宁夏石嘴山市大武口地区水文地质条件分析

时间：2024-10-24

李少俭，杨秀红

（宁夏回族自治区国土资源调查监测院，宁夏银川 750021）

1 地下水的赋存条件

该地区自西北向东南依次分为贺兰山侵蚀构造中山和贺兰山东麓冲洪积倾斜平原、冲湖积平原。

贺兰山区因受多期构造运动和强烈风化作用，岩石破碎，构造断裂、节理裂隙发育，对大气降水的渗入及运移提供了便利，也使基岩裂隙水创造了好的贮水储存条件。山前洪积倾斜平原的地下水主要补给源来自于基岩裂隙水，在水质的控制及影响上起作重要的作用。

平原区属贺兰山山前坳陷，银川内陆断陷盆地的西北边缘，地势向南东倾斜。第四纪以来在基底构造及新构造运动的控制下，有着巨厚的松散物堆积在盆地内，这种条件有利于地下水赋存和运移。冲洪及冲湖积物、上更新统洪积物为主要的沉积物，岩性主要有：碎石、块石、砂砾石、卵砾石、粘性土及砂类。不同的岩，其堆积物呈渐变、犬牙交错接触关系，构成统一的地下水含水层，地下水由单一潜水变为潜水一承压水多层叠置含水层，其富水性明显受地貌、地层岩性、厚度及构造等因素的影响。含水层由山前至平原方向变化见表1。

表1 含水层由山前至平原方向变化简表

2 地下水类型及其特征

依据地下水的水理性质、储存条件和水力特征，将该区地下水分为第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两种[2]。

2.1 第四系松散岩类孔隙水

2.1.1 洪积斜平原单一潜水含水层

贺兰山山前洪积斜平原区，由上更新统洪积物组成单一潜水含水层，呈不规则条带状分布在山前，1km~6km宽，在大武口沟以南处较窄，以北处较宽。岩性主要为：碎石、巨厚块石、砂砾石和砾卵石，偶夹薄层粘性土。40m~100m为含水层厚度,10m~50m水位埋深，最深>70m，30003/d~50003/d单井涌水量。在大武口沟以南，溶解性总固体200mg/L~700mg/L，在大武口沟以南，溶解性总固体1000mg/L~2000mg/L。

2.1.2 冲洪积平原与冲湖积平原含水层

细砂区主要在冲洪积平原与冲湖积平原区，夹多层粘性土的潜水—承压水多层叠置含水层。在350m深度内划分为五个含水岩组。从上到下，依次为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ含水岩组[3]。

（1）第Ⅰ含水岩组：该含水岩组底板埋深在19.00m~45.00m，底板岩性为砂粘土，连续性较差。含水岩组厚度为0m~40.0m。灰黑色细砂、粉细砂及数层灰色细砂成了含水岩主要组成，砂粘土基本在夹薄层，局部夹有砂粒层，从上到下，颜色从浅变深，粒度均匀，单层厚2m~20m，结构松散。大部分地段的表层覆盖有砂粘土层，厚度有1.5m~10m。该含水岩组地下水为潜水-微承压水，水位埋深0.75m~12.81m，含水岩组厚度薄且分布不均，富水性差。在管径Φ146mm，降深5.74m~13.54m的条件下，单井涌水量519.18m3/d~566.50m3/d。其水质较复杂，溶解性总固体最低248.89mg/L，最高含量为3764.00mg/L。

（2）Ⅱ含水岩组：该含水岩组顶板埋深29.00m~52.00m，底板埋深66.00m~106.50m，含水岩组厚8.00m~68.00m。岩性主要为灰黑及灰黄色细砂，夹有粉砂，中砂层，石英为主要成份，粒度均匀，结构松散。底板岩性为砂粘土，其厚2m~8m。该含水层为承压水，压力水头埋深2.20m~21.39m，富水性较强。Φ127mm~Φ146mm井管抽水试验，水位降深4.93m~11.95m，单井涌水量919.12m3/d~1549.67m3/d，换算涌水量为2861.96m3/d~4496.40m3/d。溶解性总固体>1g/L，其余地段<1g/L。

（3）第Ⅲ含水岩组：74.00m~116.00m为该含水岩组顶板埋深度，140.00m~174.0m为底板埋深度，含水岩组厚42.60m~92.25m。3.80m~11.69m为压力水头埋深度，水位标高1081.42m~1089.99m。由西北向东南，含水层厚度会有所增加，最薄在N08孔，最厚在N11孔，一般厚度60m左右。富水性良好，用Φ168mm~Φ305mm滤水管实抽涌水量566.4m3/d~3504.00m3/d，抽水降深3.66m~24.73m，换算涌水量为1961.01m3/d~5183.28m3/d。为富水区，溶解性总固体均小于1g/L。

（4）第Ⅳ含水岩组：第Ⅳ含水岩组顶板埋深148.00m~188.00m，底板埋深234m~268m，47.59m~94.00m为含水岩组厚度，3.40m~9.38m为压力水头埋深度。粉细砂成为主要岩性，部分地段为细砂，黑灰色，粒度均匀，结构松散，也是本次勘察的目的层。富水性良好，Φ168mm~Φ305mm滤水管实抽水量496.56m3/d~3026.77m3/d，抽水降深3.79m~18.73m，换算水量1639.71m3/d~3468.00m3/d。调查区北部和南部换算涌水量大于3000m3/d，为富水区，中部换算涌水量稍小，一般为2500m3/d~3000m3/d，为中等富水区。溶解性总固体除东北角N03孔为1.086g/L，东部N11为1.08g/L外，原二水源地勘探M10孔为1.023g/L外，其余地段均>1g/L。其水质比较优良，含水层底板连续性稍差。

（5）第Ⅴ含水岩组：在本地区资料稀少，只有原二水源地勘探观1孔和本次扩充勘探观1孔。原二水源地勘探观1孔孔深350.18m，揭露厚度131.98m，未揭穿该含水岩组，含水层岩性为细砂，压力水头埋深2.46m，Φ127mm滤水管抽水试验实抽涌水量1594.34m3/d，降深10.12m，换算涌水量3798.39m3/d，溶解性总固体为0.46g/L；本次扩充勘探观1孔孔深355.0m，揭露厚度69m，已揭穿该含水岩组，含水岩组底板埋深340.3m，底板厚度为2.7m，岩性为粘砂土。含水层岩性为细砂和粉细砂，压力水头埋深5.45m，Φ168mm滤水管抽水试验实抽涌水量1538.64m3/d，降深10.93m，换算水量2846.35m3/d，溶解性总固体为0.488g/L。由此可见第Ⅴ含水岩组水质及富水性较好，具有一定的开发前景。

调查区地层不仅在垂向上有多层叠置的沉积特征，另外水平方向上也存在由西向东，地层颗粒由粗变细的规律，以上两个方向的地层特点，决定了调查区的水文地质条件。水文地质结构详见图1。

图1 水文地质剖面示意图

2.2 基岩裂隙水

贺兰山区各地段，因地层岩性、裂隙发育以及地貌条件差异，其大气降水渗入补给量同样会产生差异。所以，基岩裂隙水形成及空间分布也会不均匀，其原因受构造及岩性影响。块状岩类裂隙水及层状岩类裂隙水是基岩裂隙水分主要分层。

2.2.1 层状岩类裂隙水

分布于整个山区，赋存在二叠系、三叠系和石炭系地层中。富水性最好的是三叠系脆性砂岩，连通性及构造裂隙发育较好，有利于地下水形成。二叠系砂岩及石炭系等夹有煤层及炭质泥岩，裂隙连续性不好，对地下水赋存不利，岩层富水性较差，武318泉平均流量为1140m3/d～2056m3/d，矿化度为1161.14mg/l～1512.99mg/l，水化学类型为SO4(HCO3)—Mg.Ca型水；武319泉平均流量为1538m3/d～2393m3/d，矿化度为435.02mg/l～569.54mg/l，水化学类型为HCO3.SO4(CL)—Ca.Na.Mg (Ca.Na)型水。

2.2.2 块状岩类裂隙水

在大武口沟两侧、王泉沟北部山边地带分布，其含水岩组主要包含：太古界深变质的片麻岩、片岩、混合岩、蓟县系、长城系变质的石英岩、白云岩和石英砂岩等。风化及构造裂隙均发育，由于砂泥质充填多，造成含水性差，泉流量<86.4m3/d。

3 地下水的补给、径流、排泄条件

区内从西部贺兰山区到东部的平原区，构成一个较完整的区域地下水循环系统，其补给、径流、排泄条件可相对划分为：

3.1 贺兰山地下水补给区

该区主要接受大气降水的补给，大气降水一部分经地表岩石裂隙和断裂通道渗入地下水形成基岩裂隙水，多以地下径流形式直接补给山前单一潜水。另一部分形成地表径流汇集山区沟谷，流出山口渗入补给山前洪积倾斜平原地下水。

3.2 山前洪积倾斜平原地下水径流区

砂类、碎石、砂砾石、粗颗粒块石等是该区地层岩性的主要组成。其含水层内的透水性较强，地形坡降大，水交替比较强烈，是强径流区，其主要途径有：山区沟谷潜水、基岩裂隙水的侧向径流、山区沟谷常年地表流水、洪水的垂直渗入补给。地下水除部分被人工开采外，一般以地下径流方式侧向补给洪积扇前缘冲洪积微倾斜平原和冲湖积平原地下水。