惠州市某产业园区水文地质特征研究

2021-12-09白春艳

西部资源 2021年2期

白春艳

摘要：项目通过对惠州市某产业园区的水文地质调查，水文地质钻孔，抽水试验取得的数据，分析了研究区地下水类型及赋存特征，同时进行了地下水补给、径流、排泄条件的研究，为惠州市该产业园选址规划建设提供水文地质依据。

关键词：惠州市；水文地质；地下水类型；地下水化学

1.前言

惠州市某产业园区拟进行选址及规划建设，需对拟建设场地进行地质调查，其中包含水文地质调查，本文依托项目开展的地表水文地质调查、水文地质钻探、水文地质试验等综合技术方法，评价惠州市该产业园区的水文地质条件、地下水类型及富水性，分析地下水补径排、地下水动态特征及其与岩溶发育的关系。

2.研究区地下水类型及赋存特征

研究区内地下水类型主要有松散岩类孔隙水、层状岩类裂隙水、碳酸盐岩溶洞裂隙水和块状岩类裂隙水，见图1。

2.1松散岩类孔隙潜水

松散岩类孔隙水分布于研究区内河湖平原及山间盆地，大部分沿白花河、七渡河分布，研究区北部主要呈南北纵向分布，研究区南部呈北东横向分布，其余分布在南龙村、明星村、小径仔等山间盆地。岩性为黏土、粉质黏土，局部为砂砾、卵石、砾石和砂等为主。第四系其厚度一般介于3.40m～ 33.30m，局部达100.00m。含水层主要为砂、砂砾、卵石层，主要分布于白沙河两岸，厚度介于0.70m～16.00m，因黏粒和粉粒含量差异、地势差异及地下水环境差异，渗透系数在2.02m/d～16.50m/d之间；相对隔水层黏土层厚度介于0.50m～ 10.60m，据地区经验，渗透系数基本在0.001m/d以下；本次抽水试验及地表调查，第四系内水位埋深介于0.10m～9.00m，民井、钻孔涌水量介于27m3/d～220m3/d，局部白沙河两岸阶地富水性为中等，松散岩类孔隙含水层富水性为贫乏—中等。

2.2碎屑岩类层状裂隙水

根据分布不同和岩石地质时代不同，又分为石炭系测水组（C1c）碎屑岩类层状裂隙水和泥盆系春湾组（D2-3ch）碎屑岩类层状裂隙水。

2.2.1石炭系测水组（C1c）碎屑岩类层状裂隙水

石炭系测水组（C1c）碎屑岩类层状裂隙水分布于研究区南部，位于湖球村、福田村和西山村以南一带的低山丘陵地区，含水层水量普遍贫乏，含水地层与岩性较为繁杂，主要有测水组石英砂岩、长石石英砂岩、砂砾岩、粉砂岩夹炭质泥岩，根据本次抽水试验和地表调查，渗透系数在0.0071m/d～0.0305m/d之间，单井涌水量小于50m3/d，泉流量介0.017L/s～0.062L/s，迳流模数介于1.29L/（s·km2）～3.19L/（s·km2），富水性主要为贫乏。

2.2.2泥盆系春湾组（D2-3ch）碎屑岩类层状裂隙水

泥盆系春湾组（D2-3ch）碎屑岩类层状裂隙水分布在莆田社区、南龙村、明星村及田洋村一带，岩性主要有灰白、黄白、黄褐、灰褐、浅紫红色中薄层状粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩夹细粒长石石英砂岩、泥岩等，局部夹中细粒长石石英砂岩，水位随地形及季节变化，埋深介于1.10m～15.00m，变幅较大。根据调查资料，出露泉流量为0.34L/s，迳流模数介于0.22L/（s·km2）～3.04L/（s·km2），富水性主要为贫乏。

2.2.3碳酸盐岩溶洞裂隙水

经钻孔揭露，研究区下伏有石炭系石磴子组（C1s）灰岩及泥盆系天子岭组（D3t）灰岩，分述如下：

（1）石炭系石磴子组（C1s）岩溶裂隙溶洞水。石炭系石磴子组（C1s）岩溶裂隙溶洞水，主要分布于田心村、西山村和田洋村等第四系覆盖区及测水组下部揭露，其岩性以灰岩、大理岩和泥质灰岩为主。其溶蚀现象发育，其岩溶形态以溶蚀裂隙为主，局部发育较大溶洞，溶洞率介于0.65%～36.84%，水位埋深介于0.05m～5.92m，根據抽水试验，渗透系数介于6.22m/d～ 8.12m/d，钻孔涌水量432m3/d～442m3/d，含水层富水性属中等。

（2）泥盆系天子岭组（D3t）岩溶裂隙溶洞水。泥盆系天子岭组（D3t）岩溶裂隙溶洞水，多分布于明星村及南龙村一带，其岩性上部岩石呈灰白、灰紫、灰绿、紫红色中—厚层状砂岩、粉砂岩夹页岩，下部为灰色、浅灰白色厚层状灰岩，其溶蚀现象发育，岩溶形态以串珠状溶洞为主，局部发育较大溶洞，溶洞率介于11.23%～43.02%，水位埋深介于1.54m～ 5.00m，含水层富水性属中等。

2.2.4块状岩类裂隙水

块状岩类裂隙水主要分布于研究区内北部，位于湖球村、福田村和西山村以北一带丘陵区，含水岩石为火山岩、次火山岩和花岗岩，根据抽水试验和地表调查，渗透系数介于0.0049m/d～0.225m/d之间，单孔涌水量介于8.0m3/d～ 68.0m3/d，泉点流量小于0.01L/s～0.303L/s，径流模数平均0.10L/（s·km2）～3.20L/（s·km2），富水性为贫乏。

以上各含水层位相互关系见图2。

3.研究区地下水补给、径流、排泄条件

3.1地下水补给条件

（1）第四系冲洪积层中的孔隙水，主要受大气降水、层状岩基岩裂隙水的排泄和溪沟水的直接补给。（2）碎屑岩基岩裂隙承压水和块状岩承压水，地表山体浅部不同岩性风化层中的残坡积层孔隙水，主要受大气降水的渗入补给，与第四系松散岩孔隙水存在互补关系。（3）碳酸盐岩类岩溶裂隙潜水含水层，埋藏型碳酸盐岩溶直接受其上部含水层的补给，覆盖型碳酸盐岩溶其被第四松散层覆盖的地段，受第四系孔隙含水层垂直渗入补给；地表水、松散岩孔隙水、碳酸盐岩溶裂隙水的渗入补给。

研究区雨量充沛，近10年年平均降水量1964mm，地形坡度较缓，植被发育良好，溪沟纵横，地表水体很多且储水量大，以上条件均有利于研究区地下水的补给，研究区分水岭内汇水面积约216km2。

3.2地下水径流条件

（1）第四系冲洪积层中的孔隙水由于受地形限制，其条件较差，速度缓慢，方向与地表水径流方向一致。（2）碎屑岩基岩裂隙承压水和块状岩承压水，其径流区和补给区基本一致，距离短，速度快，方向与坡面方向一致。（3）碳酸盐岩溶洞裂隙水埋藏于第四系下部和碎屑岩裂隙水下部，以近东西相管道流为主。

研究区处于丘陵区，地形坡度不大，地下水的径流条件一般。根据各钻孔静止水位埋深及标高，地下水水位平面变化趋势见图3。地下水总体径流方向由南向北流，与研究区整体地形一致。

3.3地下水排泄条件

（1）第四系冲洪积层中的孔隙水。根据水文地质测绘资料，松散岩类孔隙水水位埋藏较深，与地表水一至向西枝江排泄。（2）碎屑岩基岩裂隙承压水。山体地下水水位体高于地面，通常以泉水或在低洼处分散溢出的形式排泄，以一方面补给其他含水层排泄。（3）碳酸盐岩类岩溶裂隙溶洞水。以补给其他含水层为主要排泄方式。

研究区地形切割强烈，沟谷常有基岩出露，为地下水的排泄创造了有利条件。因此，不同类型的地下水以泉或渗流的形式排泄于山脚沟谷或稻田中形成小片沼泽，汇成小股水流排泄，并补给地表水，使研究区主要冲沟常年流水。研究区地下水排泄条件较好。

4.研究区地下水化学特征

本次共采地下水水样5个，泉水样2个（Q2002出露于测水组砂页岩地层内、Q2003出露于南山村组凝灰岩地层内），钻孔水样3个（YZK06、YZK10取自抽水试验孔石磴子组灰岩含水层内，YZK14取于春湾组地层砂岩含水层内），同时于白花河采取1件水样（B1001）做对比。

据水质全分析及绘制Piper三线图结果（见图4），研究区水化学类主要为HCO3-Ca，少部分为HCO3·SO4-Ca型，pH介于6.30～7.85，溶解性总固体介于45mg/L～215mg/L。

研究区地表水受人类生活废水、耕作区灌溉水及渔业养殖区排水等影响，水中大多数离子含量高于泉水及岩溶水，其pH为7.09，呈中性，水化学类型为HCO3-Ca；研究区泉水受人类活动影响少，常规指标含量较地表水要低，pH为6.67～6.77，呈中性，出露于测水组砂页岩内泉水化学类型为HCO3·SO4-Ca；出露于南山村组凝灰岩地层内泉水水化学类型为HCO3-Ca；研究区含水层中石磴子组碳酸盐岩溶洞裂隙水中Ca2+、HCO3-含量受碳酸盐岩影响，相比泉水及地表水含量要高，pH为7.63～7.85，水化学类型为HCO3-Ca；泥盆系春湾组砂岩基岩裂隙水pH为6.30，呈弱酸性，水化学类型为HCO3-Ca。

研究区水质量等级主要为Ⅲ～Ⅴ类水，超出限值指标主要为Al离子、亚硝酸盐、pH及浊度，其余重金属离子含量均较少。结合当地情况，取样点周边分布大片农田，水质主要受农业及生活废水影响，在长时间溶滤作用下，地下水中铝离子、pH及亚硝酸盐等指标含量偏大。