四子王旗地下水资源开采技术条件分析

随春明+原年福+李鑫

摘 要： 根据区域水文地质条件和潜水及碎屑岩类裂隙孔隙承压水的允许开采量的计算成果，结合当地地层、含水层情况，提出了四子王旗潜水和承压水的取水方式、孔深、孔距等开采技术条件。

关键词： 地下水资源； 开采技术条件； 潜水； 承压水

根据《四子王旗县地下水资源勘查与区划报告》中潜水及碎屑岩类裂隙孔隙承压水的允许开采量的计算成果，结合当地地层、含水层情况，提出了潜水和承压水的取水方式、孔深、孔距。

1. 潜水

区内潜水按照赋存介质的不同，分为基岩裂隙水、第四系松散岩类孔隙潜水、新近系、古近系碎屑岩类裂隙孔隙潜水三类。根据前文水文地质条件分析，基岩裂隙水、新近系及古近系碎屑岩类裂隙孔隙潜水，分布不均匀，水量贫弱悬殊，水位埋深不稳定，开采条件较差，不适合农田灌溉，仅可解决当地人畜饮水问题。因此，以下主要针对河谷平原第四系孔隙潜水进行开采条件分析。

1.1 塔布河河谷平原区水量较丰富-极丰富浅井开采区（I1）

为塔布河河谷平原主要的富水区段，呈带状分布于塔布河河谷平原上游和中下游江岸—吉生太一带，分布面积约231.04km2，地貌单元为塔布河河谷、漫滩及一级阶地，含水层岩性为第四系全新统圆砾、砂砾石和砾砂，厚度2.74m～22.58m，渗透系数11.33m/d～188.27m/d，单井涌水量580.87m3/d～7844.00m3/d。水化学类型主要为HCO3-Na·Ca·Mg及HCO3～Ca·Na·Mg型，矿化度0.20g/L～1.28g/L，降水入渗、洪水入渗、侧向补给和灌溉水回渗为主要补给水源。

根据该区水文地质条件，确定该区适合农业分散灌溉开采，宜井深度15m～30m，井徑φ400mm～600mm，采用水泥管或铁皮管，安装4″～6″离心泵，合理井距300m～500m，同时可采用傍河井排的方式取水，井间距以200m为宜，可增加河流的侧向补给量。所有含水层均应下滤水管。

1.2 塔布河谷平原区水量中等浅井开采区（I2）

分布于中上游及各支沟中，含水层岩性为圆砾、砾砂和中砂，厚度2.76m～12.04m，水位埋深0.90m～9.24m，渗透系数17.11m/d～122.78m/d，单井涌水量167.30m3/d～457.34m3/d，水化学类型多为HCO3～Ca·Na·Mg型，局部地方为HCO3～Ca·Mg型，矿化度0.22g/L～1.22g/L。

根据该区水文地质条件，确定部分水量中等地区（单井涌水量大于300m3/d）适合农业分散灌溉开采，其他地区可用于农村生活用水。宜井深度20m～30m，井径φ500mm～600mm，采用水泥管或铁皮管，安装3″～4″离心泵，合理井距300m～500m。所有含水层均应下滤水管。

1.3 塔布河谷平原区水量贫弱浅井开采区（I3）

分布于塔布河下游，在塔布河中上游局部分布含水层颗粒较细，以砾砂、细砂为主，厚1.5m～5.0m，富水性较差，据钻孔抽水试验，单井涌水量1.02m3/d～99.56m3/d；含水层厚度2.13m～7.90m。渗透系数0.13m/d～62.97m/d，水化学类型在塔布河中上游多为HCO3-Ca·Na·Mg型，局部地方为HCO3-Ca·Mg型。矿化度一般小于1g/L，局部为1g/L～2g/L。到下游多为Cl·SO4-Na和Cl·SO4·HCO3-Na，矿化度1.45g/L～2.53g/l。

根据该区水文地质条件，确定该区主要用于农村生活用水。宜井深度20m～30m，井径φ400mm～500mm，采用水泥管，安装2″离心泵，合理井距600m左右，所有含水层均应下滤水管。

2. 承压水

2.1 巴音和硕盆地江岸—脑木根水量中等的深井开采区（I-1）

分布于巴音和硕盆地北部，分布面积883.71km2，含水层岩性主要为古近系细砂岩、粉砂岩，含水层厚度13.70m～78.25m。单井涌水量111.40m3/d～495.36m3/d。地下水类型为Cl·SO4-Na型，矿化度1.57g/L～4.09g/L。

根据该区水文地质条件结合当地农牧业发展规划，该区适合牧业分散开采，宜井深度120m～200m，井径φ450mm～500mm，采用219mm的无缝钢管，安装2～3″深井泵开采，合理井距500m～700m，所有含水层均应下滤水管。

2.2 巴音和硕盆地水量贫乏的深井开采区（I-2）

该富水区分布于巴音和硕盆地中部大部分地区，分布面积4863.18km2，含水层岩性为古近系细砂岩、粉砂岩，含水层厚度20.30m～110.74m，单井涌水量1.12m3/d～98.72m3/d。地下水类型为Cl.·SO4-Na型，矿化度0.68g/L～5.80g/L，以1g/L～3g/L为主。

根据该区水文地质条件结合当地农牧业发展规划，该区适合牧业分散开采，宜井深度150m～200m，井径φ450mm～500mm，采用219mm的无缝钢管，安装1″深井泵开采，合理井距600m～800m，所有含水层均应下滤水管。

2.3 巴音和硕盆地道日布-巴彦呼舒水量中等-较丰富的深井开采区（I-3）

分布于巴音和硕盆地北部，分布面积883.71km2，含水层岩性主要为古近系细砂岩、粉砂岩，含水层厚度5.89m～55.79m。单井涌水量183.34m3/d～880.71m3/d。地下水类型为Cl·SO4-Na型，矿化度0.86g/L～3.35g/L。

根据该区水文地质条件结合当地农牧业发展规划，该区适合牧业分散开采，宜井深度120m～200m，井径φ450mm～500mm，采用219mm的无缝钢管，安装2″～3″深井泵开采，合理井距500m～700m，所有含水层均应下滤水管。

2.4 马尼特古河道水量中等的深井开采区（I-4）

分布于马尼特古河道，分布面积86.57km2，含水层岩性为新近系细砂岩、中砂岩，含水层厚度68.03m～76.91m。单井涌水量100.54m3/d～170.43m3/d。地下水类型为Cl·SO4-Na型，矿化度1.13g/L～5.63g/L。

根据该区水文地质条件结合当地农牧业发展规划，该区适合牧业分散开采，宜井深度100m～150m，井径φ450mm～500mm，采用219mm的无缝钢管，安装2″深井泵开采，合理井距500m～700m，所有含水层均应下滤水管。

2.5 白音希勒古河道水量中等的深井开采区（I-5）

分布于白音希勒古河道中上游，分布面积约145.59km2。含水层岩性为新近系细砂岩，含水层厚度10.36m～25.69m。单井涌水量125.85m3/d～424.51m3/d。地下水类型为SO4·Cl-Na.Mg型，矿化度1.12g/L～1.85g/L。

根据该区水文地质条件结合当地农牧业发展规划，该区适合牧业分散开采，宜井深度100m～150m，井径φ450mm～500mm，采用219mm的无缝钢管，安装2″深井泵开采，合理井距500m～700m，所有含水层均应下滤水管。

2.6 乌兰花盆地水量中等-极丰富的深井开采区（II）

分布于整个乌兰盆地，面积约1903.68km2，含水层岩性为新近系砂砾岩，泥质细砂岩，含水层厚度8.51m～71.12m，单井涌水量145.28m3/d～4351.69m3/d。地下水类型为HCO3-Ca·Mg和SO4·Cl-Na.Mg型，矿化度0.17g/L～4.89g/L。

该区水文地质条件结合当地农牧业发展规划，该区适合农业分散开采和集中供水，宜井深度100m～150m，井径φ450mm～500mm，采用219mm的无缝钢管，安装2″～4″深井泵开采，合理井距400m～600m，所有含水层均应下滤水管。

2.7 供济堂盆地水量中等-较丰富的深井开采区（III-1）

分布于供济堂盆地东部，分布面积126.32km2。含水层岩性为新近系细砂岩，含水层厚度16.77m～41.06m。单井涌水量为175.33m3/d～855.84m3/d。地下水类型为HCO3·SO4·Cl-Na型、SO4·Cl-Na、HCO3-Na·Ca·Mg型，矿化度0.40g/L～2.12g/L。

根据该区水文地质条件结合当地农牧业发展规划，该区适合农业分散开采，宜井深度100m～150m，井径φ450mm～500mm，采用219mm的無缝钢管，安装2″～3″深井泵开采，合理井距400m～600m，所有含水层均应下滤水管。

2.8 供济堂盆地水量贫乏的深井开采区（III-2）

分布于供济堂盆地东部，分布面积99.04km2。含水层岩性为新近系细砂岩，含水层厚度36.08m～60.98m，单井涌水量75.28m3/d～97.15m3/d。地下水类型为HCO3·Cl-Na·Mg型和HCO3·Cl·SO4-Na型，矿化度0.73g/L～1.04g/L

根据该区水文地质条件结合当地农牧业发展规划，该区适合农业分散开采，宜井深度100m～150m，井径φ450mm～500mm，采用219mm的无缝钢管，安装1″深井泵开采，合理井距600m～800m，所有含水层均应下滤水管。

2.9 都新古河道水量中等-较丰富的深井开采区（IV）

分布于都新古河道大部，分布面积约197.47km2。含水层岩性为新近系细砂岩，含水层厚度26.55m～60.58m。单井涌水量为120.00m3/d～532.21m3/d。地下水类型为Cl-Na·Mg、SO4·HCO3-Na·Mg型，矿化度0.65g/L～1.98g/L。

根据该区水文地质条件结合当地农牧业发展规划，该区适合牧业分散开采，宜井深度100m～150m，井径φ450mm～500mm，采用219mm的无缝钢管，安装2″～3″深井泵开采，合理井距400m～600m，所有含水层均应下滤水管。

3. 缺水区找水方向

缺水区部分位于工作区南部的低中山区，大部分位于北部广大的牧区。据四子王旗水利局资料，截至2014年底，四子王旗720个自然村，人畜饮水困难的自然村有120个，共有3.0万人、66.21万（头）只牲畜存在饮水困难问题。

低中山区出露地层为新太古代（Ar3γ）片理化斜长花岗岩和晚古生代（P2γδ）花岗闪长岩和片麻状斜长花岗岩。北部牧区出露地层为古近系泥岩和砂质泥岩等。

花岗岩、闪长岩分布的地区，地势较平缓，地下水赋存于风化裂隙中，但富水性差异较大，一般来说，华力西晚期花岗岩、闪长岩裂隙较发育，

泉流量可达20m3/d～40m3/d，富水性较好。燕山期花岗岩、闪长岩受构造破坏相对较小，裂隙不发育，泉流量小于10m3/d。花岗岩地区重点调查花岗岩风化壳及花岗岩与围岩接触带的富水性。井位应选在华力西晚期花岗岩、闪长岩分布区汇水面积大的沟谷底部。

片麻岩分布区，多为陡峻的山峰，岩石节理裂隙多被充填，不利于大气降水渗入地下，仅在深切的沟谷有泉出露，泉流量多小于10m3/d。井位也应选在汇水区沟谷下游。在该区找水要通过研究风化带的风化性状、厚度、分布、汇水面积及富水性，不同地貌部位的泉水动态等。

在基岩缺水区找水，要在地面调查认为富水的构造部位采用适当的水文地质物探方法，准确确定储水构造的分布方向、产状、富水部位等，然后再进行水文地质钻探工作。

牧区缺水区在地势低洼处一般赋存有古近系碎屑岩类裂隙孔隙潜水，但水量小，分布不稳定。在该区找水，宜通过水文物探方法寻找深层承压水。本次勘查，在前人和当地牧民一致认为是缺水区的红格尔苏木西北部施工了DK06和DK20孔，两孔单井涌水量分别达880.71m3/d和594.96m3/d，为周围地区水量最大的深机井。勘查成果表明，这一地区只是浅层水贫乏，在水文地质条件有利地区，赋存有较为丰富的承压水。因此，解决这一地区人畜饮用水困难的最终途径是寻找深层水。