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泉域地下水补、径、排条件优化

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:岩溶水的补给、径流、排泄受岩溶水系统的地质构造、现代水文网分布及岩溶发育特征所控制。三姑泉域补给、径流和排泄模式如图8-3所示。图8-3三姑泉域岩溶水补、径、排模式在本区东部的东丹河流域,即陵川—丈河—白洋泉一线,大部分为裸露可溶岩区,是区内最主要的大气降水入渗补给区。泉域内的任庄水库,由于地处灰岩区,存在库水向地下水渗漏问题,也是岩溶地下水的重要补给源。

泉域地下水补、径、排条件优化

(一)岩溶水的补给

岩溶水从外界获得补给是维持岩溶水系统水循环的主要动力。延河泉域岩溶水系统的补给主要有大气降水的入渗补给、河道和水库渗漏补给以及上覆含水层的越流补给。

1.大气降水入渗补给

延河泉域岩溶水系统中奥陶统灰岩裸露面积很大,有1052.0km2。灰岩裸露区岩溶裂隙发育,形成纵横交错的大溶隙,个别地方还发育有漏斗和落水洞。大气降水汇集后通过溶隙、漏斗、落水洞补给岩溶水。据实地观测,一般降雨很少形成地表径流,只有特大降雨时才形成地表径流,流入河道。因此灰岩区入渗能力很强,是岩溶地下水的主要补给来源。

2.河道渗漏补给

延河泉岩溶水系统主要位于沁河流域内,除沁河干流润城以下岩溶地下水位高于河水位,为岩溶地下水排泄带之外,其余河段及支流芦苇河、获泽河、长河等河段河水位均高于岩溶地下水位,当河水流经灰岩区时都会产生渗漏补给岩溶地下水。据以往研究资料,河道主要渗漏段为:沁河望川—王村段、芦苇河五龙沟—美泉段、获泽河北部支流下游河段、长河川底以下河段。因此河道渗漏是延河泉岩溶水系统重要补给源之一。

3.水库渗漏补给

延河泉域范围的水库一般均修建于碳酸盐岩上,均有渗漏现象,有的水库建成后一直蓄不住水。水库渗漏也是泉域岩溶地下水的补给源之一,如区内最大的董封水库修建于O2灰岩上,对岩溶地下水有一定渗漏补给。

4.上覆含水层越流补给

延河泉域岩溶水系统北部全部为石炭—二叠系所覆盖,地下水主要以泉和径流形式向河床排泄,另有一部分以越流形式补给深部岩溶水。

(二)岩溶水的径流

图9-3 延河泉域岩溶地下水等水位线图

从延河泉域岩溶地下水等水位线图(图9-3)(2004年4月)可以看出,岩溶地下水从东、北、西三面向沁河排泄带汇流。从等水位线间距来看,中部等水位线较疏,周边等水位线较密,说明四周岩溶不甚发育,岩层透水性较差,中部排泄带岩溶较发育,岩层透水性强。(www.xing528.com)

由于泉域岩溶发育不均匀,不同方向径流强度也不一样,可分为几个强径流带。现分述如下:

1.长河河谷强径流带

该径流带岩层透水性强,岩溶水水力坡度非常缓(约为1‰),两侧地下水均向该强径流带汇流,然后向南东方向径流,该带内岩溶发育,单井涌水量大,地下水径流强烈。

2.沁河望川至润城强径流带

该径流带主要沿沁河河谷展布,受河床切割影响,石炭—二叠系覆盖层较薄,下伏村至润城一带O2灰岩层裸露直接被河流冲积层覆盖。受南北向构造影响,河谷地带构造裂隙发育,河道渗漏量大,因此岩溶发育,岩层透水性强,地下水水力坡度约为2‰左右,东西两侧地下水向河谷地带径流,向南径流补给下河泉群。

3.董封水库—凤城—延河泉强径流带

该径流带基本上沿获泽河呈东西向展布,受东西向构造作用,构造裂隙发育,而且该带沿途基本上都是O2灰岩裸露区,直接受降水入渗补给,又能接受获泽河地表水渗漏补给,因此岩溶水径流集中,形成强岩溶发育带,岩层透水性强,形成强径流带,岩溶水水力坡度约为3.5‰左右。该强径流带在后侧腰一带穿过背斜后转向南东方向发育,最后径流补给延河泉。

(三)岩溶水的排泄

延河泉域岩溶水系统的排泄主要受地质构造、岩溶发育程度和区域排泄基准面控制。沁河是本区最低排泄基准面,岩溶地下水都集中向沁河河谷排泄。由于区内构造总体上是岩层向北倾斜的单斜构造,但倾角较缓,其中又发育数个东西向走向的开阔褶皱。受这些褶皱和断裂带的影响,使得岩溶地下水呈分散泉的形式排泄(图9-4)。

图9-4 延河泉域泉群多级排泄图

随着城镇建设和工农业的发展,泉域岩溶地下水开采量逐渐增加,人工开采已成为岩溶地下水最重要的排泄方式之一。据统计,目前泉域内有岩溶水井238眼,2000年开采量为2105.5万m3/a(0.667m3/s),其开采区主要集中在阳城县凤城、八甲口和长河流域的成庄矿一带。

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