干旱带水文地质特征分析范文

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1区域水文地质特征

依据地貌、地质构造等水文地质条件，可将宁夏中部干旱带划分为陶灵盐台地区和宁中山地区。

1.1陶灵盐台地区盐池县主要位于陶灵盐台地区的东部波状台地亚区，大致沿盐池南北分水岭构成宽缓的向斜，即布伦庙一镇原向斜。岩层沿大向斜轴线及其两侧形成了较丰富的裂隙孔隙水和承压水，含水层主要岩性为砂岩、砾岩、泥质砂岩。在500m深度内大部分钻孔的单井涌水量为100~500m3/d，矿化度为1~3g/L。大致以王乐井黄土粱和盐池县南北分岭为界，分为盐池、古西天河、马家滩—大水坑、王乐井黄土梁4个地段。

1.1.1盐池地段位于南北分水岭以东地区，面积为1165.24km2。地形坡度较陡，地表一般为薄层风积砂覆盖，仅在盐池县城周围和柳杨堡洼地有较厚的第四系堆积物，下伏基岩为下白垩系砂岩、细砂岩、砂泥质页岩。上部砂岩含水岩组，大致在靠近沿盐池南北分水岭一带分布，东部坡度较大，砂岩含水层直接出露地表，地下水多为东西向发育的冲沟切割，以下降泉的形式出露地表，泉流量为0.136~200m3/d，含水层埋深为30~60m，含水层厚度约为40m，单井涌水量为200~600m3/d。下部细砂岩含水层分布较稳定，以承压水和微承压水为主，含水层埋深为30~60m，含水层厚度约40m,单井涌水量为100~600m3/d，矿化度为1~3g/L，仅在盐池北部骆驼井一带小于lg/L。水化学类型主要为SO4-Cl—Na-Mg水，向东至盐池边缘逐渐变为Cl-SO4水。

1.1.2古西天河地段位于盐池县马家滩—王乐井北部一带，面积为1164.70km2。第四系堆积物分布较广，厚度较小，一般厚小于20m，坳谷间的梁地厚仅1~2m，且多为透水不含水岩层。只有坳谷、洼地中的第四系砂砾石、中细砂及粘土质砂层中分布有孔隙潜水，如高沙窝古西天河坳谷，呈树枝状向西延伸，发源于苏伯井、安定堡一带，含水层厚度不一，其中以苏伯井、英雄堡、砖井等几个小型洼地地下水较丰富，单井涌水量为4.32~259.2m3/d，水位埋深为2~3m，矿化度小于1g/L。其次为安定堡至天池、苏伯井至察汉墩及马场以西下游地段，单井涌水量25~100m3/d，水位埋探各处不一，一般为1~5m，局部可达10m左右，多为矿化度1~3g/L的微咸水。水量最小的地区为察汉墩至余庄子一带，单井涌水量小于20m3/d。潜水主要受大气降水及坳谷两侧斜坡上沙漠凝结水补给，补给量较充沛，潜水含氟量多为1~4mg/L，个别处大于7mg/L。白垩系下统上部除直接为薄层第四系覆盖外，局部被新近系、古近系覆盖，厚度较小，岩性为砂页岩夹中砂岩及石膏砂岩。下伏含水层为下白垩系，岩性为砂砾岩、砂岩、砾状砂岩或砾岩、砂质：泥岩、泥岩，在构造上位于天环大向斜西翼。据钻探资料，在500m深度内，大部分单井涌水量为100~500m3/d，矿化度在高沙窝北部一带小于1g/L，其他地区均大于lg/L。

1.1.3马家滩—大水坑地段位于马家滩—大水坑一带，面积为2864.29km2。上部第四系堆积物广泛分布，在地势较高的小起伏丘陵、台地处不含水，仅在坳谷、洼地中分布有第四系潜水，如陈家台—铁柱泉坳谷，含水层岩性以冲洪积砾石层为主，厚度一般小于10m，水位埋深为1~5m，矿化度为1~3g/L，其富水性受汇水面积和含水层厚度控制，多数坳谷洼地的富水性贫弱，单井涌水量一般小于10m3/d，但部分洼地富水性较好，单井涌水量可达100~500m3/d。此外还有新近系、古近系覆盖，但厚度较小，岩性为砂质泥岩、泥质砂岩、页岩夹中砂岩，富水性弱，仅局部地段分布由砂岩组成的层间承压含水层，单井涌水量150~200m3/d。下伏含水层为白垩系下统，岩性为砂砾岩、砂岩、砾状砂岩、砂质泥岩、泥岩，在构造上属天环大向斜西翼，据钻探资料，在500m深度内，大部分单井涌水量为100~500m3/d，该区北部矿化度在1~3g/L，南部地区矿化度在3g/L以上，水化学类型主要为Cl-SO4—Na-Mg水。

1.1.4王乐井黄土梁地段位于王乐井一带，为一条东西向的黄土粱地，是盐池内陆流域的分水岭，面积为366.72km2。两侧冲沟发育，沟深约20~40m。梁地岩性为第四系黄土及黄土状粘砂土，具有大孔隙，垂直节理发育，有利于降水入渗，透水而不含水。下伏基岩地下水含水层为新近系、古近系砂岩、砂质泥岩夹石膏层，地下水口感苦咸，矿化度大于5g/L。

1.2宁中山地位于宁夏中部，海拔1250~2630m，面积为9260.904km2，可分为卫宁北山亚区、牛首山—罗山—青龙山亚区、香山亚区4个亚区和12个地段。

1.2.1卫宁北山亚区卫宁北山屏障于卫宁平原之北，海拔1250~1700m，面积为1326.83km2。由下古生界碎屑岩组成，含有较丰富的裂隙水或孔隙裂隙水。分为照壁山和山前丘陵2个地段。照壁山地段：由下古生界泥盆系、石炭系碎屑岩组成，为东西向低山丘陵区，面积为844.58km2。山体低矮，山坡和沟谷多为风沙覆盖，为地下水补给区。由于气候干旱，多年降雨量为150~200mm，补给不足，地下水较为贫乏，只有个别流量十分微弱的季节性泉直接出露于基岩。含水岩组主要由泥盆系砂岩及石炭系砂岩、砂页岩、少量灰岩组成。泥盆系含水层单井涌水量可达3167m3/d，一般为100~500m3/d，矿化度为1~3g/L，为Cl-SO4-HCO3—Na水，氯离子和硫酸根离子含量超过国家饮用水标准，不宜作生活饮用水水源。石炭系含水层单井涌水量为100~500m3/d，矿化度为2~3g/L，为SO4-Cl—Na-Mg-Ca水，其中煤系岩层水质差，矿化度可达10~50g/L。山前丘陵地段：分布于卫宁北山东麓，为小起伏丘陵，面积为482.25km2，由新近系、古近系和部分白垩系组成。主要含水层为新近系和古近系砂岩、泥质砂岩，含水性极不均匀，远离山前，富水性愈好。山前带含水层顶板埋深为30.24~85.51m，水位埋深为22.35~32.39m，单井涌水量为10~100m3/d，属中等富水，矿化度为1~3g/L，水化学类型为Cl-SO4—Na水。山前带的中前缘部位含水层顶板埋深为10~65m，水位埋深一般为3.33~24.29m，局部自流，单井涌水量为100~500m3/d，矿化度为1~3g/L，属Cl-SO4—Na水。

1.2.2牛首山—罗山—青龙山亚区为近南北向展布的山地，海拔1250~2630m，面积为3609.14km2，其间为规模不等的盆地或谷地，可划分为牛首山、烟筒山、罗山、青龙山、滚泉、红寺堡、韦州—下马关7个地段。牛首山地段：面积为217.20km2，由寒武系、奥陶系含燧石灰岩、泥灰岩、白云岩及板岩夹灰组成。西坡陡峭，东坡平缓，黄河傍其西麓流过，于其西北端切出青铜峡谷。山区水文网发育，地下径流条件良好，泉点众多，沟谷潜水矿化度小于1g/L，为HCO3-SO4—Na-Mg水。烟筒山地段：面积为325.28km2，西段由寒武系、奥陶系灰岩、白云质灰岩及白云岩组成，东段由泥盆系砂岩、砾岩组成。研究程度低，未见地下水天然露头，无勘探资料，水文地质情况不详。罗山地段：南北向延伸约50km，宽5km，面积为137.20km2。山区雨量充沛，多年平均降雨量为300mm，个别年份可达400mm以上，大部分补给基岩裂隙水，因而裂隙水丰富，出露的泉水达30余处，总流量930m3/d，富水性不均，一般泉流量为10m3/d左右，大者可达120m3/d，小者仅1m3/d。从富水程度看，大罗山强于小罗山，西侧好于东侧，单井涌水量大罗山为100~500m3/d，个别钻孔可达795m3/d，小罗山为10~100m3/d，水质良好，矿化度多小于1g/L，属HCO3-Ca和HCO3-SO4-Ca-Mg水。青龙山地段：南北延伸40km，最宽4km，面积为105.84km2，由寒武系、奥陶系碳酸盐岩组成，山区灰岩裂隙和溶隙发育。东侧由青白口系、寒武系组成，向西为奥陶系灰岩，东部碳酸盐岩埋深较浅，小于100m，为裸露型或覆盖型，向西埋深为100~500m。地下水水位埋深大，一般为150~250m，接近太阳山泉，地下水位变浅，水位埋深为20m左右。太阳山泉为地下水排泄通道，地下水自东流向西。岩溶裂隙含水岩组富水性除太阳山泉附近为强富水以外，其他地区均为弱富水或中等富水，单井涌水量小于600m3/d，岩溶裂隙水水质较差，矿化度4.03~5.07g/L。滚泉地段：位于牛首山东南麓，面积为1031.79km2，属低山丘陵。由新近系、古近系粉砂质泥岩、砂岩、砂砾岩组成。水文地质研究程度较低，水文地质条件不甚清楚。地段内地下水天然露头少，出露上滚泉和下滚泉，均为上升泉，泉水流量为40~80m3/d。红柳沟组砂岩单井涌水量为55m3/d，水位埋深为30.5m，矿化度为3.4g/L，水质近山地带较好，矿化度为1~3g/L，东部苦水河地区，矿化度为3~6g/L。红寺堡地段：位于大罗山西麓，面积为588.59km2，洼地基底为新近系、古近系红色泥岩，上覆第四系厚100~150m，主要为洪积砂砾石、砾石层，地下水主要赋存于大罗山西麓的第四纪断陷带内。含水层主要为第四系更新统砂砾石、砾石层。富水性在大罗山西麓断陷带北段沉积幅度最大的部位最强，单井涌水量最大可达5900m3/d，南段和大罗山东麓断陷带北段次之，单井涌水量一般为500~3000m3/d，断陷带之外的其他地区，第四系堆积物比较薄，富水性最差，单井涌水量一般小于500m3/d，为不连续的含水体。水位埋深在甜水河沿岸地带和苦水河近河地带较浅，埋深小于5m，溢出地表形成泉和沼泽，向南随着地势的增高地下水位逐渐加深，至大罗山西麓倾斜平原中上部，地下水位加深至50~l00m。大罗山西麓断陷带矿化度一般小于1g/L，红柳沟中下游地区和苦水河谷地带矿化度为1~3g/L。该区地下水主要受大气降水入渗和来自苦水河上游的地下侧向径流补给，地下水向甜水河、苦水河和红柳沟汇集，并在低洼处转化为地表水或消耗于蒸发。韦州—下马关盆地位于罗山、青龙山之间，北临蜗牛山，南以马家山与予旺洼地相隔，呈南北向椭圆状，面积为1203.24km2。地势自南而北，自山麓向盆地中心倾斜。苦水河自南而北流经盆地中部，成为盆地地表水排泄及地下水通道。盆地基底为下古生界，其上为石炭系、二叠系、三叠系、新近系、古近系、第四系组成的向斜构造，有数条南北向断裂穿插切割。这一构造特征有利于承压水的形成。盆地中的新近系、古近系裂隙—孔隙承压含水组，由于水量小、水质差，而无供水意义。深部石炭系、二叠系煤系层间水虽只有承压水赋存的构造条件，但目前尚无钻探资料可说明其含水性，加之煤系地层深埋于200~400m，取水困难，限制了它作为供水目的层的开采价值。苦水河东岸，由于第四系堆积物甚薄，最大不超过10m，基本不含水。苦水河西岸，大部分为粘质砂土夹砂砾石层，厚2~90m不等，富水极不均匀，甚至部分地区仅为零星含水。近南北向展布于大罗山洪积扇中部断裂与山边断裂间形成的断陷式凹陷带，由于堆积了很厚的砂砾石层，加之直接接受山区基岩水的补给，而构成一个富水带，尤其是凹陷带南北两端的红城水、水套断陷洼地，为盆地内最富水的地段，单井涌水量为2541.03~3420.75m3/d，水化学类型为SO4-HCO3-Cl—Na-Mg水，氟化物为0.68~1.2mg/L，矿化度为0.69~1.96g/L。在凹陷带内，一般单井涌水量为100~1000m3/d，而红城水地区可高达500~1800m3/d，矿化度小于1g/L。

1.2.3香山亚区香山处在卫宁平原南端，海拔1250~2360m，面积为4324.93km2，主峰海拔2360m，由古生界碎屑岩和碳酸盐岩组成，山麓地区为新近系、古近系红层组成的丘陵台地，含水微弱。包括香山、南山台和喊叫水3个地段。香山地段：面积为2535.11km2，由古生界碎屑岩及少量碳酸盐岩组成。除东部出露奥陶系厚层灰岩、砾状灰岩及中部一带出露泥盆系、石炭系砂岩、砂页岩外，大部分地区均为寒武系轻变质砂岩、板岩、白云质灰岩及鲕状灰岩。岩层裂隙发育，地下水受大气降水补给，储存于基岩裂隙中，由于气候干旱，多年平均降雨量仅为15~200mm左右，补给量有限，基岩裂隙水贫乏，地下水天然露头甚少，且多为流量较小的季节泉，富水性极不均匀，泉水流量为10~350m3/d，矿化度为1~3g/L。南山台地段：位于香山北麓、清水河以西、卫宁平原以南的三角地带，面积为926.70km2，上覆为第四系松散沉积物，厚150m左右，主要由砂、碎石、砾石层组成，间夹黄土状粘砂土，潜水水位埋深约100m左右，单井涌水量由南向北减少，由100~500m3/d减为10~100m3/d，矿化度一般为1~3g/L，水化学类型主要为Cl-SO4—Na-Mg水。下伏新近系、古近系的红色碎屑岩，层间裂隙孔隙水，具承压水的性质，单井涌水量为100~500m3/d，矿化度为3~6g/L。喊叫水地段：分布于香山东南部低山丘陵区，面积为863.12km2，含水层岩性为新近系，古近系泥岩、泥质砂岩、砾岩，透水性和富水性差。单井涌水量为10~100m3/d，矿化度由南向北逐渐增高，由小于1g/L增到1~3g/L、3~5g/L、大于5g/L。

2结论

根据宁夏自治区水利厅调查，到2012年宁夏全区饮水不安全人口约220万，大部分分布于中部干旱带和宁南山区。为解决饮水特别困难群众的生活问题，在无法开发利用地表水源且地下水资源能够满足饮水要求的地区，采取构筑管井开采地下水的方法解决人畜饮水是十分必要的。宁夏回族自治区中部干旱带虽然自然条件恶劣、地下水资源贫乏，但经过我部在该地域的详细勘察，在部分地段还是能够找到水量和水质都满足饮水要求的地下水资源。符合以下条件之一者，可以确定为找水有利地段：岩性为碳酸盐岩、砂岩、第四系松散堆积物分布区，或第三纪和第四纪早期半成岩的碎屑岩分布区，其中发育规模较大的河流或湖泊等地表水体；位于冲洪积扇、坡积裙、冰蚀谷、河谷、古河道、古湖泊和山间（前）等良好的储水场所中，有若干规模较大的湿地或绿洲存在；有若干泉点或规模较小的地下水溢出带分布；至少有一条规模较大的地下水溢出带分布；有2条以上的规模较小的充水断层分布；至少有一条规模较大的充水断层分布。如吴忠市红寺堡区大罗山西麓，含水层主要为第四系更新统砂砾石、砾石层。富水性在大罗山西麓断陷带北段沉积幅度最大的部位最强，单井涌水量最大可达5900m3/d，南段和大罗山东麓断陷带北段次之，单井涌水量一般为500~3000m3/d，矿化度一般小于1g/L。根据勘察，我部在吴忠市红寺堡区大罗山西的吴家梁村，构筑管井1眼，深度280m，涌水量795m3/d，水质良好，矿化度多小于1g/L，属HCO3-SO4-Ca-Mg水。再比如在盐池县高沙窝镇李记海子村，根据勘察结果成功构筑管井1眼，深度320m，涌水量为500m3/d，矿化度在0.8g/L，完全满足全村人畜用水需求，从根本解决了饮用水安全问题。经调查计算，宁夏回族自治区中部干旱带符合饮用水要求的地下水可开采资源量为10.1496×108m3/a，目前开发利用率仅为17.11%，我部实施的“百井支农富民工程”共计构筑管井160眼，总开采量达30000m3/d。上述地区地下水资源能够满足长期开采要求，由于开采总量小于补给量，因此不会引起地下水位下降和水质恶化等问题。

作者：敖春来  吕光辉 江华根 李永锋 王鹏涛 罗霄 单位：中国人民解放军68612部队