□李德嶺(河南省駐馬店水文水資源勘測局)
駐馬店市區(qū)位于河南省南部,淮河流域汝河上游山區(qū)與平原過渡地帶,屬大陸性季風(fēng)氣候。多年平均蒸發(fā)量(E601)為935.5mm,多年平均降水量966.0mm,最大年降水量1575.8mm,最小年降水量僅402mm。練江河經(jīng)市區(qū)南側(cè)向東流入宿鴨湖,市區(qū)以上練江河控制面積104km2。
練江河系汝河支流,發(fā)源于驛城區(qū)胡廟鄉(xiāng)境內(nèi)的三架山東側(cè),市區(qū)以上河長19m,河床深度5~7m,屬常年性河流。練江河多年平均徑流量2295×104m3,且隨季節(jié)變化十分明顯,6~8月份為豐水季節(jié),其徑流量占全年的60%左右;12月份至次年的2月份為枯水季節(jié),徑流量僅占全年的6%左右,其他6個(gè)月占全年徑流量的34%左右。徑流量年際差異很大,最大年徑流量為9149×104m3,最小年僅為170×104m3,豐枯相差53倍。練江河曾出現(xiàn)最高水位76.82m,最大流量716m3/s,最低水位68.18m,最小流量短暫斷流。
本區(qū)中深層地下水賦存于70~80m以下至300m以上深度內(nèi)的第四系松散承壓含水層中。水位埋深30~70m,與上部潛水含水層之間有30~60m厚的粘性土弱透水層相阻隔。區(qū)域中深層地下水主要賦存于砂、砂礫石層孔隙含水層和泥灰?guī)r溶洞含水層之中,并具有明顯的承壓性,兩含水層在關(guān)莊——夏莊——化肥廠一帶交匯。
該含水層分布在市區(qū)關(guān)莊—夏莊—化肥廠一線東北側(cè),呈現(xiàn)西北至東南向帶狀分布,含水層總厚度26.3m,滲透系數(shù)達(dá)0.55m/d,水質(zhì)類型一般為HCO3-Ca·Mg型。該含水層目前構(gòu)成駐馬店市區(qū)中深層地下水降落漏斗的北半部,地下水自北、北東向市區(qū)漏斗中心匯集。
該含水層呈多層結(jié)構(gòu),分為3個(gè)含水巖組。第一含水巖組位于中更新統(tǒng)下部,埋藏深度在70~96m之間,含水層厚度一般8m,巖性主要為泥質(zhì)中細(xì)砂,局部為泥質(zhì)含礫中粗砂;第二含水巖組位于下更新統(tǒng)上部,埋深96~130m,含水層厚度一般12m,巖性為泥質(zhì)中粗砂,泥質(zhì)含礫中粗砂;第三含水巖組位于下更新統(tǒng)中下部,埋深145~200m之間,厚度一般10~20m,巖性主要為粉砂、泥質(zhì)中粗砂。
該含水層賦存在下更新統(tǒng)泥灰?guī)r溶洞、溶蝕裂隙承壓含水層中。分布在市區(qū)關(guān)莊—夏莊—化肥廠一線西南側(cè)。該含水層平均厚度24.3m,滲透系數(shù)4.79m/d,水質(zhì)類型為HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg型。在市區(qū)實(shí)施封井前(96年),漏斗中心水位埋深達(dá)到98m,封井后水位回升10~14m,現(xiàn)狀大部分范圍水位埋深35~70m,但漏斗中心水位埋深仍達(dá)84m。
該含水層具有二層結(jié)構(gòu)。第一層埋藏深度在97~130m之間,厚度變化大,一般8~20m,從黑泥溝至原工人俱樂部厚度漸薄,在天方藥廠一帶呈透鏡狀零星分布。溶洞發(fā)育較好,含有較豐富的溶洞水,是目前市區(qū)地下水的主要開采層。另外,頂部分布有一層泥質(zhì)粉細(xì)砂、泥質(zhì)含礫中粗砂,厚度5~13m,往往與泥灰?guī)r溶洞水一起混合利用。第二層埋藏深度在140~220m之間,厚度一般20~40m,但溶洞不太發(fā)育,含水性能較差。在市區(qū)西南側(cè),該層泥灰?guī)r上部與第一層泥灰?guī)r連通,下部與寒武系灰?guī)r接觸,厚度由西南向東北漸薄。由于區(qū)域內(nèi)泥灰?guī)r的厚度差異較大,其富水性差別也較大。
中深層地下水補(bǔ)給來源主要是側(cè)向徑流補(bǔ)給,其次是淺層水通過深、淺混合開采井形成的井筒垂向補(bǔ)給。
在天然條件下,地下水流向自西南向東北徑流,水力坡度1~2‰。由于80年代以來城市工業(yè)的迅猛發(fā)展,市區(qū)地下水開采量逐年增加,在市區(qū)中心形成了地下水降落漏斗,改變了原來地下水流場,地下水流向自西、南、東、北四面向漏斗中心(地高—油廠一帶)匯集,水力坡度增大,達(dá)到7~9‰,地下水徑流增強(qiáng),目前開采漏斗巳擴(kuò)展到城市區(qū)外圍,地下水水平向東徑流排泄為零。據(jù)統(tǒng)計(jì),駐馬店市區(qū)現(xiàn)有中深層開采井168眼,年開采量在1000×104m3以上,人工開采成為市區(qū)中深層地下水的唯一排泄方式。
練江河自西向東從市區(qū)南側(cè)的泥灰?guī)r溶洞裂隙含水層水文地質(zhì)單元流過,北側(cè)距松散層孔隙含水層水文地質(zhì)單元邊界2~5km,以南到山區(qū)前沿同屬一個(gè)水文地質(zhì)單元。該單元分布范圍相對(duì)于含水層抽水影響半徑R可認(rèn)為是無限含水層。目前練江河上已經(jīng)建有橡膠壩水庫一座,正常蓄水位高程72.6m,如果沿河打深層完整井,以地表水回灌中深層地下水,則補(bǔ)水水頭高度S應(yīng)為常數(shù),現(xiàn)將該單元含水巖組概化為單層均質(zhì)含水層,其回灌補(bǔ)給量Q的計(jì)算應(yīng)符合穩(wěn)定流承壓完整井流計(jì)算公式:Q=2.732KSM/(lgR-lgr)。
根據(jù)該單元地層水文地質(zhì)概況,沿河地面高程為76.73m,深層地下水位埋深為35m。設(shè)注水井半徑r=0.15m,代入公式計(jì)算得單井回灌補(bǔ)給量為3077m3/d,采用參數(shù)和計(jì)算值見下表。
K(m/d) S(m) M(m) R(m) r(m) Q(m3/d)4.79 30.87 24.3 232 0.15 3077
考慮到汛期地表水含沙量情況和回灌技術(shù)等因素,采用年有效灌水期為220d,則每眼注水井年可回補(bǔ)水量為67.7×104m3。根據(jù)注水井影響半徑,在練江河左岸京廣鐵路西側(cè)可建井7眼,如全部投入使用,則年可回補(bǔ)水量為470×10 ,這將對(duì)市區(qū)深層水的開發(fā)利用和防止深層水降落漏斗的進(jìn)一步擴(kuò)大起到積極作用。
由于練江河發(fā)源于駐馬店城區(qū)西部山區(qū),人口分布稀疏,經(jīng)濟(jì)開發(fā)落后,沒有污染企業(yè)排污,庫區(qū)上游河道基本沒有受到污染,水體比較清凈。根據(jù)水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果顯示:PH值為8.2溶解氧為7.3COD為15.5BOD5為1.5,氨氮為0.45,氟化物為0.5,揮發(fā)酚、氰化物、六價(jià)鉻、砷、汞、鉛均未檢出,水質(zhì)屬于Ⅱ~Ⅲ類。雖汛期來水時(shí)水體挾帶有泥質(zhì)成分,但經(jīng)橡膠壩攔蓄后水質(zhì)可以澄清,略加過濾處理即可直接進(jìn)行回灌補(bǔ)水。地下水不會(huì)因地表水的注入使深層地下水質(zhì)變差,影響地下水利用。
駐馬店市區(qū)地下水資源相對(duì)較緊缺。以練江河地表水通過水井工程回補(bǔ)深層地下水的設(shè)想基本可行,它的提出為日益供水緊張的駐馬店市區(qū)供水開辟了一條新的途徑。實(shí)施該項(xiàng)工程,將緩解深層地下水供需矛盾,對(duì)深層地下水漏斗的回補(bǔ)起到積極作用。
[1]河南省駐馬店市市區(qū)地下水環(huán)境評(píng)價(jià)報(bào)告河南省地質(zhì)工程勘察院.1997.10.
[2]1/20萬泌陽幅《區(qū)域水文地質(zhì)普查報(bào)告》.河南省水文地質(zhì)三隊(duì).