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允许同品类其他优质供应商联系我ｌＩＩＩＩＩ］ＨＩＩＩＩＨＩＩＩＩＩＩＨＩ ｒｌＨＩＹ１５２７６１２分类号：Ｐ６４２１０７１０．２００６０８０５涟乡大海硕士学位论文陇东地区水文地质条件分析及地下水资源评价郑芳文导师姓名职称 申请学位级别 论文提交日期钱会（教授）学位授予单位答辩委员会主席 学位论文评阅人盔叁迭薹Ｚ逗２虱』萤纠趔摘要陇东是长庆油田的主产区，石油资源储量２８．４７亿吨，陇东地区的西峰市已探明石 油三级地质储量４亿多吨，开发前景广阔。而陇东属于半干旱地区，水资源相对缺乏， 且～些区域的地下水水质较差；在２００７ｑ０１０年期间，随着油田建设规模逐年扩大，预计新增需水量５００００ｍ３／ｄ左右，目前现有供水系统大都已满负荷，用水紧缺情况较为突出。为满足陇东地区的油田生产用水需求，本文在详细分析现有资料及前人研究成果的 基础上，系统地研究了陇东地区水文地质条件，对研究区水资源分布及水质情况进行了 分析，并进行了综合评价和开采条件分区，研究成果将为油田生产用水开发利用提供科 学依据，论文的主要研究内容及结论如下： （１）研究区地下水的补给主要是大气降水的入渗；潜水径流主要受地貌形态的控 制，径流方向多变，白垩系地下水的径流明显受控于含水岩组结构特征，以顺层流动为 主；总的规律是：潜水多自地形高处流向地形低处，承压水总体上由盆地东部子午岭、 北部庆阳、西部镇原向中心部位马莲河下游汇集，再向南径流；陇东地下水的排泄主要 是向地表水溢出与人工开采。 （２）研究区白垩系地下水的富集主要受控于岩相和岩性。总的规律是以粗、细砂 岩性为主的洛河组、罗汉洞组相对富水，以细沙、粉沙及泥岩岩性为主的环河组富水性 相对较弱。 （３）研究区白垩系地下水的水化学特征具有明显的分带性。总的特征是由研究区 边缘向中心，地下水的矿化度多有升高的趋势，水化学类型多为由重碳酸盐型向硫酸盐 型、氯化物型演化的特征。 （４）经计算评价，研究区地下水天然水资源总量为３．２２ｘ１０８ｍ３／ａ，其中大气降水为 ２．９７ｘ１０８ｍ３／ａ，侧向补给量为３１６．５ｘ１０４ｍ３／ａ，其余为地表水和灌溉水补给；研究区地下 水静储量为１７６７４．８６ｘ１０８ｍ３／ａ，地下水允许开采量总计１．５１ｘｌＯＳｍ３／ａ，其中潜水 Ｏ．３７ｘ１０８ｍ３／ａ，白垩系地下水１．１４×１０８ｍ３／ａ。 （５）在收集研究区水质资料的基础上，对研究区地下水进行了水质评价。饮用水 评价结果显示除洪河流域水质良好外，其他流域水质均一般或较差；农田灌溉用水评价 结果是三十里铺镇和贺家湾周围的水质比较好，比较适合灌溉，中合铺和惠家庙靠近北 面和南面的水质比较好，基本适合灌溉；工业锅炉用水评价结果为镇原县、黑河流域庆阳段、宁县地区的水质较好；庆阳县、西峰市和合水县属于好水，其他地区水质一般。 （６）对研究区第四系及白垩系各层的水资源综合分析，利用各层水资源量的分布 和水质的情况，综合评价研究区水资源在水量、水质不同的情况下等级分布，进行研究 区地下水开采条件分区。 关键词：陇东地区，水文地质，黄土塬，地下水系统，地下水资源评价ＡｂｓｔｒａｃｔＬｏｎｇｄｏｎｇ ｒｅｇｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｏｉｌ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇｒｅｓｅｎｒｅｓ ｉｓ ２．８４７ ｂｉｌｌｉｏｎ ｔｏｎｓ，Ｘｉｆｅｎｇ Ｃｉｔｙｒｅｓｅｒｖｅｓ ａｒｅａｏｆ Ｃｈａｎｇｑｉｎｇ Ｏｉｌｆｉｅｌｄ．Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓｏｆ Ｌｏｎｇｄｏｎｇ ｒｅｇｉｏｎ ｈａｓ ａｌｒｅａｄｙ ｐｒｏｖｅｎ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｏｆ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ４００ ｍｉｌｌｉｏｎ ｔｏｎｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｉｓ ｂｒｏａｄ．１０ｎｇｄｏｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｒｅｒｅｇｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ ｓｅｍｉ－ａｒｉｄ ａｒｅａｓ，ｗａｔｅｒ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｉｅｓａｒｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｓｃａｒｃｅ，ａｎｄ ｉｎ ｃｅｒｔａｉｎｒｅｇｉｏｎ，ｂａｄ；ｂｅｔｗｅｅｎ ２００７ａｎｄ２０ １ ０ ｐｅｒｉｏｄ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｉｌｆｉｅｌｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｓｃａＩｅｅｘｐａｎｄｉｎｇ ｅａｃｈ ｙｅａｒ ａｎｄ ｎｅｅｄｅｄ ｗａｔｅｒ ｉｓ ｅｘｐｅｃｔｅｄ ｔｏ ａｂｏｕｔ ５００００ｒｎ３／ｄ．Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ａｌｒｅａｄｙ ｃｏｍｅ ｔｏ Ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｗａｔｅｒａ伽ｌｌｏａｄ，ｗａｔｅｒ ｓｈｏｒｔａｇｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｉｓ ｍｏｒｅ ｐｒｏｍｉｎｅｎｔ．ｄｅｍａｎｄｏｆ ｏｉｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ 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ｔｈｅｗｅｓｔｅｒｎｔｃ帅ｔｏ ｔｈｅｃｅｎｔｅｒｏｆＭａｌｉａｎ Ｒｉｖｅｒｐｏｏｌ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｒｕｎｏｆｆ ｔｏ ｔｈｅ ｓｏｕｔｈ；ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｏｆ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｉｎｔｏ ｓｕｒｆａｃｅ ｗａｔｅｒｌｏｎｇｄｏｎｇ ｒｅｇｉｏｎ ｃｏｎｔａｉｎ ｓｐｉｌｌｉｎｇａｎｄａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ．（２）Ｗａｔｅｒ ａｂｕｎｄａｎｃｅｌｉｔｈｏｆａｃｉｅｓ．Ｔｈｅｏｆ Ｃｒｅｔａｃｅｏｕｓ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｌｉｔｈｏｌｏｇＹａｎｄｇｅｎｅｒａｌｌａｗ ｉｓ：Ｌｕｏｈｅ ｇｒｏｕｐ ａｎｄａｒｅＲｏｈａｎｈｏｌｅ ｇｒｏｕｐ ｗｈｉｃｈ ｍａｉｎｌＶ ｃｏｎｔａｉｎｃｏａｒｓｅ ｓａｎｄ ａｎｄ ｆｉｎｅ ｓａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｒｉｃｈ ｏｆ ｗａｔｅｒ．Ｗａｔｅｒａｂｕｎｄａｎｃｅ ｉｎｒｉｎｇ ｇｒｏｕｐ ｗｈｉｃｈｍａｉｎｌｙ ｃｏｎｔａｉｎｓ ｆｉｎｅ ｓａｎｄ，ａｌｅｕｒｉｔｅ ａｎｄ ｍｕｄｓｔｏｎｅ ｉｓ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｗｅａｋ．（３）Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆ Ｃｒｅｔａｃｅｏｕｓ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｉｎ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ ｐｒｅｓｅｎｔ ｏｂｖｉｏｕｓｚｏｎａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｇｅｎｅｒａｌ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ ａｒｅ：ｓａｌｉｎｉｔｖ ｏｆｔｏ ｔｈｅ ｃｅｎｔｅｒ，ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｔｙｐｅ ｅｖｏｌｕｔｅｓｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｅｄｇｅｔｏｆｒｏｍ ｂｉｃａ—，ｏｎａｔｅＳｕｌｐｈａｔｅ ａｎｄ ｃｈｌｏｒｉｄｅ．ｔｙｐｅ．（４）Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｔｏｔａｌｎａｔｕｒａｌ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙａｒｅａ ｉｓ ３．２２×１０８ｍ３／ａ，ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｔａｉｎｓ ｆｏｕｒ ｐａｒｔｓ：ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｉｓ ２．９７×ｌＯｓｍ３／ａ＇ｌａｔｅｒａｌｒｅｃｈａｒｇｅ ｉｓ ３ １ ６．５×１ ０４ｍ３／巩ｔｈｅ ｒｅｓｔ ｉｓ ｒｅｃｈａｒｇｅｄ 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Ｃｒｅｔａｃｅｏｕｓ ａｎｄｌａｙｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｕｎｅｖｅｎｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓｃｈａｎｇｅ，ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ ｏｆ ｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｇｒａｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｕｎｄｅｒａｎｄ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅｓｔｕｄｙ ａｒｅａ，ａｎｄ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｅｇｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｏｎｇｄｏｎｇ ｒｅｇｉｏｎ，ｈｙｄｒｏ—ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ，Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ，Ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｓｙｓｔｅｍｓ，Ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓｅｖａｌｕａｔｉｏｎ论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任 何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：骑礴爻≯硼声ｊ月３。日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 （保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：关ｐ嚷曼）ｕ哆年ｆ月岁６日铷签名：张匀卅年』胁日‘Ｌ长安大学硕士论文第一章１．１选题依据和意义绪论近年来，随着一些干旱、半干旱国家和地区社会经济的不断发展，对地下水资源需 求量日益增长，加快地下水资源勘查评价及相关水文地质研究的步伐已成为首要问题。 我国西北地区（包括陕、甘、宁、青、新疆和内蒙古西部）是世界上较为典型的干旱、半 干旱地区之一，水资源的缺乏已成为了阻碍地区经济发展的重要因素之一。 研究区位于兰州东部，属甘肃省管辖，俗称陇东地区。陇东是长庆油田的主产区， 石油资源储量２８．４７亿吨，西峰市已探明油田三级地质储量４亿多吨，开发前景广阔。 陇东地区在２００７年一２０１０年期间，随着油田建设规模逐年扩大，预计新增需水量 ５００００ｍ３／ｄ左右，目前现有供水系统大都已满负荷，用水紧缺情况较为突出。为满足陇 东地区的油田生产用水需求，本文在对研究区水文地质条件进行分析的基础上，评价了 区内的地下水资源。 陇东属于半干旱地区，天然水资源相对缺乏，地下水不合理的开采不仅需要增加开 采成本，并且会引起地面沉降、植物破坏等一系列环境问题。经水质分析，研究区多处 存在饮用水水质、农田灌溉水质及锅炉用水水质超标问题，特别是白垩系环河组和洛河 组地下水在合水县附近ＴＤＳ大于３，甚至某些区域大于５，地下水不合理的开采将严重 影响生产生活。 为了有效、安全、持久地开发利用陇东地区的地下水资源同时又尽可能地减少由此 带来的环境负效应，系统地对陇东地区进行供水水文地质条件的研究是十分迫切和必要的。本文在对研究区地质及水文地质资料进行整理分析的基础上，分析了陇东地区第四 系、白垩系含水层系的分布、结构、厚度、水文地质参数、富水性等地下水赋存规律， 对地下水补给条件进行评价；研究了不同含水层系之间的水位特征及水力联系；利用同 位素技术，研究地下水的补给、径流和排泄等水动力特征；通过各种参数的确定，对主 要含水层系地下水资源量进行评价：研究不同含水层系地下水化学特征，并进行水质评 价；采用水资源综合评价、水资源开采条件分区对研究区地下水水量与水质进行等级划 分。论文的研究成果将为该区地下水资源合理开采提供基础资料，为该区开采优质水源 提供科学依据。第一章绪论１．２研究现状及存在问题１．２．１．研究现状建国６０年来，我国在生产力的不断发展和新技术不断引用的同时，在供水水文地质 的基础理论和勘查技术研究及地下水资源评价方面均取得了重大发展。其中在供水水文 地质的基础理论和勘查技术研究方面发展有：一、地下水的研究从裘布依（Ｄｕｐｕｉｔ）的稳定流理论发展到泰斯（Ｔｈｅｉｓ）的非稳定流理论，在实际应用上为研究地下水流向井孔的运动奠定了基础，国内陈崇希教授等系 统而又准确的阐述了该理论原理及其应用【ｌ】。二、自地下水流系统理论用于地下水问题研究以来【２１，国内外水文地质学家在干旱、半干旱地区开展了大量的研究工作。１９８５年以来，李文鹏等在柴达木盆地格尔木河流域、 塔里木盆地、吐鲁番盆地及河西走廊等地，开展了大量的研究工作，并于１９９５年出版了 《中国西北典型干旱区地下水系统》专著【３１。赵振宏、侯光才等把鄂尔多斯白垩系地下 水盆地划分为若干地下水流系统，对每一个水流系统都具有整体性、相关性、等级结构性、时序性、动态平衡性、功能性等特征进行研列４１。三、从７０年代起随着电子计算机技术的发展，地下水运动的数值模拟（有限单元法、 有限差分法、边界元法）及电模拟已广泛应用于供水水文地质勘查和地下水资源计算与 评价问题中，国内外已有多本专著出版ＩＳ－６］。水文地质学者在干旱、半干旱地带地下水 数值模拟和管理方面取得了很多进展。９０年代以来在河西走廊的武威、吐鲁番等盆地建立了以盆地（或地下水流系统）为单元的地下水流数值模型和管理模型【‘７１。侯光才等对鄂尔多斯盆地进行了地下水勘查研究，用Ｖｉｓｕａｌ Ｍｏｄｆｌｏｗ软件模拟了５０年及１００年以后鄂尔多斯盆地地下水状况【８】。四、近年来国内外水文地质学家用同位素技术解决干旱、半干旱地区地下水的成因 和形成机制，尤其是深部古地下水，识别古地下水的补给来源，描述地下水流动路径及 其可能发生的入渗、混合以及水一岩相互作用等问题ｆ９．１０１。利用Ｄ、Ｔ、１４Ｃ、１ｓ０、３５Ｃｌ等同位素来研究干早区地下水成因及其运移机制的成果颇多。如Ｍ．Ｍａｇａｒｔｉｚ，Ｒ．Ａｒａｖｅｎａ等人根据同位素、化学分析等资料，对智利北部沙漠区塔马鲁加尔草原盆地中与区域地 下水系统不相一致的地下淡水的来源作了研究【ｎ】。近十年来，我国的王瑞久、李文鹏等 人，以环境同位素方法与其它方法相配合，在西北地区对柴达木盆地、格尔木河流域、石羊河流域、吐鲁番盆地东部及塔克拉玛干沙漠地下水的形成作了研究，依据环境同位 素分析资料对不同地区、不同埋藏深度地下水的补给来源和形成条件作了详细论述【３】。２长安大学硕士论文印度地球物理所Ｂ．Ｓ．Ｓｕｌｄａｌｊａ，Ｐ．Ｎａｇａｂｈｕｓｈａｎａｍ等人在１９９６年发表的《用示踪剂研究印度 半干旱地区地下水补给量——研究成果综述》～文中，报告了用氚注入法、环境氚法和 钴注入法测量了印度干旱、半干旱地区的地下水天然直接补给量的研究成果【１２】。 在地下水资源评价方面，其理论与概念也得到了不断地发展与完善，已从５０年代 普洛特尼柯夫的四大储量（动储量、调节储量、静储量开采储量）计算方法，逐步发展 形成了适合于我国水文地质条件的“三量’’（补给量、储存量、允许开采量）评价方法【１３‘１ ４１。 地下水资源评价方法按其所依据的理论可划分为基于水量平衡原理的水量平衡法、基于 数理统计原理的相关分析法、基于实际试验的开采试验法及基于地下水动力学原理的解析法和数值法【１５】。随着一些干旱、半干旱国家和地区社会经济的不断发展，对地下水资源需求量日益 增长，从而促使他们加快了地下水资源勘查评价及相关水文地质研究的步伐，并由此取 得了许多重大突破和进展。如哈萨克斯坦、澳大利亚中部、墨西哥北部及沙特、以色列、 伊朗、印度和巴基斯坦等，都相应地开展了区域性或者全国性的地下水资源勘查评价与 研究工作。我国西北地区（包括陕、甘、宁、青、新疆和内蒙古西部）是世界上较为典型 的干旱、半干旱地区之一【幡１７】。为满足西北干旱半干旱地区居民生活、国民经济发展和 国防建设的需水要求，从５０年代就开始了西北地区地下水资源的研究工作。１９５６＂－－１９６６ 年开展以城市供水和区域水文地质普查为主要内容的工作，１９６６＂－＇１９７４年进行了人畜供 水、农田供水和盐碱化治理勘查工作；１９７４＂－－１９８３年完成了西北地区的区域水文地质普 查工作【ｌ列；１９８３＂－－１９９０年组织了以省区为单元的水文地质远景规划，１９８６＂－＇１９９０年组织 了《西北地区地下水资源评价及合理开发利用》项目相关研究，１９９５年开始组织实施了 “西北地区地下水资源勘查特别计划＂，创造性地运用国内外水文地质新理论，采用了 同位素、计算机等新技术，并取得了一系列重大突破【１９】。 对于研究区内水文地质条件，自上世纪５０年代以来，围绕矿产资源的勘查和开发， 地矿、石油等部门先后做了大量的基础地质和矿产地质方面的勘查研究工作，基本上掌 握了研究区的地层构造及地下水补径排等情况，并划分了不同的含水层系统【２∞６１。而区内水文地质研究工作主要是甘肃省地质局在上世纪７¨８０年代完成的ｌ：２０万区域水文地质普查，勘探孔多以２００ｍ内的浅井为主，这些工作初步查明了工作区内浅层水文 地质条件；对白垩系水文地质研究主要是从本世纪开始的，研究范围是整个鄂尔多斯盆 地，进行了白垩系地层构造、地下水补径排、同位素等水文地质条件研究及应用数值模 拟技术预测地下水状态未来的变化【２７‘２８１。针对研究区内勘查研究工作，近年来，长庆油３第一章绪论田分公司在庆阳、西峰、合水等油田区块先后建设了大量的油井和水源井，对区内地层 特别是白垩系地层有了比较明确的划分；在研究区相邻的白豹地区和鄂尔多斯盆地南部 区域，系统地进行了各种水文地质条件研究及水资源评价ｆ２９‘３０】，对研究区地质及水文地 质条件也有了更进一步认识。 １．２．２存在问题 对于陇东地区水文地质条件分析及水资源评价，前人虽取得了一些成果，但也存在如下的问题：（１）对地下水资源评价研究没有采用综合分析；只是单独的对地下水水质或者水量进行相关评价，不具有地下水开采的直接指导意义。（２）陇东地区的地下水水质评价不足；陇东很多区域水质较差，需要对研究区饮用水、农田灌溉及锅炉用水水质整体性评价。（３）对水文地质条件及地下水循环规律的研究，仅使用了传统的方法，一些新的研究手段如同位素方法没有得到很好的应用；（４）白垩系地下水径流特征分析时，考虑的只有水平径流，没有考虑垂直径流。 本文在国家自然科学基金项目“地下水混合作用的水文地球化学研究＂、中国石油 长庆油田科技发展项目，“陇东地区供水水文地质条件评价＂的支持下，取得了研究区 大量的地质、水文地质、水化学及同位素等方面的资料，在对这些资料进行全面、细致 分析的基础上，对陇东地区水文地质条件进行了全面研究，分析了陇东地区各种水文地质条件的特征及规律。１．３论文研究思路及内容论文研究思路见图１．１，主要研究内容包括： （１）通过对研究区前期资料的整理收集和成果汇总分析，掌握研究区地形地貌、水 文、气象、地层、构造等相关基础资料。 （２）根据《供水水文地质勘察规范》，在野外水文地质调查以及抽水试验，水样采集 的基础上，根据地层、构造及相关水文资料绘制地下水位流场图，并在此基础上研究含 水层系之间的水位特征及水力联系。（３）在水文地质条件研究的基础上，分析地下水的补给、径流和排泄等水动力特征。（４）利用钻孔等资料，分析各含水岩组的富水性、同位素及赋存特征。在深入分析完研究区水文地质条件的基础上，分别进行地下水资源量评价、地下水４长安大学颇Ｌ论女水质评价、水资源综合评价及地Ｆ水开采条件分区 水文地质条件调查厂ｉ弱蒜萍萨一ｆ几０干；÷］地Ｔ水化学特征一【一一一一一一十一一研究区水资源评价一｛】一图１ １研究思路第章Ｅ域自然地ｇ条件第二章区域自然地理条件２１交通位置研究区地理坐标为：东经１０６０５３。ｌＯ”一１０８０３１＇４０“，北纬３５０２６＋４０”一３６。１４’５０”，面积约１３０００ｋｍ２。四周边界：东起陕西省省界子午岭，西止宁夏回族自治区，南与泾川县 南部、宁县相邻，北止殷家城与安沟门一线。区内有高速公路横穿，各乡镇间有简易公 路及交通便道相连．交通便利（图２１）。图２．Ｉ交通位置图２．２地形地貌２２ｌ地形特征研究区位于陕北黄土高原的西部，沟谷密布，地形破碎，属典型的黄土丘陵地形。 区内总的地势是西北及子午岭带较高，东南低。最高点位于研究区西北部，海拔高程 １７００ｍ，最低点位于研究区中南部的马莲河河谷中，海拔高程１０００ｍ左右。研究区几乎 全被黄土覆盖，仅在大的河谷两侧有基岩出露。黄土塬被流水侵蚀切割的支离破碎，形 成残塬、粱、峁和沟川地貌。见图２２。长生＾学砸ｉ论文｜阿¨ ¨ ¨ ¨ 儿 ”Ｕ图２．２研究区ＤＥＭ高程髟像圈２．２∞∞∞∞∞∞∞∞２地貌特征本区为陇东黄士高原的一部分．由于在黄土沉积后，侵蚀切割较强烈，从而形成深 切沟谷与连绵起伏的粱峁相间的地形特征，地貌形态较为单‘，按其形态可划分为河谷 阶地区、黄土塬区和黄土粱峁区（图２（１）河谷阶地３）。区内河谷川道比较发育，且较平坦开阔．河谷中主要发育ｌ—２级阶地，３级阶地局 部残存，以一级阶地最为发育．沿河流呈不对称和断续分布。河漫滩，主要分布于并河Ｆ游，滩面前缘高出河水面Ｏ－３一Ｉ．Ｏｍ，濉面平坦，一般 宽５０一１００ｍ，最宽处可达１５０—２００ｍ，以小于ｌ。的倾角微向河床倾斜。一级阶她，各河流均有分靠，由于水流侵蚀切割程度不一．又可分为堆积阶地和基 座阶地。阶面平坦，宽窄不一，～般宽１００－－３００ｍ，晟宽可达５００＿－１０００ｍ，以ｌ一３。 向河床倾斜，前缘高出河床３—１０ｍ不等．为主要耕作区。第＝章噬域自然地４条件Ｍ＊ｎｍ＾±■ｉｔ％ｍ图２３研究区地貌田二纽阶地，断续分布。阶面较平坦，以３—７０向河床｛哂斜．前缘高出一级阶地 １０一２０ｍ，一般宽小于１００ｍ，属基座型。前缘陡坎基岩常被松散层披盖，基座高出一 级阶地后缘２—５ｍ，基鹰由下自垩系摹岩组成。 三级阶地，局部残存，属基座阶地，一般纵向延伸短，阶面窄，坡骅大，以５—１００向河床倾斜，前缘高出二级阶地后缘２０—３咖，基座由下白垩系基岩组成。阶地堆积物为砂砾石、砂及亚砂土，其上为中更新统黄土层和马兰黄土。（２）黄土塬研究区内分布的大塬主要有１３个，塬面大小不一，其中以董志塬最大，面积达７７６ｋｍ２，盘克塬晶小。面积仅２３ ｋｍ２。黄土塬是区内人【Ｊ主要居住地。西峰市就位于 面积最大的董志塬上。 （３）黄土粱峁黄上梁峁为本区的主要地貌形态，沟梁相问，粱以中长粱为主，呈ＮＥ和ＮＷ走向， 桨长般１—３ｋｍ，顶宽１０ｍ－２００ｍ．由粱顶向两侧缓倾，谷坡３０—４５。：峁呈浑圆状．峁坡１５—２５０。沟谷切割深度般１００—２５０ｍ，密度２＿５条／ｋｉｎ，沟道长度一般２—２ ５ｋｉｎ。粱峁的分靠受现代水系控制，沟谷切割多嵌入至基岩，由淘塬向下游逐渐张Ｊｒ。长安大学硕士论文２．３气候与水文２．３．１气候 本区属半干旱大陆性气候，主要气候特征是：干旱少雨，降水少而集中，蒸发量大。 冬季寒冷，夏季酷热，日温差大，多西北风，空气较干燥，春季气温速增多变，多风沙 尘土天气。西峰站多年气象要素变化图见图２．４，２．５，２．６。 据区内及周边气象站近５０年的长观资料（表２．１），区内多年平均降水量４７６．４４—５４３．０４ｍｍ，由东南向西北递减，西峰站最大为５４３．０４ｍｍ，华池站最小为４７６．４４ｍｍ。降水在时间上分配极不均匀，年内降水主要集中在６＿＿９月份，占全年降水量的７０％以上。多年平均蒸发量１０８３．７７Ｌ１４９７．２１ｒａｍ。啪 瑚啪看；伽著；啪 。图２．４研究区西峰站年降雨量图（单位ｎ蛐）图２．５研究区西峰站年平均气温图（单位℃）９第二章区域自然地理条件∞埔怕Ｈ心ｍ８６铂２∞∞∞∞∞ｏ善董蚕茧善善墨萤善誊詈基墨善善萎蓍墨堇暮萋誊 Ｎ Ａ ｏ∞ｃｎ＿∞＿∞ｃｎ ｑ∞＿∞ｃ，１＿ｔ。¨＾∞∞ｏ哥前甘前前哥哥前前酋艚艚前前哥哥靠艚前哥簧墒图２．６研究区西峰站年蒸发量图（单位衄）表２．１西峰及周边主要气象站多年平均气象要素表 平凉 气温（℃） ４．９５．２．２１ ３．７０ ９．９９ １５．１６ １９．０４ ２１．０３ １９．７７ １４．５４ ８．７２ ２．６７ ．３．３４月 份１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １１ １２西峰 气温（℃）．５．２ ．２．４庆阳 气温（℃）华池 气温（℃）．７．４降水量 蒸发度（ｍｍ）３．６８降水量 蒸发度（ｍｍ）２．７２降水量 蒸发度（ｍｍ）２．８降水量 蒸发度（ｎｕｎ）３．Ｏｌ ４．７４ １１．５９ ２６．７４ ４１．８２ ４９．１５ １０５．７２ １１４．２２ ７９．１８ ２６．３３ １１．１２ ２．８２（ｍｍ）４３．１７ ５５．１１ ９９．０４ １６０．２４ １９９．３３ ２１９．５１ １９６．０８ １６３．９６ １０８．８８ ８２．１７ ５５．４１ ４１．４４（ｍｎｌ）４９．９４ ６３．７０ １１５．３８ １７４．９７ ２０３．７ｌ ２０３．６３ １８４．７８ １５９．７９ １０４．０ｌ ８４．８７ ５９．２９ ４５．９５（ｍｍ） ３５４６．１８ ９０．８ｌ １０８．４８（ｍｍ）３５．９ ４５．８７ １０７．０４ １１７．５９ ２３７．０３６．８３１８．３７ ３７．８４ ５５．３２ ６１．１８ １１５．１９４．２６１３．３７ ３１．８５ ４６．８５ ６１．９０ １１３．０１ ９９．５８ ７２．５８ ４１．９８ １１．９７ ２．２ｌ５１６．１２ ３１．５８ ４６．７ｌ ５０．４２ １０５．２７ １０２．９ ９２．８ｌ ４１．４３ １７．８３４．３２．８３．１９．７ １４．８ １９．１ ２０．９ １９．６ １４．６ ８．８ ２．１ ．３．６９．７１５．４ １９．５ ２１．９ ２０．２ １４．３ ８．１ ０．７ ．５．６１４４．５４１６８．６２ １４２．６３ １３６．８８ ７７．９４ ６２．６８ ４２．１３ ２７．８８２６３．５２２８．１２ １７６．７２ １０６．９２ ８８．９３ ５３．０８ ３６．５１９８．０２８３．１２ ４２．４２ １６．９４ ４．１４３．０２区内多年平均气温７．９仁８．６８℃，一月最冷，月平均气温一４．９５＿一７．４。Ｃ，七月最热， 月平均气温２０．９＿１．９。Ｃ。相对湿度５８—６４％。全年盛刮西北风，尤以春季为居ＩＪ。２．３．２水文研究区属黄河水系干流泾河流域内，主要支流有马莲河、蒲河、洪河（图２．７），均属常年性河流。洪峰流量大，含沙量高。河水以微咸水至淡水为主，矿化度一般小于３９／Ｌ， 较适于农灌和人畜饮用，现将主要河流特征分述如下：ｌＯ长安大学Ⅲ±论ｉ（１）马莲河 马莲河是陇东地区最大的一条河流（以曲子镇为界，北部为环江．南段为马莲河． 为便于叙述，统称为马莲河），发源于宁夏麻黄山。于环县北甜水井处流入本区，流经 洪德、环城、庆阳、西峰、长庆桥等城镇．于车家沟流出区外，流长３６６１ａｎ。汇水面积１９０８‰２，据洪德水文站实测资料，年均径流量８３８５ｘ１０４ｍ３／ａ。径流量在年内分配不均，４—６月占总量的１５％，７、８、９三个月占５７ ５％，１０—３月占２７．５％，含沙量平均为２４９ｋｇ／ｎｒ３。（２）蒲河蒲河发源于环县庙儿掌，于堡子流入镇原县，于王寨以南流入巴家咀水库，流长 １７５ｋｉｎ，蒲河支沟发育，较大支沟有黑河、交口河、茹河、康家河等。据姚新庄水文站 资料，多年平均流量８６２０ｘ １０４ｍ３／ａ。历年径流量变化大，１９６９年最大达１．６９５ｘｌＯＳｍ‰， １９６５年最小为０．４８３ｘｌＯＳｍＪ／ａ，最大洪峰流量２４６０．ｍ‰。河水多年平均含沙量２１＆ｇ，ｍ’， 在７—８月最大可选１０７０ｋｇ，ｍ３。图２７陇东地区河流分布田（３）洪河洪河发源于宁夏六盘山，自张河堡湾流入镇原县境内，于殿王南庄流出区外，河流长８５ｋｉｎ，流域面积７５９ｋｍ２。研究区主要河流不同保证率下的径流量统计结果见表２２。第二章区域自然地理条件表２．２研究区河流径流量统计表 保证率Ｐ（％） 河系 自产 马莲河 蒲河 洪河 合计１．４８ ５０ ７５（单位：ＩＯＳｍ３／ｓ）９５入境ＯＯ．９３ ０．１９ １．１２小计１．４８ ２．３ ０．６４ ４．４２可用Ｏ．２５ １．１５自产１．３４ Ｏ．９２ ０．３４ ２．６入境０ Ｏ．６２ ０．１４小计１．３４１．５５可用Ｏ．２３ Ｏ．７７ ０．２４ １．２４自产０．９９ Ｏ．７２ Ｏ．３１ ２．０２入境Ｏ ０．４９ ０．１３ ０．６２小计Ｏ．９９ １．２１ ０．４５ ２．６５可用Ｏ．１５ Ｏ．６ ０．２２ ０．９７１．３７０．４４ ３．２９Ｏ．３２１．７２０．４８３．３７Ｏ．７６１２长安大学硕士论文弟＝早圯Ｊ灾氽１十 第三章地质条件３．１地层研究区属华北地层大区的晋、冀、鲁、豫地层区中的鄂尔多斯地层分区，据岩石地层划分准则和《甘肃省多重地层划分对比研究》，及近年来最新研究成果经区域对比， 得到的地层系统见表３．１，地层系统的特征分述如下：表３．１年代地层 系 统 群 陇东地区地层系统简表 岩石地层 组 段（层） 冲洪积层 第 四 系 风积黄土 风积黄土 风积黄土 弟一糸 老第三系 泾川组士Ｊ‘！一代号Ｑ山ＰＬ Ｑ３吼Ｑ２”Ｌ新 生 界Ｑ１吼ＮＥ～～角度不整合～～新第三系～～角度不整合～～ＫｌＪｃ Ｋｌｍ Ｋｌｈ ＫｌＩ罗汉洞组 环河组 宜君洛河组白垩系 古 生 界 侏罗系 三叠系 二叠系下统丹 群～～角度不整合～～下统 中统 下统Ｊ１ Ｔ２ Ｐ１平行不整合一（１）下二叠统（Ｐ１）、中三叠统（Ｔ２）、下侏罗统（Ｊ１） 下二叠统、中三叠统、下侏罗统在陇东地区内地表没有出露，伏于白垩系之下，为白垩系之基底。下二叠统（Ｐ１）：岩性为杂色砂岩、黄绿色砂质页岩夹泥灰岩，底部为粗砂岩及砂 砾岩，页岩中产植物化石，泥岩中见腹足类化石。厚１００－－３００ｍ。 中三叠统（Ｔ２）：岩性为灰黄绿色、浅肉红色长石砂岩夹灰绿色页岩及煤线的陆相 地层，大部夹黑色油页岩，中、上部含石油，是区内主要产煤地层。北部一带厚度在５００ｍ 左右，至南部厚度增至１７００ｍ左右。与下伏地层为平行不整合接触。 下侏罗统（Ｊ１）：岩性为杂色砂岩、泥岩、粉砂岩和煤层，底部为砾岩。与下伏地层 为角度不整合接触。北部厚度在１２００ｍ左右，南部厚６００ｍ左右。第三章地质条件（２）下白垩系（Ｋ１）?白垩系在陇东地区分布比较广泛。由于研究区大面积被黄土覆盖，因而出露比较有限。仅在河谷谷底两侧或河谷与沟谷底部呈树枝状出露。区内白垩系属下白垩系志丹群， 根据岩性与岩相划分为洛河、环河、罗汉洞、泾川四个岩组。 ①宜君洛河组（ＫｌＬ） 仅在合水县太白葫芦河谷地一带有出露，其它地区为下伏地层。岩性为浅棕红、灰 白、灰色中砾岩、砾岩夹砂岩、粗砂岩夹泥岩、砂质泥岩等。岩性总的变化规律是自上 而下、由中心向边缘，颗粒由细变粗。东部一带发育大型斜层理、交错层理。 ②环河组（Ｋ１ｈ） 全区均有分布。在合水、宁县、正宁等县的沟谷底部有出露。岩性为棕红、紫红色 泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、砂岩。呈韵律互层，变化的特点是自下而上砂岩减少，粒度变细。与宜君洛河组为整合接触。与下部的宜君洛河组相比，颗粒明显变细。③罗汉洞组（ＫＩＩｈ） 分布于西峰区以西。在北部，岩性以棕色砂岩、粉砂岩、泥质岩为主；南部镇原一一 带为黄棕、棕红色粗一细粒砂岩与泥质岩互层。与下伏地层为整合接触。 ④泾川组（ＫｌＪ。） 分布于镇原一带。岩性为浅灰色、灰绿色砂质泥岩、砂岩、泥岩互层，夹有泥灰岩。与下伏地层为整合接触。由罗汉洞组到泾川组，岩石颗粒由粗变细的变化特征明显。 （３）第三系（Ｒ） 可分为下第三系（Ｅ）和上第三系（Ｎ），零星分布在陇东地区的西部与北部一带， 与下伏地层一般呈不整合接触。上第三系的岩性主要为桔红色砂质泥岩夹薄层砂砾岩，土黄、土红色砂质粘土，厚度较小，多为１０＿－２０ｍ。 （４）第四系（Ｑ） 陇东地区内分布的第四系主要为风成黄土与河流冲洪积物，根据岩性特征及时代可分为：①午城黄土（ＱｉｅｏＬ）：岩性为桔红、桔黄、褐色亚粘土。特点是致密坚硬，具水平层理，厚度１旺ｌＯＯｍ，与下伏地层为不整合结触。多伏于离石黄土之下，仅在塬侧的坡角处有出露。②离石黄土（Ｑ２吼）：岩性为灰黄色、淡红色亚砂土与亚粘土，间夹有多层古土壤。特点是垂向节理、大孔隙、裂隙发育，厚度１旺１２０ｍ。多伏于马兰黄土之下，仅在塬１４长安大学硕士论文侧有出露。 ③马兰黄土（Ｑ３ｃｏＬ）：岩性为黄灰色、土黄色亚砂土，分布广泛，厚度５＾－２０ｌＩｌ。 特点是结构疏松，垂向节理发育，发育有大孔隙与裂隙；底部有一层古土壤与离石黄土分界。④冲洪积层（Ｑ３Ｌ＋ＰＬ）：分布于洪河、蒲河、马莲河及次一级较大河谷、沟谷中。 结构特点是上部为轻亚粘土与亚砂土，厚度一般小于１０ｍ，下部为圆砾、卵石层，厚度一般¨Ｏｍ。３．２构造陇东地区在区域构造上位于鄂尔多斯地台西南部，属中生代内陆拗陷盆地，呈近南 北向矩形轮廓。盆地内因基底相对稳定，构造活动不是十分强烈。但西缘部分因居于贺兰山褶皱带之南北向构造带和六盘山弧形构造及北祁连一秦岭加里东褶皱带的交汇部位，构造活动强烈（图３．１）。图３．１研究区构造纲要图（１）断裂构造 陇东地区内断裂构造极不发育，除边界地段外，仅有一些发育在自垩系地层中的北 东向、北西向断裂，其规模都不大，出露、延伸不远，断距不大（一般ｌＯＯｍ左右），并 且多分布在研究区西北部。 （２）褶皱构造 陇东地区内最主要的褶皱构造为天环向斜。天环向斜位于研究区西部，北起区外宁 夏天池、向南经环县洪德、合道川，于泾川县附近倾伏。轴向近于南北，但多有弯曲， 向斜两翼很不对称，东翼宽缓、厚度小，西翼陡窄、厚度大，出露地层也不对称，西翼第三章地质条件岩层相对较新，大面积为罗汉洞组、泾川组分布；东翼主要由环河组组成。在研究区该 向斜表现为环县一泾川向斜，北起环县以北，南至泾川一带。依据钻探、重力、地震等 资料综合分析，认为该向斜由数个呈雁行排列的向斜所组成，该向斜在泾川以南逐渐抬 升而消失。 （３）研究区的形成与发展变化 研究区所在的鄂尔多斯盆地是一个以中生代陆相沉积为主体的大型内陆盆地，而且 它是奠基在不同性质的基础上发展起来的具有复杂基底结构的盆地，除长期稳定的特征 外，另一鲜明特征是具有多层结构，基底构造复杂而盖层构造简单。 ①推测在二叠纪中晚期到早三叠纪期间，盆地范围内被麟游向北的隆起所分开的东西两部分沉降地带已连成一统一坳陷，但东部与华北地台之间形成一个隆起一山西台背斜，这时盆地的雏型形成，称之为盆地的边陆发展阶段。 ②三叠统沉积后，地壳上升，形成与上覆中三叠统的平行不整合接触，使三叠纪盆地解体消失。③印支运动使三叠纪大型盆地解体之后，随即产生了侏罗纪大型坳陷盆地，其轮 廓与现今构造盆地的形态基本一致。．④燕山运动造成本区整体上升，侏罗纪盆地解体，志丹群不整合在侏罗系之上，东部上升变成隆起和斜坡，沉积中心迁移到天池一环县一线，形成一南北向较大幅度坳陷。志丹群上旋回沉积末期，盆地急剧上升，残留水体向北及西两个方向退去，最终结 束盆地的发展历史。 （４）新构造运动早白垩纪以后，随着陕甘宁盆地上升，在周边形成了一些后期的条形断陷盆地。第四系的沉积作用是在上新统的夷平面上发生的，以西北部上升较强烈，而东南部较弱，形成西北高、东南低的地势和水系现状。现代河床中以子午岭为界，东部的河谷沟谷大多深切到基岩，基岩在沟底分布；而西侧沟底多有现代冲积物分布。说明以子午岭为界，东西两侧有不均匀的差异升降，西侧上升较为明显，而子午岭本身为剥蚀残山。１６长安大学硕士论文第四章水文地质条件分析根据地下水的补给、径流、排泄条件以及含水层的水理性质及水力特征，把陇东 地区地下水系统划分为三个大系统，分别为黄土潜水地下水系统、河谷潜水地下水系 统以及白垩系地下水系统，在白垩系地下水系统中，依据含水介质特征、水力特征及 地下水循环特征进一步划分为三个亚系统，具体见表４．１。表４．１ 项 目 系 统陇东地区地下水系统划分表亚系统 各黄土塬为亚系统黄土潜水地下水系统（Ｉ） 各黄土梁峁为亚系统 陇东地区 地下水系统 白垩系地下水系统（ⅡＩ） 河谷潜水地下水系统（ｎ） 各河流为亚系统 罗汉洞含水岩组地下水系统（Ｈ１１） 环河含水岩组地下水系统（ＩＩｌ２） 洛河含水岩组地下水系统（ＩＩｌ３）４．Ｉ黄土潜水地下水系统４．１．１黄土潜水的赋存特征 黄土潜水分布于黄土塬及黄土丘陵区，含水介质主要是离石黄土。由于不同地貌 单元分布的黄土潜水有不同的特征，故根据地貌单元把黄土潜水分为黄土塬区潜水与 丘陵区潜水分别进行叙述。 黄土塬区潜水主要分布于庆城以南的十三个黄土塬（图４．１）区，总面积１５２２．２ｋｍ２。各塬之间被深达２５０－－－３００ｍ的沟谷分割，因而各塬均为相对独立的水文地质单元。各 塬的水文地质条件基本相似，含水层主要为中更新统（Ｑ２）离石黄土，黄土潜水主要赋存 于离石黄土的孔隙裂隙中。隔水底板为午城黄土。各塬黄土潜水的赋存条件见表４．２。 黄土塬区潜水的赋存有如下规律：塬面积的大小对赋存条件有十分明显的影响，塬面 积愈大，塬中心地带黄土潜水的厚度愈大，水位埋深愈小，单井出水量愈大；塬面形 状对黄土潜水的赋存条件亦有影响，趋于圆形的塬较条形的塬富水。具体赋存特点是：含水层厚度２旺７０ｍ，塬中心水位埋深３旺７０ｍ，单井出水量在５０－－１５００ｍ３／ｄ，含水层渗透系数在０．１珈．５ｍ／ｄ间。、黄土梁峁区潜水在区内分布广泛，梁峁区潜水的赋存有多变的特征，这种多变的１７第口章水文地质条件分析特征主要表现在：水位埋深和含水层厚度变化均较大。梁峁区黄土潜水的的富水性多 较弱，单井出水量多小于ｌＯＯｍ３／ｄ。。ｍ＇ｍｉｏｍ｜Ｉ Ｍ１２＊＿１３ ｔ＂图４．１陇东地区黄土塬分布图表４．２黄土塬区潜水赋存条件及特征统计表编号 项目 半泉塬 索罗塬 玉都塬 屯子塬 临轻塬 盂坝塬 董志塬 春荣塬９ ７７６ ０塬面面积（ｋｍ２） １２６０糠中心ｚｋ 位埋深（ｍ）塬中心含水 层厚度（ｍ）塬中心单井出 水量（ｍ３ｍ）６０一７９３０一５０１００一２００１００一２００６０一７０４５——《Ｏ３０—＿４０５０一１５０３２＿０３５—４０早胜塬 盘克塬６０—７０３２—５８５６７１１ １２ １３南义塬 店子塬 宫和塬１００一２５０４６ ８５¨１００长安大学硕士论文４．１．２黄土潜水的补径排条件 大气降水是区内黄土潜水的主要补给来源。其赋存、补给条件，决定了黄土潜水 的径流与排泄特征。丘陵区黄土潜水的径流主要受地貌形态的控制，径流方向多变， 多自地形高处流向地形低处，在黄土与基底的界面上以泉的方式排泄。塬区黄土潜水 的径流特征是：径流方向是由塬中心至塬边，水力坡度在塬中心地带较小或近水平， 塬边地带较大；塬的形状与塬的面积大小对径流特征也有影响。排泄的方式是人工开 采与在塬边以泉的方式溢出。泉的出露点多在离石黄土与午城黄土的界面上。 ４．１．２黄土潜水的动态特征 黄土塬区潜水的水位动态存在周期性的变化规律，一年内黄土潜水有二个高水位 期和二个低水位期，两个高水位期分别在５月份和１１月份，两个低水位期在３月份和 ７月份；高低水位的形成与黄土潜水开采及降水补给密切相关，如７月低水位期的出现 主要由开采量的增加引起，３月份低水位的出现主要由补给量的减少引起，１１月份高 水位期的出现主要由补给量的增加引起；年际问水位的变化主要受降水量多少的控制。４．２河谷潜水地下水系统４．２．１河谷潜水的赋存特征 研究区河谷潜水主要分布于洪水河、蒲河、黑河及马莲河水系各沟谷之中，岩性 主要为砂砾卵石及砂层，包括部分前第四系基岩风化裂隙水，因两者在平面上交替分 布，相互衔接，地下水具有统一的水力性质，从两者的补给排泄关系来说也无法截然 分开，因此归并于砂砾卵石孔隙潜水之内。对于不同的河流，含水层的特征及赋存条 件有一定的差别，在马莲河及其支沟（从沟口向上游１—５ｋｍ）中，含水层厚度一般在 １—５ｍ之间，洪河、蒲河含水层厚度一般小于５ｍ；基岩风化裂隙含水层厚度一般小于 ５ｍ，单井涌水量一般小于ｌＯＯｍ３／ｄ。河谷潜水地下水系统的富水性主要取决于含水层 岩性及厚度，区内该系统地下水的补给条件虽然较好，但由于厚度有限，且分布范围 狭小，所以富水性普遍较小。 ４．２．２河谷潜水的补径排条件 河谷地下水的补给来源主要有：大气降水、灌溉水、地表水及基底白垩系地下水 的越流补给。河谷潜水的径流主要受河谷展布方向的控制，以水平径流方式为主，总 的径流方向与地表水径流方向一致。河谷潜水的排泄方式主要有向地表溢出、人工开１９第四章水文地质条件分析采及蒸发。 ４．２．３河谷潜水的动态特征影响河谷地河谷潜水动态的主要因素有：气象、水文、地下水的开采、地下径流、 地下水的溢出等。总的来说区内潜水的动态相对比较稳定，其年内、年际间水位变化 幅度多在Ｏ．２－２ｍ间，局部地段可达５ｍ。水位动态的变化趋势与水文年型的变化相一致。４．３白垩系地下水系统白垩系含水岩系为一套砂岩夹粉砂岩、泥岩。砂岩为主要含水层，而泥岩（含粉 砂岩）为相对隔水层，下伏侏罗系为其隔水底板。不同地区不同含水层位由于沉积环 境的不同，砂岩厚度及渗透性不一。白垩系砂岩的原始孔隙保存完好，成为主要储水 和导水空间，使得同一层位的含水介质总体比较均匀，地下水赋存也相对较为均一。 按其地层层序、宏观沉积韵律及岩相古地理和水文地质特征从上往下依次划分为罗汉洞、环河、洛河含水岩组。 ４．３．１白垩系地下水的赋存特征４．３．１．１罗汉洞含水岩组罗汉洞含水岩组分布于研究区西部的洪河、茹河及蒲河一带，水位埋藏浅，水量大，易于开采，是研究区内西部地区工农业最好的供水层位。该含水岩组分两个含水岩段，即上部的泾川组含水岩段与下部的罗汉洞组含水岩 段。泾川组含水岩段岩性以粗、细砂岩为主，含水层厚度不均：在茹河以北，一般小于ｌＯＯｍ；在茹河以南，厚度的变化主要受天环向斜的控制，向斜的核部在镇原县以西 一带，含水层厚度最大，为２００－－－３００ｍ。下部的罗汉洞组含水岩段分布在西峰一线以 西，大都伏于泾川组之下，含水层岩性以巨厚的中细、中粗砂岩为主。含水层厚度整 体上是蒲河下游至与大黑河交汇处及大黑河以东基本上在ｌＯＯｍ以下，以西含水层厚度大多在１００－－２００之间。图４．２为罗汉洞含水岩组厚度等值线图，由图可见，该含水 岩组的厚度由东向西逐渐增大，从东部的不足５０ｍ增加到西部边界附近的１５０ｍ以上。厚度最大的两个区域分别位于研究区的西南和西北角，其厚度均达到了２００ｍ以上。研究区内罗汉洞含水岩组的顶板埋深在蒲河河谷区较小，一般为５旺１５０ｍ（图‘４．３），向东北及西南的黄土丘陵及黄土塬区逐渐增大，其最大埋深位于孟坝镇以西的研妊宣人学顿±论Ｚ究区边界附近，达到了４５０ｍ以上。在盂坝镇以北的北部边界附近，罗汉洞含水岩组的 埋深也相对较大，达到了３５０ｍ以上。图４０陇东地区罗汉洞含水岩组厚度等值线一ｔ一－～…一一：．！：：－圈４３陇东地区罗扳涸含水岩组埋深等值线罗汉洞含水岩组地Ｆ水在北部一般不自流，往东南水位埋深运渐减小，在蒲河辩叫ｔ水ｚ地磺条件讣析茹铡、洪河｜司各构三箭、花赵家、官亭以东．水位高出地表以上。发生自流。罗汉洞 组地下水的富水性变化规律如图４．４所示：西峰西部一带富水性最好，单并出水量Ｑ在３０００ｍ啊以上（单井出水量指统一井径１２５ｒａｍ，统一降深为５０ｍ时的出水量）。向北、西及南三面．富水性渐弱。 根据单井涌水量、含水层寓水性分为五级：（１）水量极丰富区（Ｏ三３０００ｍ柏）：分布在蒲河、茹河、黑河中上游、洪河等河谷两侧。（２）水量丰富区（１０００５Ｑ＜３０００ｍ％）：分布在水量极丰富区周围的殷家城南、 白家上坳以北、孟坝以西等地区．该区Ｅ覆地层厚度大，补给条件相对较差。 （３）水量较丰富区（５００５Ｑ＜１０００ｍ－１／ｄ）：分布在镇原县西南，南庄塬以西等地。（４）水量中等区（１００－细＜５００ｍ３／ｄ）：呈窄环状分布在研究区涧河两侧及翟家河以西地域．范围极小，出水量不稳定。（５）水量贫乏区（Ｑ＜ｌＯＯｍ¨）：研究区内，水量贫乏有两处，分布分别为研究区西南角的小块区域及西北部的殷家城一带。圈＾４陇东地区罗汉涧音水岩组富水性分区圈长安大学硕士论文４．３．１．２环河含水岩组 环河含水岩组在全区均有分布，可分为两个含水岩段，上部称环河组上部含水岩 段，下部称环河组下部含水岩段。 环河组上部含水岩段除合水县太白镇附近以外，其余地带均有分布，含水层岩性 由砂质泥岩、泥岩及粉细砂岩组成，厚度自西向东递减。环河组下部含水岩段在区内 分布广泛，除合水县太白镇附近零星出露外，其余地带均下伏于环河组上部含水岩段 之下，含水层岩性为胶结较差的中细、中粗砂岩与砂质泥岩互层，底部为一层厚度不 等、连续性较差的泥岩与下伏宜君洛河组相接触。 图４．５为研究区内环河含水岩组厚度等值线图，由图可见，环河含水岩组含水层厚 度在马莲河河谷、合水县、正宁县一带最小，一般小于３００ｍ，向东、向西含水层厚度 增大。在研究区的东北部，含水层厚度一般大于４００１ｎ｜在庆阳、西峰一线以西，含水 层厚度普遍大于５００ｍ，且愈向西，含水层厚度愈大。研究区内环河含水岩组含水层厚 度最大的区域位于孟坝镇—三岔镇一带，其最大厚度超过了８００ｍ。 环河含水岩组的埋深因地形及覆盖层厚度而异（图４．６），在马莲河河谷地区最小， 多小于５０ｍ，一般不超过ｌＯＯｍ，在蒲河河谷区多小于２００ｍ。从马莲河河谷向东、向 西，环河含水岩组的埋深均有所增大，在东部地区其埋深一般在２００－－３００ｍ左右，在 西部地区埋深可达４００－－５００ｍ。环河含水岩组的最大埋深位于孟坝镇以西的研究区边 界附近，其埋深超过了６００ｍ。 环河含水岩组地下水的富水性总体上较罗汉洞罗汉洞含水岩组要弱，根据单井涌 水量资料，将环河含水岩组的富水性分为三级（图４．７）： （１）水量较丰富区：分布马莲河谷地庆阳段、茹河谷地镇原段，富水性相对较好， 单井出水量在５００－－１０００ｍ３／ｄ。 （２）水量中等区：分布面积很大，在研究区内，除了水量较丰富区和水量贫乏区 外，其它大部分地区富水性居中，单井出水量在１００－－－５００ｍ３／ｄ。（３）水量贫乏区：主要分布殷家城一王咀子、合水县西部、白家上坳西南部一带，富水性最弱，单井出水量小于１００ｍ３／ｄ。第¨章水文地质条件Ｈ析圈４．５疵东地区环河音水岩组厚度等值线圈图４．６陇东地区环河古水岩组埋辣等值线Ｋ立大学颤｛。论立田４．７陇末地区环河古水岩组富水性分区圈４ ３ｌ３洛河含水岩组 洛河含水岩组是本区主要含水岩层之一，也是目前长庆油田生产用水的主要开采层位。该含水岩组隐伏于环河含水岩组之下，在全区均有分布。洛河含水岩组的岩性以 为中粗、中细砂岩和砂砾岩为主。含水层厚度不均，在研究区内总的变化规律是东北 和西南部较薄，一般厚度为２０（ｋ－－２５０ｍ；中部地区则较厚，一般为３００－－－３５０ｍ（图４８）。含水层厚度最人的区域位于研究区的两北角、宁县及两峰南部的局部区域，其厚度超过７ ４００ｍ。圈４．９为研究区内洛河台农岩组埋深等值线图．由图可见．洛河含水岩组的埋潦从 东向西呈逐渐增大的状态。在罗山府、宁县等地，其埋深较小。 般小于４００ｍ：向西至合水、庆阳一带．其埋深在５００—７００ｍ之间；西峰以西地区，洛河含水岩组的埋漾 普遍大于８００ｍ；埋深强大的区域位于研究区的西部边界附近，其埋深超过了１２００ｍ。 依据单井涌水量资料，洛河含水岩组的其富水性可划分为五个等级（图４．１０）．依次为：（１）水量丰富区：研究区内水量丰富区只有一处零星出现．位于王咀子东侧．面积很小，富水性好，单井出水量在１０００—３０００ｍⅥ之『ＨＪ。第Ｆ嶂水ｉ地质杂件分析 （２）水量较丰富区：主要分ｔ１１ｉ于庆阳县、台水县、西峰及其周边地区，在正‘ｆ县 东部等地也有出现，单井出水量５００～１０００ｍ３／ｄ。据钻孔抽水资料，当降深１１０一２２ ２８ｍ时．涌水量４３ ７２—５４２．４０ｍ３，ｄ，单井涌水量５０１．２０一８３７．６７ｍ％。十ｆ ２㈣ｍ２００一ｌｏｏｍ，ｏｏ４００ｍ‘Ｄｏｍ“±乙Ｊ—：．ｄ‘圈＾ｓ陇东地区洛河含水岩组厚度等值线圈图４．９陇末地区洛｛可古水岩组埋深等值线＊安＾学顸十论立（３）水量中等区：主要分布于圪王家一惠家庙一翟家河一线以西，在蒿咀铺一石 豉一显胜咀东呈条带状出现，出露面积较大，单井出水量１００－－５００ｍ３／ｄ。据钻孔资料， 当降深２３Ｏ¨３ｌ４６ｍ时，涌水量２７７ ８６—４８０ ＯＯｍ３／ｄ，单井涌水量１８０．５０—４１７４０一／ｄ。（４）水量贫乏区；主要分却于正宁县以北，呈条带状分布，单井出水量小于 １００ｍ３／ｄ。据６１４号钻孔资料。当降深４５ ８７ｍ时，涌水量２．７６ｍ３／ｄ，单井涌水量１．２０ｍ３／ｄ。圈４．１０陇末地区洛河古水岩组富水性分区图４ ３２白垩系地下水补给 综合分析陇东地区中自垩系地下水的补给条件及方式，可归纳白垩系地下水的补给模式如图４．１ｌ所示。补给来源主要有：大气降水、地下水、灌溉水及地表水；补给 方式主要有：面状垂向入渗补给、垂向越流补给、条带状垂向补给、侧向补给。其中 大气降水、地下水的越流、农田灌溉水是以面状垂向入渗的方式补给的，地表水主要 是条带状垂向入渗补给，侧向径流补给是是指临区地下水对区内地下水的补给。４３２ｌ大气降水补给 大气降水是区内地下水的主要补给柬源，大气降水对白垩系地下水的补给．除了白垩系地层出露的地区外，主要是通过补给第四系地下水，然后第四系地下水以越流第网章水文地质条件分析的方式补给白垩系地下水而完成的。大气降水补给的主要特点是时、空分布上的不均 匀性，分析引起这种不均匀性的因素主要有三个方面：图４．１１研究区白垩系地下水补给模式图示（１）降水量在时间、空间分布上的不均匀。大气降水空间的变化主要受纬度效应 的影响，总的规律是南丰北枯：陇东地区最南部的达溪河一带多年平均降水量在 ５００－－６５０ｍｍ间，向北至环县一带３００－－－４００ｒａｍ间，二者的差异十分明显。高度效应对 降水量亦有控制作用，同纬度不同高度区的降水量也有一定的差别。大气降水在年内 的变化主要受季风气候活动特点的影响和控制，大气降水主要集中在七、八、九月， 约占全降水量的７０％，并常以暴雨的形式出现。不同年份降水量差异也很大，年变率０．仁１．３之间，每３一年出现一个由丰到枯的周期。Ｃ２）降水入渗系数存在差异。不同的区域，由于受地貌形态、覆盖层介质特征、 植被发育情况等差异的影响，降水入渗系数明显不同。 地貌形态对降水入渗系数的影响主要表现在陇东黄土残塬区与梁峁丘陵区。根据 镇原县三岔乡所进行的均衡试验结果，黄土梁峁区的降水入渗系数为０．０７８。陇东黄土 残塬的大气降水入渗系数，在１９８３年开展的甘肃省庆阳县董志塬黄土潜水动态及资源 综合研究项目中曾进行了深入的研究，结合地下水动态观测资料与大气降水资料，并 采用数值法优选，最终确定的入渗系数为Ｏ．１ｌ。黄土丘陵区与残塬区的入渗系数相比，差异十分明显。（３）接受降水补给的方式存在差异。这里所说的接受降水补给的方式仅指大气降 水自地表入渗到最终转化为白垩系地下水的过程。受地层结构、水文地质条件等方面 因素的影响，这一过程在地区的不同区域存在较大的差异。如陇东地区丘陵区，白垩长安大学硕士论文系地下水覆盖层结构单一，多为马兰黄土、离石黄土，大气降水自地表入渗后，会在 垂向上渗流通过盖层后补给白垩系地下水或与覆盖层形成具有同一水位的统一含水层 系统。但黄土残塬区，浅层潜水与下部的白垩系地下水间存在不连续的隔水层，对大 气降水在垂向上入渗补给浅层潜水后，进一步转化为白垩系地下水产生不良影响。 ４．３．２．２地表水补给 陇东地区中水系发育，河流中的地表水与地下水间存在有密切补排的关系。单就 补给而论，根据对野外测流及前人资料的综合分析，确定研究区白垩系主要补给河段 地表水补给量为２１３６．４３ｘ１０４ｍ３／ａ。 ４．３．２．３灌溉水补给 陇东地区内农业经济还不发达，农业耕作方式比较落后，农田用水方式主要采用 大水漫灌，因而灌溉水的入渗是研究区内地下水的补给源之一。综合分析本次调查及 前人取得的资料，年灌溉补给量３７．４８ｘ１０４ｍ３。 需说明的是：不同区域，受水文地质条件控制，灌溉入渗水与白垩系地下水间的 联系存在差异。如在泾河、马莲河河谷区，由于这些区域为白垩系地下水的排泄区， 河谷潜水下伏的白垩系地下水水位高于潜水水位，因而灌溉水入渗转化为河谷潜水后 并不能进行对白垩系地下水形成补给；在陇东地区的黄土残塬区，受午城黄土的阻隔， 灌溉入渗水转化为黄土潜水后，也不能进一步补给白垩系地下水。 ４．３．２．４地下水的侧向径流补给 研究区白垩系地下水在西部和北部边界普遍接受了临区地下水的补给，根据断面 流量法，在对各断面的流量分别进行计算的基础上，通过叠加得到区内白垩系地下水所获得的侧向补给总量为３１６．５０×１０４ｍ３／ａ。４．３－３白垩系地下水径流特征 陇东白垩系地下水系统是一个十分复杂的系统，这种复杂性不仅体现在地下水系 统的结构、地下水的补给及排泄方式、水化学、富水性等多个方面，而且体现在地下 水的径流方面。就地下水的径流方式而言，区内地下水有水平和垂向径流两种方式。 ４．３．３．１水平径流 水平径流是陇东地区白垩系中白垩系地下水的主要径流方式，但在不同的区域地下水径流特征各异。第四章水文地质条件分析白垩系地下水的径流主要受白垩系地层结构及岩性所控制，同时白于山、子午岭 等地表分水岭以及河流水系对区域地下水的径流也有影响。陇东白垩系的空间展布受天环向斜控制，总体上为西、东、北三面较高、南部较低的非封闭型盆地。白垩系岩 性形成了洛河一环河组、罗汉洞组两个沉积旋回，各旋回岩性总的变化规律是下粗上 细，其间又粗细相间。陇东白垩系这种结构形态及岩性上的特征与变化控制了地下水 总的径流特征是：白垩系地下水以顺层水平径流为主，径流的方向总体上是由东部子午岭、北部的白于山、西部的六盘山等地表水分水岭指向盆地中部的马莲河谷地。具体到各个含水岩组，受其展布范围、赋存特征、补给及排泄条件及局部分水岭等各方面因素控制或影响。 （１）罗汉洞含水岩组地下水 罗汉洞含水岩组地下水补给源主要是西部的六盘山区，加之罗汉洞泾川组向东倾斜，区内地势又是西高东低，因而地下水的径流方向总体上由西北向东南（图４．１２）。同时由于向泾河、蒲河的溢出是罗汉洞泾川组地下水的主要排泄方式，因而地下水流向也显示出向河流汇聚的特征。水力坡度的变化规律是西部、西南部较大，而在研究区中部西峰一带明显减小。 （２）环河含水岩组地下水 环河含水岩组在陇东地区广泛分布，其补给来源主要为上覆罗汉洞含水岩组及新生界地下水的下渗越流补给，以及研究区西部及北部地下水的侧向径流补给。图４．１３为环河含水岩组地下水流场图，其主要特征是： 马莲河对环河含水岩组地下水径流的控制意义明显，由图４．１３可见，在马莲河的西部，环河含水岩组地下水主要由西北向东南方向径流；在马莲河的东部，环河含水岩组地下水主要由东北向西南方向流动，马莲河是区内环河含水岩组地下水的集中汇 集区。从地下水的水力坡度来看，马莲河东部地区的水力坡度普遍大于西部地区；西部地区水力坡度坡度的特征是靠近边界的西部及西南部地区较大，中部的西峰及其北。部地区较小，这一点与罗汉洞含水岩组地下水类似。长安＾学硕ｔ论空圈４．１２罗祝洞组地下水流场图４¨坏河组地下水流场圉（３）洛河含水岩组地下水洛河含水岩组主要接受了上覆环河含水岩组地下水的下渗越流补给，以及研究区第口章水Ｚ地质条件＊析西部及北部地下水的侧向径流补给，图４ １４为洛河含水岩组地下水流场图，可见洛河 含水岩组地下水与环河含水岩组地下水径流有类似的特征（图４１３）．马莲河对该组地 下水径流的控制作用明显．是洛河含水岩组地下水的集中汇集区。洛河含水岩组地下 水水力坡度的变化也类似于环河含水岩组．马莲河东部地区的水力坡度明显大于西部 地区；在西部地区靠近边界的西部及西南部地区较大．中部的西峰及其北部地区较小。圈４．１４下白垩系洛河组藏场田４ ３ ３２垂向径流垂向径流是白垩系地下水具有重要水文地质意义的一种径流方式．是白垩系地下 水补给区和排泄区的主要径流方式。与以水甲径流方式为径流区相比，在补给区和马 莲河中下游排泄区，白垩系各层地下水的水头差异明显。总的规律是：在补给区是上 层地下水的水头高于下层地下水水位．排泄区是下层地下水的水头高于上层地下水的水头。补给区的垂向径流主要为垂向越流的方式，Ｆ｝ｌ于上部含水层的水头较高，下部含 水层的水头较低，垂向径流表现为由浅部指向深部。排泄区由于下部含水层的水头较 高，上部含水层的水头较低，垂向径流表现为｝｝】Ｆ部含水层向上部含水层的越流。图４１５为研究区内环河含水岩组与洛河含水岩组地Ｆ水位差值等值线圈．由圈可见，在陆安大学硕±论女研究区的西部和东部地区，环河含水岩组的地下水位普遍高于洛河含水岩组，因此这 些地区的白垩系地下水主要呈现出由上向下的垂向运动方式。在研究区中部的马莲河 谷底附近，洛河含水岩组的地下水位则普遍高于环河含水岩组，最大水位差可达５０ｍ 以上，故这些地区的白垩系地下水呈现出了由下向上的垂向运动方式。口”ｗ＂【ｍｍ∞】，＾ｗ…ｔＨ４．３．４白垩系地下水排泄特征 ４．３．４．１蒸发排泄口“ｗⅢｍ＿＊¨＂㈨ｘＨ图４．１５环河古水岩组与洛柯古水岩组水位差值等值线圈蒸发排泄是白垩系地下水的重要排泄方式之一。地下水蒸发排泄的强度主要受大 气蒸发强度、地表岩性特征、水文地质条件等多方面因素的影响。 （１）大气蒸旋强度对地下水蒸发强度的影响 区内蒸发量的分布规律主要受纬度效应影响。大气蒸发量在面上分布的规律是北 部较大．为２０００ｍｍ左右．南部较小为，约１４００ｒａｍ。大气蒸发量的这一分布规律对地 下承蒸发强度的影响表现为：具有相似水文地质条件的区段，地下水的蒸发强度在大 气蒸发量高区较强，低区较弱。 （２）水文地质条件对地下水蒸发强度的影响 水文地质条件对地下水蒸发强度的影响集中表现在地下水极限蒸发深度上。区内第四章水文地质条件分析黄土潜水埋深多较大（大于４０ｍ），除塬边地下水浅埋溢出地带外，基本上不存在蒸发。 地表河流多属于地下水排泄性质的，因而在漫滩及低阶地范围内，河谷潜水的埋深多较浅，存在蒸发排泄；据前人的研究，河谷潜水的极限蒸发深度为４－５ｍ。白垩系风化 裂隙水埋深较大，无蒸发排泄：裸露的河谷区又多是地下水的排泄区，蒸发发生在排泄之后。 ４．３．４．２地表水排泄 （１）现代侵蚀基准面作用研究区白垩系的最低侵蚀基准面为马莲河、蒲河等河流。这些现代侵蚀基准面的 水文地质意义主要是控制着盆内地下水的排泄。如白垩系各组地下水的水位在马莲河河谷区普遍高于新生界地下水，且具有向马莲河汇集的特征。可见向河谷排泄不但是浅层潜水、且是深层地下水的重要排泄方式。（２）地下水排泄特征 根据前人资料、多年水文资料及本次测流资料，分析确定白垩系地下水排泄的主要特征是：不同河流甚至同一河流的不同河段，排泄强度存在差异（表４．８）。由表可见， 西南部的泾川、镇原一带地下水的排泄强度相对较大，基流量占地表水径流量的比例 在２６．３２％之间：北部环县、华池、庆城一带地下水的排泄强度最小，基流量占地表径流的比重在１５％左右；马莲河下游区域地下水的排泄强度居中，基流量占地表径流量 的比例在２３％左右。 表４．４研究区地下水排泄特征统计表多年平均径流量Ｑ径 （亿ｍ３／ａ）１．９９ ０．６５河流 油河 洪河 蒲河 环江 柔远河 柔远河 马莲河站点 泾川站多年平均基流量Ｑ基 （亿ｍ３／ａ）０．５７ ０．１７ Ｏ．６９ ０．３３５ ０．０２６ ０．１７ １．０８ＱｆｆＱ径 （％）２８．６４ ２６．１５巴家嘴站 庆阳站 悦乐站 庆阳站 宁县站２．２９ ２．２１３０．１３１５．１６ １５．１２ １８．２８ ２３．１７０．１７２０．９３ ４．６６长安大学硕士论文４．３．４．３人工开采 据统计，全区地下水开采总量为每年１２７１０．０４×１０４ｍ３／ａ，其中新生界地下水每年 为９４２５．０４Ｘ １０４ｍ３／ａ，白垩系地下水每年为３２８５Ｘ １０４ｍ３／ａ。可见，地下水的人工开采 是研究区内地下水的重要排泄方式之一。 ４．３．５白垩系地下水动态特征 ４．３．５．１罗汉洞含水岩组地下水动态特征 在补给、径流及排泄区，罗汉洞泾川组地下水的动态特征各异。补给区有雨洪入 渗补给时，水位变化幅度较大，并有骤变的特征；无雨洪补给时，水位变化幅度较小， 并呈缓变的特征（图４．１６）。在径流区，罗汉洞泾川组地下水的动态变化有两种不同的 情形：其一是季节性地下水开采区，如洪河谷地，水位动态总体上比较稳定（图４．１７）， 但在开采季节（５．８月份），水位存在一个低谷；其二是存在连续开采的地区，如镇原 县城附近，地下水水位持续下降（图４．１８）。在排泄区，罗汉洞泾川组地下水的动态比 较稳定，勘查中对位于排泄区的泾川县王村乡百泉泉群进行观测，泉流量其本稳定在１１２１—１１２３ｍ３／ｄ，变化的幅度非常小（图４．１９）。１２３０．８ １２３０．４ １２３０．Ｏ １２２９．６ １２２９．２２０００年７月２００１年７月２００２年１月图４．１６补给区罗汉洞组地下水水位动态曲线（镇原三岔ＧＧｌ５）１璇０Ｕ弧０１Ⅸｏ盥０加Ｄ１年１月加０ｌｉⅣ月圈吆钽月图４．１７径流区罗汉洞组地下水水位动态曲线（镇原行李ＧＧｌｌ）第四章水文地质条件分析ｌｌ墨ｌｌ墨Ｕ飘ｌｌ忍ｎ忍 ｎ丑图４．１８径流区罗汉洞组地下水水位动态曲线（镇原县冷冻厂ＧＧｌ２）图４．１９排泄区罗汉洞组地下水泉水流量动态曲线（泾川王村ＧＧ４）４．３．５．２环河含水岩组地下水动态特征 结合研究区的水文地质条件、前人零星取得的动态资料分析，环河含水岩组地下 水动态特征是：西部、北部及东部边界等补给区，地下水位的变化幅度较大，径流、 排泄区地下水位的变化幅度相对较小。如华池县自来水公司供水井，其水头动态要素 的变化如图４．２０所示，在同等开采强度的情况下，地下水位变化的幅度达２ｍ，其动态 的变化趋势显示出与大气降水动态相似的特征，但高峰期要滞后于雨季２＿３个月。但位于马莲河谷地的ＧＧｌ８号观测点，其水头相对比较稳定（图４．２１），变化的幅度不超 过ｌｍ。１２３５ １２３４ １２３３ １２３２ １２３１ １２３０图４．２０补给区环河组地下水水位动态曲线（华池县自来水公司ＧＧｌ７）图４．２ｌ环河组地下水径流区水头动态曲线（庆阳环江谷地ＧＧｌ８号）长安大学硕士论文４．３．５．３洛河含水岩组地下水的动态特征 洛河含水岩组地下水的动态较罗汉洞泾川组及环河组承压水的动态要稳定，已取 得的资料表明：在临近西侧补给边界地带、马莲河流域的径流及排泄地带，洛河含水岩组地下水的水头变化幅度不超过２ｍ：年内及年际间水头的变化与气象因素的相关关 系不明显。在一些开采区，洛河含水岩组地下水水位呈趋势性下降，如位于泾川何家 坪的ＧＧ５号观测孔，在７０年代成井初期，洛河组水头高于地表１００ｍ，但开采三十多 年后的现在，水头下降了近８０ｍ。４．４地下水水化学特征区内地下水化学特征受地形地貌、地质构造、地层岩性、沉积环境、上覆岩层特 征、地下水的补径排条件和气候环境等因素的综合影响。４．４．１新生界地下水水化学特征 ４．４．１．１．第四系冲积潜水的水化学特征分布于各河流及其支流河谷中的冲积层潜水，柔远川以东水化学类型以 ＨＣ０３?Ｓｏｒ℃ａ?Ｍｇ型为主，局部为ＨＣＯ广－Ｎａ型；柔远川以西水化学类型以Ｓ０４?Ｃｌ—．Ｎａ 型为主，局部为Ｓ０４—－Ｎａ型。总体来说该类地下水因径流途径短，易于排泄，地下水交替循环积极，水质较好，ＴＤＳ多小于１．０９／Ｌ。４．４．１．２．更新统黄土层潜水水化学特征 分布于广大黄土梁峁区的黄土层潜水，水化学类型一般为ＨＣＯ广－Ｎａ?Ｍｇ?Ｃａ型或 ＨＣ０３?ＳＯｒ－Ｎａ?Ｃａ型。因径流途径短，易于排泄，地下水交替循环积极，水质较好，ＴＤＳ多小于１．０９／Ｌ。４．４．２碎屑岩类地下水水化学特征 碎屑岩类地下水水化学特征由于所处的地形地貌及含水岩组的岩性、原始含盐量、 补径排条件等水文地质环境的差异，具有不同的水化学特征。 ４．４．２．１罗汉洞组地下水水化学特征及分布规律 ＴＤＳ总的规律是西南部低，多小于ｌｇ／Ｌ，向北、向东渐高；最高点在泄郭咀和显胜两处，ＴＤＳ达２＿３９／Ｌ。在研究区内，罗汉洞组含水层岩组ＴＤＳ多为ｌ一２ｇ／Ｌ。水化学类型的变化自南向北、自西向东有明显的分带性。由灵台一镇原一天池西３７第凹章水空地质条件分析部，水化学类型依次为ＨＣＯｒ—Ｈｃ０３０Ｓ０４“Ｃ０３?Ｓ０４０ＣＩ；由西向东恢次为ＨＣ０３＂Ｓ０４一Ｈｃ０３?ｓ也?ｃｌ—ｓ０４?ｃｌ。在蒲河以南地段．水质较好，矿化度一般小于１鲋， 部分ｌ—０９ｎ，地＿卜水化学类型过渡为ＨＣＯｙ－＿ｓＯｆ—Ｎ８一Ｍｇ型水。全区主要为Ｎａ型 水，中部大部分地区为ＮａｏＭｇ型水。离子的浓度分布规律：Ｓ０４２。、Ｃｌ－、Ｎａ＋浓度，是 南低北高。ＨＣ０３’、Ｃａ２＋、Ｍｇ卜浓度．差异不明显。具体见图４ ２２。 特殊离子：Ｆ）ｌｍｇ／Ｌ区域分布在天池一镇原以西地区。Ｎ０２。在大部分区域大于Ｏ０３ｍｇ／Ｌ。Ｎ０３‘在大部分区域小于５０ｍｇ／Ｌ。图４．３２陇东地区罗汉洞含束岩组ＴＤ￥分区图４．４２．２环河组地下水水化学特征 环河组地下水ＴＤＳ的较复杂，变化范围大，ＴＤＳ最大值可达５。总的规律是：在庆阳县一合水县一宁县一线以西，形成一ＴＤＳ大于３的高值带，最高者达５９／Ｌ．向东 西两侧，ＴＤＳ渐降低为＜ｌｇ／Ｌ，在蒿咀铺以乐及自家上坳以西分别出现。在陇东研究区内西峰市以西大部分ＴＤＳ值在１—２之间。（见图４２３）水化学类型的变化规律为：研究区西南部一带向北、向东、向北东呈散射状逐渐 变化。水化学类型变化ＨＣＯｒ－ＨＣ０３?ｓ０４＿ｓ仉一ｓ０４．ｃＩ；自子午岭东侧至马莲河谷地 呈平行状，水化学类型的变化：ＨｃＯｒ＿。Ｈｃ０３?ｓ０４一ｓｑ—ｓＯ矿ｃｌ。与总体规律有异的＊安太学碰＋论女是：在宁县周边呈ＨＣ岛?Ｓ０４型水分布区－出现了－－ｄ＇片ＨＣＯ）型水；在马莲河东傩的 Ｓ０４型水中．出现了一小片ＨＣ０３?Ｓ０４型水。全区绝大部分地区均为Ｎａ型水分布，Ｎａ?Ｍｇ 型水主要在正宁以东地区，ＮａｏＣａ型水在于午岭及镇原一带。 总的说来，含水层水质较差，以微咸水为主，矿化度大于ａｇｅ的半咸水分布在马 莲河东侧、西峰Ｈ南，这种分布规律可能与含水层自身含盐量多寡有关。圈４ ２３雎东地区环河音承岩组矿化度分布圈４ ４２３洛河组地下水水化学特征在马莲河东岸～带．出现ｓＥＮｗ走向的ＴＤＳ峰值带。峰值地带的ＴＤＳ值均＞３９ｒＬ，最高者为其南段宁县、正宁、合水县之『日Ｊ的湘乐镇一带，ＴＤＳ＞６９／Ｌ。峰值带东、西两 侧，ＴＤＳ变化规律明显不同：西侧以镇原县的西南部为ＴＤＳ最低点，东侧以子午岭区 东侧的ＴＤＳ值较低，向西至马莲河谷地渐高，ＴＤＳ等值线呈平行状。峰值区在研究区 内呈现条状，以峰值区为中－ＩＬ，，在东西阿侧逐渐减小，详见图４２４。区内阴离子的水平分带规律明显．并与ＴＤＳ值的变化规律有相似性：西南部自家 上坳～带向北至殷家城、南庄塬：向北东至马莲河逐渐变化，水化学类型的变化规律 是ＨＣ０３一Ｈｃ０３?ｓ０４—ｓ０４—ｓ０４?ｃｌ；自子午岭至马莲河谷地呈平行状，水化学类型的 变化规律是：Ｈｃ０，一Ｈｃｑ?ｓ０４一ｓ０４一ｓ０４?ｃｌ。阳离子的分带规律不明显，总体以Ｎａ第四章水文地质条件分析型水为主。区内Ｆ＇＞ｌｍｇ／Ｌ分布有：马莲河流域上游，在跨蒲河流域几条支流的源头一带及吴 家老庄一殷家城一带有出现：宁县一带小面积出现。北部大部分地区Ｎ０２＂＜０．０３ｒａｇ／１，， 不超标，南部多大于０．０３ｍｇ／Ｌ，Ｎ０３‘在研究区内多小于５０ｍＣＬ。图４．２４陇末地区话河古承岩组矿化度分布图４．５地下水同位素特征本次工作中在研究区共采取地下水同位素样品１０组，收集区内地下水及地表水同 位素样品分析结果２６组。表４．５列出了区内３６组各类水的同位素成分分析结果，其中 包括罗汉洞组地下水５组，环河组地下水１２组，洛河组地下水７组，新生界地下水５ 组，以及河水样品７组。Ｆ面上述的同位素成分分析结果，对地下水的同位素成分特 征及其水文地质意义予以分析。４ ５１大气降水的同位素组成 大气降水的氢氧稳定同位素组成受到了温度、高度、纬度及降水量等多种因素的影响，通常有较大的变化，但这种变化通常具有一定的规律性。１９６１年Ｃｒａｉｇ通过对Ｓ ｅｂ９Ｉｎｔ＂ｑ Ｖ、寸－．一ＮＮ９口 ｎ ｏ－—＿岔 ｏ—、也－＿Ｕ’寸 ⑦ ｎ●＿心●ｒ‘■Ｖ卜 ∞●小 一Ｖ西●＿Ｎ ｎ－＿ａ－＿●寸∞ ｏｖ、口 口●Ｎ－．＿篡、－一ｆｎＵ’∞●∞●西●寸Ｖ、●。竺Ｎ●－＿Ｎ－＿－●＿ ●＿●●＿●。＿ Ｉ●＿●＿－ －ｏ●－一寸 ∞●∞Ｎ●＿－寸●－‘＿ ●‘■ ●’一＿ ■－‘＿∞ Ｎｒ＿●ｏｑＮ●?＿●Ｎ 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于各类地下水及河水，河水的同位素成分处于地下水与雨水之间，结合区内地下水氚含 量普遍相对较低的特点可见：区内地下水的补给主要来源于海拔较高的山区，这里降雨 量相对较大、气温较低，从而使降水的氢氧稳定同位素成分发生了贫化，同时也说明深 层地下水接受补给时的气候条件比现代冷。较低的氚含量说明研究区地下水的循环较 慢，现代水在地下水的混入量较少。这指示着对区内地下水资源的开采，应进行科学规 划，严格管理，以保持开发的可持续性，并避免不良环境地质问题的发生。 在图４．２５中，河水的同位素成分处在大气降水与地下水之间，说明河水受到了大气 降水与地下水的共同补给。根据氢氧稳定同位素含量的实测结果，可求得河水中地下水４３第四章水文地质条件分析的补给比例占到了４０％－７８％。由于研究区面积较大，各含水岩组在研究区内的埋深有较大的变化，同一含水岩组 在一些地区可能在地表出露，而在其他地区可能埋藏在数百米之下。这就造成了同一含 水岩组的同位素组成变化幅度较大，埋藏较浅的含水岩组中的地