農(nóng)田水利論文：大柴旦大頭羊地下水水文地質(zhì)特征

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1、農(nóng)田水利論文：大柴旦大頭羊地下水水文地質(zhì)特征 摘要 本文在大柴旦大頭羊地區(qū)為例，采用充分收集以往鉆孔資料的基礎上，結(jié)合物探和水文鉆探工作的方法，對大柴旦大頭羊地區(qū)水文地質(zhì)條件、地層構(gòu)造、地下水分布開展分析研究，并對大柴旦大頭羊地下水資源的水質(zhì)和地下水資源的水量等進行了全方位的評價分析。結(jié)果得出:大頭羊溝沖洪積扇潛水含水層厚度大，主要接受上游河水滲漏補給，地下水沿大頭羊洪積扇徑流，最終排泄于大柴旦湖。潛水最富水區(qū)位于洪積扇中前部一帶，極富水區(qū)含水層厚度均大于120m，地下水位埋藏相對較淺，水量極豐富，單井計算涌水量大于5000 m3/d。其中，zk4號孔計算最大單井涌水量達16328.3m

2、3/d。通過該研究以期為相關(guān)部門有效管理地下水資源，實施地下水資源的監(jiān)測、開發(fā)利用與保護戰(zhàn)略提供地質(zhì)科學依據(jù)。 關(guān)鍵詞： 1、大柴旦大頭羊2、水文地質(zhì)特征 3、地下水環(huán)境質(zhì)量 目錄 前言 1 （一）選題來源、目的、意義 1 （二）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 （三）主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線 1 一、地下水形成的自然條件 3 （一）氣象 3 （二）水文 4 （三）地形、地貌 4 （四）地層巖性 5 （五）地質(zhì)構(gòu)造 6 二、水文地質(zhì)條件 8 （一）區(qū)域水文地質(zhì)概況 8 （二）勘查區(qū)沖洪積扇潛水水文地質(zhì)特征 9 三、

3、地下水資源評價 14 （一）參數(shù)的確定 14 （二）天然補給量評價 14 （三）水質(zhì)評價 16 四、結(jié)論 18 致謝 19 參考文獻 20 前言 （一）選題來源、目的、意義 為充分利用和開發(fā)柴旦地區(qū)豐富的鹽類礦產(chǎn)資源，促進地區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展，省政?府已?批準?柴旦?旅委?在飲馬峽地?區(qū)建?設大?柴旦?鹽業(yè)?工業(yè)園。隨著?“鹽化?工園?區(qū)”的建?成和?各工?業(yè)項目的?投產(chǎn)?，水資源嚴重不足的矛盾已日益顯現(xiàn)，成為影響區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展最大的“瓶頸”。針對大柴旦地區(qū)未來經(jīng)濟發(fā)展對地下水資源不斷增長的需求，以及供需矛盾日趨嚴峻的現(xiàn)狀，論文開展了大柴旦大頭

4、羊地下水水文地質(zhì)特征分析，為有?關(guān)部?門有?效管?理地?下水?資源?，實施?地下?水資?源監(jiān)?測，開發(fā)?利用?和保?護策?略提?供地?質(zhì)科?學依?據(jù)。 （二）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.國內(nèi)研究現(xiàn)狀 李田芬（2019）針對水文地質(zhì)勘探的具體內(nèi)容進行分析，目的在于提高人們對水文地質(zhì)勘探的重視程度，提高水文地質(zhì)勘探結(jié)果的科學性[1]。江海（2019）指出隨著我國科技不斷發(fā)展，各行各業(yè)也不斷迎來新的機遇和挑戰(zhàn)[2]。 2.國外研究現(xiàn)狀 Damenico（1972）首先將系統(tǒng)的方法有意識的引入水文地質(zhì)學中，并擴展到水循環(huán)的各個環(huán)節(jié)[3]。Toth于1980年發(fā)表的“地下水重力穿層

5、運動”，討論地下水流動系統(tǒng)的層次性并指出水力場、化學場和溫度場時空演變的統(tǒng)一性[3]。Engelen等發(fā)表的《Developments in theanalysis of groundwater folw system》，以理論概括和實例分析相結(jié)合的方式，進一步總結(jié)了地下水流動系統(tǒng)理論與方法，將地下水的介質(zhì)場、水勢場、溫度場和水化學場看作從源到匯，由流面群構(gòu)成的具有時空演變特征的有機體，從而?提高了地?下水?流系?統(tǒng)研?究重?要性?[4]。 （三）主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線 1.主要研究內(nèi)容 地下水資源評價是基于對現(xiàn)有資料的全面收集，分析大柴旦大頭羊地下水資源現(xiàn)狀，對地?下水?資

6、源?的水?量和?水質(zhì)?進行?了分?析評?價。弄清大柴旦大頭羊水文地質(zhì)條件，通過實驗室測試和外部抽水試驗等手段，準確掌握地下水的數(shù)量、質(zhì)量等特點，飲用水、工業(yè)用水、灌溉用水等水質(zhì)，以期為大柴旦大頭羊?qū)λY源的保護、開發(fā)、利用提供重要的參考意見。 2.技術(shù)路線 通過收集農(nóng)場的水文氣象、地形地貌、土壤、水文地質(zhì)、河流水系、社會經(jīng)濟概況、地質(zhì)概況等實測相關(guān)數(shù)據(jù)及以往研究資料和技術(shù)成果。完成地下水單元的空間分布和地下水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析。 確定大柴旦大頭羊水文地質(zhì)概況及相應參數(shù)。 對實?驗區(qū)水?質(zhì)進?行化?學實?驗，分析?其化?學特?征，指導?其應?用。 計算?水資?源量?以確

7、?定地?下水?開采?量，提出?地下?水資?源開?發(fā)可?持續(xù)?發(fā)展?的建?議。 一、地下水形成的自然條件 （一）氣象 勘查區(qū)位于柴達木盆地北緣，據(jù)大柴旦氣象站1957-2000年資料(表1-1)，多年平均氣溫1.53℃；多年平均降水量81.84mm，多集中在5-9月份，占全年降水量的86.2%。多年平均蒸發(fā)量2115.10mm，潮濕系數(shù)為0.038，屬干旱氣候帶（圖1-1）。 表1-1大柴旦氣象要素統(tǒng)計表 月份 項目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 多年 平均 平均氣溫(℃) -13.83 -9.75 -3.37 2.87 8

8、.67 12.69 15.35 14.41 8.88 1.09 -6.82 -12.10 1.53 降水量(mm) 2.16 1.82 2.65 2.09 11.16 20.00 19.42 14.00 5.98 0.88 0.68 1.00 81.84 平均蒸發(fā)( mm) 33.97 56.60 126.87 216.70 300.80 316.90 332.40 308.50 225.20 138.90 61.60 36.20 2115.10 備注 觀測時間1957～2000年 區(qū)內(nèi)氣候受地勢控制極為明顯，從盆地中心—盆地邊緣—高山區(qū)，隨著?地形?的增?加，氣溫?和

9、蒸?發(fā)量?明顯?下降?，降水?量增?加?[5]。馬海氣象資料→魚卡氣象資料→大柴旦氣象資料，德令哈氣象資料→懷頭他拉氣象資料→大柴旦氣象資料分析，海拔每上升100m，降水量增加12—15mm，依此推算，勘查區(qū)東北部的中、高山區(qū)平均降水量可達250-300mm，而蒸發(fā)量相對降低?[6]。因此?，山區(qū)?大氣?降水?是地?下水?的主?要補?給來?源。 圖1-1 大柴旦多年平均降水量、蒸發(fā)度、氣溫曲線圖 （二）水文 大頭羊溝源于東側(cè)庫爾雷克山，流域面積319km2，河水在平水季節(jié)出山口后全部滲入地下，轉(zhuǎn)化為地下水。 大頭羊溝溝口以上山區(qū)不僅是山區(qū)基巖裂隙水的形成區(qū)，也是山區(qū)地下

10、水的徑流區(qū)，山區(qū)河谷區(qū)則是地下水的集中排泄區(qū)，河水流量在年內(nèi)變化較大，河水出山口后全部或部分補給大頭羊溝沖洪積扇卵礫石層潛水?[7],據(jù)2011年4月中旬至2012年4月中旬為期一年長觀資料，測得河流平均流量為0.531m3/s，最大流量為0.951m3/s。 （三）地形、地貌 1、地形 勘查在區(qū)在地上貌上屬柴于柴達盆木盆地緣北緣山?jīng)_前沖洪扇積扇，總地體地勢東為東高西低，最高點于位于勘區(qū)查區(qū)東的部的庫爾雷克山，海拔高度4270m，最點低點位大于大頭溝羊溝沖積洪積扇緣前緣，海拔高度3165m，相對高差大于1105m。 2、地貌 勘查?區(qū)地?貌類?型可?分為?山區(qū)?和

11、平?原區(qū)?兩類?，勘查區(qū)主體由大頭羊溝沖洪積扇組成，東側(cè)為庫爾雷克山區(qū)，西側(cè)主要為大柴旦湖湖積平原區(qū)。 （1）山地地貌（Ⅰ） 侵蝕構(gòu)造中-高山：分布于勘探區(qū)東部庫爾雷克山山區(qū)，由元古界灰綠色，灰白色礫巖、長石石英砂巖、石英砂巖構(gòu)成，海拔高度大于3500m，相對高差500—1000m，庫爾雷克山西側(cè)山峰尖峭，溝谷深切，一般成“V”字型，沖溝短小呈樹枝狀，山體向南西傾斜，坡降50‰左右；巖石?裸露，植被?稀少?，山坡?上滿?是碎?石。 （2）平原地貌（Ⅱ） 1）山前沖洪積平原（Ⅱ1） 分布于庫爾雷克山前地帶，主要由上更新統(tǒng)沖洪積扇構(gòu)成。地勢自山前向大柴旦湖湖盆降低，逐

12、漸開闊平坦；海拔高度3500—3153m；大頭羊溝沖洪積扇發(fā)育較完整，扇中后緣可見漂石，扇前緣有粉土細砂出現(xiàn)，扇中-前緣坡降50‰左右，發(fā)育現(xiàn)代沖溝，切割深度較大，山前可見陡坎；中-后緣坡降25‰左右，發(fā)育現(xiàn)代沖溝，切割較弱。扇軸長約10km，扇寬約11km。 2）山間-山前沖洪積平原（Ⅱ2） 主要分布于大頭羊沖洪積扇扇軸部，海拔高度3500-3153m，現(xiàn)代河床溝谷寬0.1-1.0Km，地面較平坦，靠近大頭羊上游出山口段河谷多呈“U”型，兩岸直立，現(xiàn)代河床向下游傾斜，坡降為5-15‰，巖相在縱向和橫向上分帶明顯，由卵礫石過渡為礫石和砂；主要由全新統(tǒng)沖洪積層構(gòu)成。 3）湖積平

13、原（Ⅱ3） 分布于大頭羊沖洪積扇前緣細土帶區(qū)域，地勢平坦，坡降1-2‰，地形向湖心傾斜。海拔高度3150m左右。區(qū)內(nèi)盛長牧草，由于蒸發(fā)強烈，而形成鹽堿地。地層巖性主要為全新統(tǒng)沖湖積及沼澤堆積的中、細砂和淤泥質(zhì)粉砂等組成。 （四）地層巖性 1、前第四紀地層 區(qū)內(nèi)前第四紀地層主要有： 元古界（Pt）：分布在勘查區(qū)東部的中、高山區(qū)。巖性主要為灰綠色、灰白色礫巖、長石石英砂巖、石英砂巖等。 2、第四紀地層 勘查區(qū)內(nèi)出露的第四紀以沖洪積礫卵石、中砂、粗砂和粉土等為主。現(xiàn)按沉積次序、成因類型將其巖性特征分述如下（表1-2）。 表1-2第四紀地層簡表 時

14、代 成因 代號 巖性特征 地貌 部位 全 新 世 沖洪積 Q4al+pl 卵礫石：青灰色，稍密，卵石粒徑2～6cm，磨圓度呈次圓狀—渾圓狀，礫石粒徑0.5～1.5cm。含量：粉粘粒1.21～1.29%，砂18.14～32.02%，礫石48.06～36.32%，卵石32.58～29.46%。該層分選性差，顆粒從上游到下游變小，礫卵石成份以砂巖、石英巖、花崗片麻巖為主。 現(xiàn)代河床區(qū) 湖積 Q4l 砂卵礫石：青灰色，稍密，卵石粒徑2～6cm，磨圓度呈次圓狀—渾圓狀，礫石粒徑0.5～1.5cm。含量：粉粘粒1.21～1.29%，砂18.14～32.02%，礫石48.06～

15、36.32%，卵石32.58～29.46%。該層分選性差，顆粒從上游到下游變小，礫卵石成份以砂巖、石英巖、花崗片麻巖為主。 大柴旦湖周邊 上更 新世 沖洪積 Q3al+pl 上部為礫石：青灰色，中密，礫卵石磨圓度較好，呈渾圓狀—次圓狀，粒徑3～5cm，含量：粉粘粒1.72～1.90%，砂34.87～22.60%，礫石45.74～46.19%，卵石17.76～29.32%。中下部為礫砂或粗砂，含量：粉粘粒17.93～14.81%，砂63.36～39.72%，礫石18.71～45.47%。卵石17.76～29.32%。礫卵石成份以砂巖、石英巖、花崗片麻巖為主。該層分選性差。 沖洪積扇大

16、部 洪積 Q3pl 砂卵礫石：青灰色，稍密，卵石粒徑2～6cm，磨圓度呈次圓狀—渾圓狀，礫石粒徑0.5～1.5cm。含量：粉粘粒1.21～1.29%，砂18.14～32.02%，礫石48.06～36.32%，卵石32.58～29.46%。該層分選性差，顆粒從上游到下游變小，礫卵石成份以砂巖、石英巖、花崗片麻巖為主。 洪積扇前緣 中更 新世 冰水 堆積 Q2fgl 泥質(zhì)砂礫卵石：桔紅色，密實，卵石粒徑10～15cm，最大達120cm。磨圓度差，呈次棱角狀。礫卵石成份以石英巖、花崗片麻巖為主。含量：砂、粉粘粒約占10%，礫石占20%，卵石占40%，漂石占30%。主要成份以砂

17、巖和花崗片麻巖為主。 洪積扇底部 （1）全新統(tǒng)（Q4al-pl、Q4l） 沖洪積主要分布于勘查區(qū)大頭羊溝河漫灘地區(qū)，沿河谷中心向兩側(cè)逐漸變薄，呈不對稱分布，厚度約10—30m，巖性以礫卵石為主，具二元結(jié)構(gòu)，表層覆蓋0.3～1.0m的粉土層。 湖積層主要分布在洪積扇前緣、大柴旦湖周邊，沿大柴旦湖周邊呈環(huán)形分布，巖性以砂礫卵石為主。 （2）上更新統(tǒng)（Q3al-pl） 廣泛分布于勘查區(qū)內(nèi)，是組成大頭羊溝沖洪積扇的主要地層。堆積物自東北向西南逐漸變薄，巖性主要以粗碎屑物組成，為灰黃、灰白色卵、礫石夾中～薄層粉質(zhì)粘土及粗砂層，稍密～中密，下部局部地段呈微膠結(jié)。區(qū)域上該層厚度為50-100m。 （3）中更新統(tǒng)（Q2fgl） 分布于區(qū)內(nèi)沖洪積扇中后緣的底部，主要以冰水堆積物為主。巖性為泥質(zhì)砂卵礫石，根據(jù)鉆孔資料，厚度大于80m。 （五）地質(zhì)構(gòu)造 勘查區(qū)地處柴達木準地臺與祁連加里東褶皺系接合部位的次一級構(gòu)造區(qū)，屬于柴達木北緣臺緣褶帶和柴北緣殘山斷褶帶之間構(gòu)造帶（圖1-2）。 圖1-2