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临城石鼓泉泉域岩溶水量估算

来源:邢台水文局 文章作者:李宗才 录入时间:08-11-28 09:46:59

邢台市基本可以划分为山区及平原两大地貌单元,山区有百泉泉域和石鼓泉泉域。本文仅对石鼓泉泉域地质情况和泉域岩溶水储量作如下分析,为合理开发利用岩溶水提供科学依据。下面降分析成果和大家交流,有不当之处提出指正。

石鼓泉岩溶水系统包括临城县全境及内邱、赞皇县的部分地区。泉域面积 692km2,灰岩裸露面积 45.5 km2。泉域的北界为北马村、北阳角,千根一线的地表分水岭;南界为南赛乡、西冷水、五郭店一线的地表分水岭;西界为千根、行李岭、三峰山一线的地表分水岭;东界为石家庄—邯郸大断裂(为阻水边界)。区内西部为中山,标高 1000m以上;中部为低山丘陵;东部为平原。境内泜河、李阳河、小马河三条水系进入灰岩裸露区后漏失断流。目前河流上游建有临城水库,库容约 1.62亿 m3

石鼓泉泉域处于赞皇隆起带,为一向东倾斜的单斜段快。区内地层主要为太古界、元古界变质岩组成,至东部临城一带有小面积的奥陶系灰岩出露。主要岩溶含水层为中奥陶统灰岩。岩性为厚层灰岩、角砾状灰、花斑灰岩、白云质灰岩和白云岩,一般厚 370m左右。中奥陶系地层岩溶发育较好,地表可见溶空、溶洞。统计表明岩溶裂隙率在 8.1923%之间。地下水富水性强,单位涌水量为 720 m3/h.m

石鼓泉出露于临城县水南寺村北泜河南岸。在地质构造上,是近东西向背斜和北北东向紫山-内邱弧形大断裂北段的反接部位。由于弧形大断裂西部灰岩地层被抬高,东盘煤系地层的阻水作用,造成断裂西部地下水位相对升高,在地形被下切的作用下,沿泜河河床地表高程低的崖下出露成泉。泉域内的补径排特征如下:

1、补给区:分布在西北岭-磁窑沟-绍明-岗头-牟村一线以西。补给区内岩溶地下水的主要来源有:①碳酸盐岩直接裸露地表的地区,可直接接收大气降水的补给;②据《邯郸基地报告》提供,河谷渗漏段的集中渗入补给量一般约占地下水总补给量的二分之一。

2、径流条件:构造控制着区域内主要径流带的分布-在断裂、岩体的控制下,境内各主要径流带大多呈北北东-南北向的条带状分布。主要有临城向斜两翼浅部的水洼-祁村-射兽-石鼓泉强径流带;东北岭-磁窑沟-绍明强径流带。在垂向上岩溶地下水随着碳酸盐岩的标高不同可分为:-100m以上为强径流带,-100――300m为中径流带,-300――500m以下为极弱径流带。

3、排泄区:天然条件下,泉域内的地下水出露于临城县水南寺村北泜河南岸,出露标高为73.097m。现状条件下,由于各河流的上游修建水库及人工开采地下水量逐年增加。地下水动态已经由降水入渗补给-泉排型转变为降水入渗-人工开采型。

4、地下水动态及水化学类型:泉域内的地下水水位自补给区至排泄区(自西向东)埋深由深变浅、水力坡度逐渐变小、同一时间段内水位变幅依次递减。近几年来由于降水量的减少和临城水库蓄水。泉域内的地下水位呈现连续下降的总趋势。泉域内的水化学类型以H-Ca·Mg型为主,局部为H·S-Ca·Mg型,地下水矿化度一般在 0.20.5g/L

泉域的岩溶水资源计算:

本泉域是一个基本独立封闭的水文地质计算单元,泉域面积为 692 km2,其中裸露灰岩面积 45.5 km2。根据主要补给来源,可用如下方程式计算:

Q 天然 =Q +Q 泜河渗

式中: Q天然——岩溶水的天然资源量( m3/s);

     Q ——大气降水通过裸露灰岩的渗入量( m3/s);

     Q 泜河渗 ——泜河对岩溶水的入渗补给量( m3/s)。

其中: Q =aFP/(365× 86400× 1000)

式中: a——大气降水在裸露灰岩区的入渗系数。

      a=0.4,取自《河北省邯邢基地区域水文地质勘察报告》)

      P ——降水量( mm

      F ——裸露灰岩区面积( 4.55*107 m2)。

Q 泜河渗 按下述原则进行:当坝下流量(包括溢洪)小于或等于渗漏能力时,按坝下流量计算;当坝下流量大于渗漏能力时,按渗漏能力计算。河床渗漏能力为 0.2671 m3/sQ泜河渗Q计算统计结果见下表:

       石鼓泉域岩溶水历年补给量计算表

年份

年降水量

降水入渗补给量

坝下流量

渗流量

Q 泜河渗 +Q

P(mm)

Q m3/s

m3/s

Q 泜河渗

m3/s

1984

433.5

0.2502

0

0

0.2502

1985

450.9

0.2602

0

0

0.2602

1986

325.2

0.1877

0

0

0.1877

1987

471.3

0.2720

0

0

0.2720

1988

516.4

0.2980

0

0

0.2980

1989

557.8

0.3219

0

0

0.3219

1990

706.5

0.4077

1.26

0.2671

0.6748

1991

578.9

0.3341

0.37

0.2671

0.6012

1992

453.9

0.2620

0

0

0.2620

1993

467.5

0.2698

0

0

0.2698

1994

427.2

0.2465

0

0

0.2465

1995

789.1

0.4554

0.11

0.2671

0.7225

1996

975.1

0.5627

4.75

0.2671

0.8298

1997

456.4

0.2634

0.16

0.2671

0.5305

1998

403.8

0.2330

0

0

0.2330

1999

430.4

0.2484

0

0

0.2484

2000

727.6

0.4199

0.40

0.2671

0.6870

2001

438.7

0.2532

0.42

0.2671

0.5203

2002

408.1

0.2355

0.37

0.2671

0.5026

2003

590.0

0.3405

0

0

0.3405

2004

724.1

0.4179

1.08

0.2671

0.6850

2005

 

 

 

 

 

2006

 

 

0.743

 

 

2007

 

 

 

 

 

平均值

 

 

 

 

0.4259

 

由计算结果可知:石鼓泉泉域岩溶水年平均补给量最小值为 1986年的 0.1877 m3/s ,最大值为 1996年的 0.8298 m3/s,平均值为 0.4259 m3/s 。将平均值折算成年总补给量为 1343 m3/ a。最枯的 1984-1989年水资源补给量的平均值 0.265 m3/s835.7m3)。

《邢台市地下水资源开发利用规划研究报告》( 19978月)中石鼓泉岩溶水资源补给量为 1020.2 m3/ a( 19841993年系列)。

邢台市水资源二次评价中 石鼓泉岩溶水资源补给量为 1224.4 m3/ a( 19802000年系列)。

2007年邢台市水资源管理统计年报》中,临城县取用岩溶地下水共计 85.69 m3/ a(其中:生活取水 54.69 m3/ a,工业取水 31.0 m3/ a); 内邱县取用岩溶地下水共计 293.0 m3/ a(其中:生活取水 108 m3/ a,工业取水 185.0 m3/ a)。两县合计取水 378.69 m3/ a。

根据以上情况综合分析,我们采用 邢台市水资源二次评价中 石鼓泉岩溶水资源补给量 1224.4 m3/ a,再减去 2007年临城、内邱两县合计取水 378.69 m3/ a,剩余 845.71 m3/ 作为 石鼓泉泉域岩溶水的年可开采量。

审稿:李志荣

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