曹云云， 丁堅(jiān)平

(貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院， 貴陽(yáng) 550025)

大龍灘泉為較典型的溶洞裂隙水類型，泉流量動(dòng)態(tài)年變幅系數(shù)1.47，屬鍶礦泉水類型。近年來(lái)由于貴州干旱氣候頻率加快以及環(huán)境污染加重，為確保地下水資源的合理開發(fā)利用和水環(huán)境保護(hù)，本文通過水文地質(zhì)調(diào)查及資料收集，采用泉流量衰減方程及水質(zhì)分析評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果為地下水合理開發(fā)和水源地環(huán)境保護(hù)提供依據(jù)。

1 大龍灘泉水文地質(zhì)特征

1.1 水文氣象

烏當(dāng)大龍灘地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)區(qū)，具有較明顯的高原性季風(fēng)氣候特點(diǎn)。多年平均降雨量1 216 mm，雨季一般始于4月中旬，最早為3月中旬，最晚可延至5月下旬，結(jié)束于10月下旬。

調(diào)查區(qū)屬長(zhǎng)江水系烏江中游段南明河支流三江河南部流域區(qū)，以小河流及溪流為主，大都為季節(jié)性溪流，流量變化十分顯著，多數(shù)進(jìn)入枯水季后即干枯斷流。

1.2 地形地貌及地質(zhì)構(gòu)造

調(diào)查區(qū)屬巖溶槽谷地貌類型，地形標(biāo)高1 200～1 300 m，高差100 m。該泉分布于貴陽(yáng)槽型復(fù)向斜北段的都拉營(yíng)向斜東翼三疊系下統(tǒng)安順組(T1a)巖溶含水層中，受北東向云錦莊阻水?dāng)鄬幼韪簦雎队诖簖垶?/p>

1.3 泉流域邊界

根據(jù)泉域的地層、巖性、地貌類型及水文地質(zhì)構(gòu)造類型，西以三疊系松子坎組(T2sz)泥質(zhì)白云巖相對(duì)隔水巖層為界，東以三疊系下統(tǒng)大冶組(Td1)下段泥質(zhì)灰?guī)r相對(duì)隔水巖層為界，南以云錦莊阻水?dāng)鄬訛榻?，北以地表分水嶺為界，構(gòu)成相對(duì)完整的泉含水系統(tǒng)，泉域面積40 km2，見圖1。

圖1 貴陽(yáng)市大龍灘泉水文地質(zhì)圖

1.4 地下水類型及補(bǔ)給

該泉含水地層為安順組(T1a)白云巖，屬溶洞裂隙水類型。大氣降水為主要補(bǔ)給來(lái)源，地下水向南徑流，受云錦莊斷層阻隔，以下降泉的形式出露，流量變化1 278.72～1 909.44 m3/d，年變幅系數(shù)1.47。

2 根據(jù)泉流量衰減方程計(jì)算巖溶地下水的儲(chǔ)存量

2.1 建立衰減方程

通過野外實(shí)際調(diào)查、訪問資料和大龍灘泉2000-2001年觀測(cè)資料，采用該泉2000-2001水文年中枯季流量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料(圖2)。

圖2 大龍灘泉降雨量和流量長(zhǎng)期觀測(cè)曲線

根據(jù)該地區(qū)長(zhǎng)期降雨量和流量曲線可知該地區(qū)的枯季可以看作從頭年的11月份到次年的4月份，根據(jù)泉流量衰減分析法，將泉枯季流量衰減過程劃分為三個(gè)衰減亞期(11～12月、12～2月、2～4月)。

根據(jù)公式：

式中：

Qi——對(duì)應(yīng)于ti時(shí)刻流量(L/s)；

Qi+1——對(duì)應(yīng)于ti+1時(shí)刻的流量(L/s)。

求出大龍灘泉在三個(gè)時(shí)期衰減系數(shù)α1、α2、α3分別為0.012 739、0.003 236、0.006 536(圖3)。

建立衰減方程：

圖3 大龍灘泉流量衰減亞動(dòng)態(tài)疊加曲線

2.2 經(jīng)驗(yàn)方程檢驗(yàn)

偏離數(shù)值檢驗(yàn)是檢驗(yàn)測(cè)點(diǎn)偏離關(guān)系線的平均偏離值(即平均相對(duì)誤差)是否在合理范圍以內(nèi)，借以用數(shù)據(jù)論證關(guān)系曲線是否合理。

檢驗(yàn)方法：

設(shè)測(cè)點(diǎn)與關(guān)系曲線的相對(duì)偏離值：

式中：

Qi— 實(shí)測(cè)流量；

Qci— 與Qi同降深下關(guān)系曲線上的流量；

△Q=Qi-Qci，偏離值。

檢驗(yàn)結(jié)果(表1)：將X與Sx進(jìn)行比較，平均相對(duì)偏離值X小于標(biāo)準(zhǔn)差Sx，故該泉理論曲線與實(shí)測(cè)Q=f(t)關(guān)系曲線定線合理。

表1 大龍灘泉曲線偏離值檢驗(yàn)表

2.3 計(jì)算儲(chǔ)存量

所求得的該泉流量的衰減系數(shù)合理，該泉水總儲(chǔ)存量 (Q表)等于衰減和增溢的排泄總量，即：

Q表i——表層喀斯特水衰減和增益的排泄量；

Q0i——各亞動(dòng)態(tài)始點(diǎn)流量；

Q表——表層喀斯特水總儲(chǔ)量。

分別計(jì)算各枯季衰減亞期的水資源量，得到該泉各枯季衰減亞期的水資源量分別為162 775.19、160 185.08、158 628.15 m3，該泉枯季水資源量為481 588.42 m3。

3 地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)

3.1 地下水物理性質(zhì)及化學(xué)特征

該泉水物理指標(biāo)：無(wú)色、無(wú)味、透明、水溫16℃；化學(xué)指標(biāo)：總硬度563.96 mg/L，pH值7.35，陽(yáng)離子含量以Ca2+、 Mg2+為主，陰離子含量以HCO3-為主, 還含有微量元素鍶、偏硅酸、鋰、鋅等，水質(zhì)按其化學(xué)成分為HCO3-·SO42-—Ca2+·Mg2+型水，表2列出了大龍灘泉水質(zhì)分析結(jié)果。

按照GB/T 14848—93《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，采用多因子評(píng)價(jià)方法，選取評(píng)價(jià)項(xiàng)目為：pH、氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、揮發(fā)性酚類、氰化物、砷、汞、鉻、總硬度、鉛、氟、鎘、鐵、溶解性總固體、高錳酸鹽指數(shù)、硫酸鹽、氯化物。

評(píng)價(jià)得到該水樣綜合評(píng)價(jià)指數(shù)F為7.1，水質(zhì)為較差(Ⅳ)，其主要原因?yàn)榭傆捕瘸瑯?biāo)，主要是碳酸鹽巖地層中的地下水MgO、CaO含量高，屬正常情況。經(jīng)適當(dāng)處理后，可作為生活飲用水。

表2 大龍灘泉水質(zhì)分析結(jié)果

注：表中“”表示未檢出

3.2 礦泉水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告以GB 8537—2008《飲用天然礦泉水標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)，得到該泉地下水感官指標(biāo)、界限指標(biāo)、限量指標(biāo)、污染物指標(biāo)均達(dá)到飲用天然礦泉水標(biāo)準(zhǔn)。天然飲用礦泉水主要按其所含的微量元素進(jìn)行分類，根據(jù)其界限指標(biāo)對(duì)照表可以得出該泉礦泉水類型為鍶礦泉水(鍶含量2.42 mg/L)。

4 結(jié)語(yǔ)

(1) 根據(jù)泉流量衰減方程計(jì)算巖溶地下水的儲(chǔ)存量表明，該泉為較典型的溶洞裂隙水類型，巖溶含水系統(tǒng)具有一定的調(diào)蓄能力，泉域大氣降水天然補(bǔ)給量為97.28萬(wàn)m3/a，泉枯季水資源量為48.16萬(wàn)m3，能滿足生產(chǎn)需要。

(2) 根據(jù)GB 8537—2008《飲用天然礦泉水標(biāo)準(zhǔn)》，該泉為鍶型礦泉水，雖然地下水總硬度超標(biāo)，但經(jīng)適當(dāng)處理后，不僅可作為礦泉水，也可作為生活飲用水。

(3) 為確保該泉口取水安全，應(yīng)對(duì)泉溢流口做全封閉處理，隔斷地表污水影響。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 貴州地質(zhì)工程勘察院.貴陽(yáng)市大龍井水源地環(huán)境水文地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)報(bào)告[R]. 1994.

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