杨 闪 张 晶

(华北有色工程勘察院有限公司)

干旱地区降水量小而蒸发量大，地下水总资源量相对匮乏，对地下水的利用需要十分谨慎，因此对地下水资源量的准确评价显得尤为重要。利用大型群孔抽水试验对地下水系统形成强烈扰动，揭露含水层水文地质条件，取得准确计算参数，为准确评价地下水允许开采量提供依据[1-4]。

1 区域水文地质条件

研究区由构造剥蚀形成的波状丘陵和坡地组成，南高北低。南北向大沟谷呈“人”字型贯穿全区，构成一个完整的水文地质单元。区内属典型的大陆性草原气候，年均降水量241.8 mm，年平均蒸发量1 032.2 mm。区内沟谷存有季节性河流，最大流量27.8 L/s，最小流量1.64 L/s，平均流量7.9 L/s。研究区水文地质见图1。

2 研究区地下水类型

研究区地下水划分为以下3种类型：

(1)第四系松散岩类孔隙含水层组主要分布于沟谷地带，岩性以含黏性土中粗砂及细砂为主，厚度一般为5～10 m，单位涌水量0.52 L/(s·m)，渗透系数1.46 m/d，含水层透水性及富水性在空间上分布极不均一。在主干沟谷下游地区，白垩系含水层水头一般高出第四系水头4～8 m。第四系在沟谷低洼处含水，在其他地段基本透水不含水。

(2)白垩系碎屑岩类裂隙—孔隙含水层组主要分布于西北部，含水层岩性为弱胶结的中粗砂岩、粉砂岩等，渗透系数0.035～12.600 m/d，单位涌水量0.31～4.85 L/(s·m)，一般含水层顶板埋深115～150 m，含水层补给条件较差，自南向北泥质含量随之增大，含水层逐渐尖灭。

图1 研究区水文地质

(3)火成岩类裂隙含水岩组广泛分布于南部、东部中低山区。风化带发育厚度30.9～51.9 m，风化裂隙较发育，水位埋深一般0.5～18.5 m，单位涌水量0.18～0.20 L/(s·m)，渗透系数0.015 m/d。

3 研究区地下水补给、径流和排泄条件

研究区地下水以地表分水岭为界形成一个完整的水文地质单元，地下水运动以垂向交替运动为主，侧向径流为辅。地下水接受大气降水入渗补给后，大部分地下水短途运移就地排泄消耗，小部分向主干沟谷汇集。地下水在主干沟谷自南向北径流，在北部含水层厚度变薄，尖灭段通过第三系越流或天窗补给第四系地下水，最终以潜水蒸发形式排泄。

4 群孔抽水试验结果与讨论

群孔抽水试验布置抽水孔6个，观测孔108个，其中管外孔6个，白垩系观测孔59个，第四系观测孔43个。控制范围南北长21 km，东西长14.5 km，面积236.33 km2，对范围内排水渠道进行防渗处理。抽水试验历时20 d，恢复阶段73 d，各抽水孔流量和水位变化情况见表1。

表1 各抽水孔水量和相应水位降深

通过表1和试验过程现象进行分析：

(1)抽水量相对较大，对地下水系统震动强烈，暴露了地下水系统的内在规律，主抽水孔水位降低13.36～14.15 m，降落漏斗南北长约30 km，东西宽3～8 km，影响范围约240 km2。群孔抽水试验等降深曲线见图2。

图2 群孔抽水试验等降深曲线

(2)白垩系承压水与第四系潜水水力联系较好。群孔抽水试验期间沟谷附近第四系观测孔水位出现了不同程度的下降(表2)，说明白垩系承压水与第四系潜水之间存在密切的水力联系。

表2 第四系观测孔水位降深 m

5 地下水开采量评价

(1)排泄量法计算地下水补给资源量。根据研究区水文地质条件，地下水排泄方式主要为潜水蒸发，其次为人工开采、侧向径流和地表基流。根据

Q排=Q蒸+Q开+Q径+Q基.

通过排泄量法计算，地下水补给资源量为18 334.95 m3/d。

(2)数值法计算地下水补给资源量。群孔抽水试验抽水量大、降深大、影响范围广，给地下水系统以强烈震动，充分暴露了地下水系统各种内在规律。对数值模型边界作流量边界处理，将含水层概化为两层越流含水系统，第四系含水层为潜水二维非稳定流，基岩为承压-无压含水层，二者以越流的形式发生水力联系。根据第四系地下水和基岩地下水数学摸型，利用数值法对群孔抽水试验资料进行反复拟合，通过模型识别，建立的水文地质数学模型符合客观实际，水文地质参数、降雨入渗系数、边界流入流出量等符合实际，数值法计算区内地下水补给资源量为18 091.59 m3/d。

(3)通过比较地下水排泄量法和数值法计算结果可以看出，两种方法计算结果基本吻合，地下水资源计算以数值法计算结果为准，研究区地下水补给量为18 091.59 m3/d。

6 结 论

通过查明研究区水文地质条件，分析地下水与第四系浅层水的补给关系，利用群孔抽水试验通过数值模拟确定地下水补给量为18 091.59 m3/d。当水源地地下水开采量为7 000 m3/d时，可满足当地牧民正常生活需要，不会造成灾害性地质现象。