地下水所接受的各项补给量的总和。由于人类活动的影响，天然状态已不存在，通常以现状条件下的补给量的总和作为天然资源。本次主要采用地下水的天然补给量来评价地下水天然资源，且采用地下水的排泄量来验证天然补给量。

4.1 天然补给量

本区天然补给量主要包括降水入渗量、地表水灌溉入渗量、渠系渗漏量、库塘渗漏量四项。

4.1.1 降水入渗量

采用系数法计算。降水量引用淮南气象局提供的降水资料成果，基本系列长度为1955—2004年，平面上因本区面积较小均采用一个数值。多年平均降水量为920 mm，75%保证率年降水量为736 mm，95%保证率年降水量为563 mm。计算面积由分区图上直接量取，按10%扣除地表水体、房屋、道路、城镇等面积进行计取。总计算面积(F)为78.75 km2。降水入渗量多年平均为1 010.83万 m3,75%保证率年为808.68万 m3，95%保证率年为618.59万 m3。结果见表1。

4.1.2 地表水灌溉入渗量

采用系数法计算。本区农业灌溉主要分布于平原区，全部引用地表水，总灌溉面积约4.7万亩。灌溉量根据本次调查资料且结合有关研究成果确定综合灌溉定额后，按灌溉面积计算得出，多年平均为362.80万 m3,75%保证率年为435.49万 m3, 95%保证率年为522.58万 m3。地表水灌溉入渗量多年平均为36.28万 m3,75%保证率年为43.55万 m3，95%保证率年为52.26万 m3。结果见表1。

4.1.3 渠系渗漏量

采用系数法计算。本区渠系主要分布于平原区，总长度(L)为70.32 km，地表水灌溉量多年平均为362.80万 m3,75%保证率年为435.49万 m3, 95%保证率年为522.58万 m3。渠系渗漏量多年平均为156.09万 m3,75%保证率年为173.44万 m3, 95%保证率年为130.64万 m3。结果见表1。

4.1.4 库塘渗漏量

采用体积法计算。本区库塘渗漏主要分布于平原区，总面积(F)为0.99km2(丘陵区和山前斜地地段的库塘，基底为基岩, 其渗漏较微弱，保证程度低，未予计算)。年库塘渗漏量为49.50万 m3(多年平均、75% 保证率年和95% 保证率年差别不大,视为常量)。结果见表1。

表1 天然补给量一览表 万 m3/a

4.2 天然排泄量

由于人类活动的影响，天然状态下已不存在，通常以现状下的排泄量的总和作为天然排泄量，主要包括潜水蒸发量、南部侧向径流排泄量、丘陵区泉水溢出量(即丘陵区地下水的径流排泄量)和地下水开采量四项。

4.2.1 潜水蒸发量

本区潜水蒸发主要分布于平原区，总计算面积为68.70 km2(丘陵区地下水水位埋深较深，潜水蒸发量趋近于零，未予计算)。潜水蒸发强度主要取决于水面蒸发强度和潜水埋深，埋深起主导作用。多年平均和75%保证率年、95%保证率年的蒸发强度有文献得到。计算结果见表2。

表2 天然排泄量一览表 万 m3/a

4.2.2 南部侧向径流排泄量

本区地下水总体趋势由北向南径流,南部边界为排泄边界,其地下水向南部邻区排泄。根据野外调查及钻探资料可得到评价区地下水水力梯度、含水层平均厚度、总过水断面面积。地下水年侧向径流排泄量计算结果见表2(多年平均和75%保证率年差别不大,视为常量)。

4.2.3 泉水溢出量

本区北部丘陵区地下水主要以泉水溢出的方式向沟谷排泄，形成一些地表水库。地下水平均径流模数根据本次调查资料且结合有关研究成果确定；计算面积丘陵区面积相同。年泉水溢出量计算结果见表2(多年平均和75%保证率年差别不大,视为常量)。

4.2.4 地下水开采量

本区地下水开采主要为人畜用水，农业灌溉和乡镇工业不开采地下水。根据野外调查结果，利用人、畜用水定额量以及人、畜数量，计算出本区年地下水总开采量为94.90万 m3。

4.3 天然资源量

地下水天然资源量见表3。

表3 天然资源量计算成果表

备注：75%年、95%年只能用补给量表示天然资源

5 地下水开采资源量

区域地下水开采资源量的评价，有各种不同的做法。本次采用可开采系数法来评价地下水开采资源量。计算结果见表4。

6 地下水储存量

本区地下水主要储存于碎屑岩孔隙裂隙中(松散岩类孔隙水含水层不发育，储水能力差；碳酸盐岩裂隙岩溶水分布面积小，储存量小，未予计算)，分布范围为平原区和一般丘陵区，含水层平均厚度取1.50 m。地下水储存量为1 260.60万 m3。

表4 开采资源量计算成果表

备注：全区面积为87.5 km2,其中平原区为76.33 km2，丘陵区11.17 km2

7 地下水资源评价

7.1 地下水资源分布

由上面计算可知，地下水资源模数平原区大于丘陵区，造成这种分布特征的原因有三个：(1)地下水的埋深；(2)岩性特性，即岩性透水性；(3)地形。平原区地表水系发达，另外地下水埋深相对较大，平原区除接受降雨补给外，地表水系渗漏补给亦是其主要来源；丘陵区补给源只有降雨补给，丘陵地形坡度较大，基底为基岩, 其渗漏较微弱，保证程度低。

7.2 地下水补排平衡

根据水均衡原理：天然资源量的评价是从补给和排泄两个方面论证的，评价水平年为多年平均和75%保证率年、95%保证率年，天然补给量和天然排泄量两者基本平衡。

8 地下水资源质量评价

本区地下水质量总体良好，Ⅱ～Ⅲ类水，占74.2%,分布于大部分地段；Ⅳ～Ⅴ类水,占25.8%,零星分布于刘家岗、南孟郢、北孟郢等地段。不同类型的地下水分述如下。

8.1 松散岩类孔隙水

松散岩类孔隙水水样12组，水化学类型以HCO3-Ca·Na型为主，其次为HCO3·Cl-Ca·Na型。溶解性总固体428.04～2887.55 mg/L，总硬度177.66～1 807.63 mg/L，pH值7.33～8.30。超标组份(相对Ⅲ类水标准)主要为总硬度、溶解性总固体 、Cl-，超标率分别为33.3%、33.3%、16.7%,最大超标倍数分别2.8倍、4倍、4.1倍。综合评价结果：Ⅲ类水占58.3%、Ⅳ类水和Ⅴ类水均占16.7%、Ⅱ类水占8.3%，水质较差。

8.2 碎屑岩类孔隙裂隙水

碎屑岩类孔隙裂隙水水样15组，水化学类型以HCO3·Cl-Ca·Na型为主。溶解性总固体488.69～1 189.56 mg/L，总硬度210.69～595.04 mg/L，pH值7.37～7.92。超标组份主要为总硬度、溶解性总固体、NO3-、NH4+，超标率分别为26.7%、26.7%、20%、13.3%，最大超标倍数分别1.2倍、1.3倍、6.8倍、1.5倍。综合评价结果：Ⅲ类水占66.7%、Ⅳ类水占26.6%、Ⅱ类水占6.7%，水质良好。

8.3 碳酸盐岩裂隙岩溶水

碳酸盐岩裂隙岩溶水水样4组，水化学类型以HCO3-Ca·Mg型为主。溶解性总固体499.26～587.30 mg/L，总硬度251.73～358.82 mg/L，pH值7.42～8.28。无超标组份。综合评价结果：Ⅲ类水占75%、Ⅱ类水占25%，水质优良。

9 结论与建议

9.1 结论

本区地下水主要储存于碎屑岩孔隙裂隙中，储存量为1 260.60万 m3。

地下水天然资源量多年平均为1 187.31万 m3, 其中平原区为1 078.71万 m3,丘陵区为108.60万 m3；多年平均、75%保证率年和95%保证率年平原区的天然资源量均大于丘陵区。天然资源模数多年平均为13.57万 m3/a·km。地下水年开采资源量为534.29万 m3、开采资源模数为6.11万 m3/a·km2。

地下水质量总体良好，Ⅱ～Ⅲ类水占74.2%，分布于大部分地段；Ⅳ～Ⅴ类水占25.8%,零星分布于刘家岗、南孟郢等地段。地下水宜作为工农业用水。局部地下水已遭受一定程度的污染，NO3-、NH4+、Cl-分别超标6.8倍、1.5倍、4.1倍，应引起重视，因地下水一旦被污染，治理是十分困难的。

9.2 建议

(1)建立城区地下水动监测态网，开展水文地质试验和水质监测工作。

(2)开采碳酸盐岩裂隙岩溶水时，须进行工程物探工作，寻找裂隙岩溶相对发育的地段，避免盲目施工打井。

(3)开展节水工作。居民生活用水提倡使用先进的节水设施和器具；工业用水提高重复利用率；农业发展滴灌、喷灌，减少大水漫灌。

(4)城市规划和建设的初期，就应重视加强污染源治理工作，做到“在保护中开发，在开发中保护”。

[1]1：20万定远幅区域水文地质普查报告.安徽省地质局323地质队.1979.

[2]1：20万寿县幅区域水文地质普查报告.安徽省地质局337地质队.1989.

[3]1：20万蚌埠幅区域水文地质普查报告.安徽省地矿局第一水文地质工程地质队.1986.

[4]安徽省淮北平原浅层地下水资源评价报告.安徽省水文地质总站.1984.

[5]淮南市城市区域地质调查报告.安徽省地矿局337地质队.1989.

[6]淮南市水文地质工程地质环境地质综合详查报告.安徽省地矿局第一水文地质工程地质队.1990.

[7]安徽省地下水资源评价和水源地开采现状调查报告.安徽省地质环境监测总站.1995.

[8]安徽省地下水资源评价报告.安徽省地质环境监测总站.2002.

[9]中国城市规划设计研究院，淮南市规划局.淮南市南部新区分区规划.淮南新城区河流水系改造和景观规划.2006.

[10]水文地质手册.北京地质出版社.1985.

[11]水文地质学基础.北京地质出版社.1995.

[12]曾昭慈.安徽省水资源开发利用的探讨.安徽地质.1997.7(4).

[13]黄永基，马滇珍.区域水资源供需方法分析.南京:河海大学出版社.1990.

[14]张可迁,彭玉怀,杨兆军.安徽省水资源开发利用. 安徽地质.1997.7(4).

Evaluation of groundwater resources in the southern district of Huainan city

LIN Gui-xiang, WEI Yong-xia, CHENG Hong-chao

(The General Station of Geological and Environmental Monitoring in Anhui Province,Anhui Hefei 230001)

Shannan district is located in the of Huainan city, Anhui province, the city according to the occurrence conditions and groundwater aquifer medium characteristics can be divided into the loose rocks, clastic rocks of pore water and pore water carbonate fissure water three types, according to the topographic and hydrogeological conditions, they are classified into two categories. Partition in Shannan district was calculated in different type of groundwater recharge and excretion, groundwater storage capacity is 12.606 million m3, groundwater natural resources for many years an average of 11.873 1 million m3, groundwater annual production of 5.342 9 million m3. Groundwater quality generally good, Ⅱ ～ Ⅲ class water 74.2%, distributed in most areas; Ⅳ ～ Ⅴ class water accounted for 25.8%. The pollution phenomenon of local areas should be taken seriously, and by evaluation, the basis for rational development and utilization and protection of groundwater resources should be provided.

groundwater resources; groundwater equilibrium; assessment of groundwater quality; Huainan city

2017-03-27

淮南市山南新区地下水资源调查评价

林桂香(1982-)，女，安徽合肥人，工程师，主要从事水工环工作。

P641.8

B

1004-1184(2017)04-0032-04