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摘要:本文从地形、地貌、地层、构造等几个方面对宁东能源煤化工基地水文地质特征进行论述,利用岩性和构造划分基地含水层,得出基地水文地质条件简单的结论。
关键词:基地;含水层;水文地质特征
Abstract: :This article has discussed the hydrogeologic characteristics of Ning Dong Energy and Coal Chemical Industry Base, mainly focusing on the aspects of topography, geomorphology, stratum and structure.It divides the base aquifer by using lithology and structure, then gets the simple conclusion of base hydrogeologic conditions.
Keywords::base; aquifer; hydrogeologic characteristics
中图分类号:P345文献标识码:A 文章编号:
宁夏银川宁东镇地区煤炭资源丰富,是宁东能源化工基地建设的主要资源保障,现已探明煤炭资源储量达270 多亿吨。作为国家新期规划建设的重要资源战略储备基地,对西北工业的发展和经济建设有着独特的贡献。研究基地的水文地质特征,对基地建设和了解西北黄河流域周边的水文地质特征有一定的理论和实际意义。
1 基地地质概况
基地位于黄河东岸,距银川市东北约54km处,宁东能源重化工基地工业园区东南部,属于鄂尔多斯高原的西部边缘地带丘陵区。主要地貌形态为低山丘陵,包括低山、丘陵、坳谷洼地、沟谷等次级形态类型。地形总体特征为中部高,南北低。区内最高标高点位于中部的高利敦附近,海拔高度为1435m,最低标高点位于工业园区西北端,海拔程度为1280m,相对高差约155m。
2 基地地质条件
2.1地层
基地所在区域属于华北地层區陕甘宁盆缘分区马家滩地层小区。前第四系地层除三叠系T、侏罗系J、白垩系K、古近系E有露头外,其它均隐伏于地下。
三叠系分布于基地西南部,出露于地形较高处。主要有三叠系铜川组(T2t)、延长组(T3y)。地层走向近南北,倾向东,倾角10°~15°。
侏罗系出露于蒸发塘以东,仅见延安群下部第一和第二岩段。地层走向近南北,倾向东,倾角10°~15°。
白垩系仅见白垩系下白垩统志丹群(K1zd),广泛分布于基地,出露于中部、东部丘陵山地和冲沟两侧,构成低山丘陵地貌景观。其它地区被新生界覆盖,厚度大于100m。地层走向近南北,倾向东,倾角小于10°。
第三系分布于基地北部,仅有渐新统清水营组(E3q),零星出露于清水营村一带。其它地区被第四系覆盖。地层走向近南北,倾向东,倾角小于10°。
第四系分布广泛,覆盖于低山丘陵及山前台地之上,厚度2-20m。主要有下更新统洪积层、上更新统风积层和全新统洪积层。
2.2 构造
本区大地构造位置处于祁吕贺兰山字形脊柱的中北段,次级构造单元为横山堡-刘家庄断褶带。横山堡-刘家庄断褶带由杭盖井-西庙冲断带、横山堡复背斜、刘家庄复背斜等次级构造单元构成,构造复杂程度相对简单。该断褶带特点是褶皱大多北端翘起,向南倾覆,两翼不对称。背斜西翼陡窄,向斜相反,主要构造形迹以南北向隆起、褶皱和冲断层为主,伴随有北东向、北西向张扭性断裂,近东西向张性断裂等。
根据中国地质局批复的宁夏地震工程研究院完成的《宁夏沙索煤间接液化(CTL)工程厂地地震安全性评价报告》(中震安评〔2009〕55号),基地所在的鄂尔多斯断块隆起未见全新世断层和第四纪盆地出现,没有破坏性地震,地震活动的总体水平较低,反映其新构造活动微弱,不具备强震发生的构造条件,其地震危险性主要来自西部构造活动区的影响。
3 水文地质特征
3.1 含水层组划分
基地地貌单元为宁夏陶灵盐台地缓坡丘陵区,形态类型属丘陵台地地貌,以丘陵为主,成因类型属构造剥蚀、侵蚀堆积地貌单元。丘陵由白垩系砾岩、三叠系砂岩泥岩组成。近分水岭地区基岩裸露地表,风化裂隙和构造裂隙较发育,大气降水通过基岩风化裂隙和构造裂隙渗入地下,形成碎屑岩类孔隙裂隙潜水。地下水主要赋存于前新生界的孔隙裂隙中,形成承压水或无压水。
基地含水层可以分为三大类:第一类为第三系上层滞水孔隙裂隙含水层;第二类为白垩系碎屑岩孔隙裂隙潜水含水层;第三类为侏罗系碎屑岩孔隙裂隙潜水含水层。
3.1.1 第三系上层滞水孔隙裂隙含水层
分布于基地调查区北部,含水层为第三系清水营组(E3y)沙质泥岩,仅局部含有上层滞水,低渗透,含水微弱。矿化度9.97g/L,属咸水,水化学类型为CL·SO4-Na,表明地下水循环交替微弱。根据勘查结果得知含水层水位埋深38m-29.7m,单井涌水量(井直径Ø=125mm、水位降深S=10.0m)0.124m3/d,渗透系数K=9.48×10-5m/d。
3.1.2 白垩系碎屑岩孔隙裂隙潜水含水层
分布于基地调查区中部和东部。含水层为白垩系砂砾岩风化带。风化带厚度20-30m,孔隙裂隙不发育,富水性不均。根据勘查得知,寨子西沟含水层厚度8.5-36.0m,潜水水位埋深5.7-20.0m,地下水矿化度2.5g/L,属微咸水。水化学类型为SO4·CL-Na,表明地下水循环交替微弱。单井涌水量3.6m3/d(井直径Ø=125mm、水位降深S=7.45m),渗透系数K=1.53m/d。
姜家沟含水层厚度6.5-7.8m,潜水位埋深20.1-24.8m,地下水矿化度0.54g/L,属于局部淡水,水化学类型SO4·HCO3- Na,其水化学特征均表明循环交替能力较弱。单井涌水量 0.089m3/d( 井直径Ø=89mm、水位降深S=3.0m),渗透系数K=0.176m/d。
3.1.3 侏罗系碎屑岩孔隙裂隙潜水含水层
分布于基地以南地区,含水层由三叠系铜川组及延长组砂岩及泥岩组成,厚度75-76m。根据钻孔资料,地表下20-30m风化裂隙发育、30m-50m较发育、50-75m裂隙不发育,75m之下,岩性基本完整。砂岩和泥岩虽然发育有少量的近于垂直的节理裂隙,节理裂隙面平滑,开启程度、连通性差,局部见有铁锈和石膏充填,含水微弱。水位埋深10.5~22.6m,平均17.1m,矿化度16.37-26.33g/L,水化学类SO4·HCO3-Na和CL·SO4-Na·Mg,属于咸水,表明地下水补给能力和循环交替能力微弱。单井出水0.345-0.136m3/d,渗透系数0.138-0.056m/d。
3.2 地下水补给、迳流、排泄
基地区内工业和农牧业及居民饮用均为黄河水,通过供水管道送入该区,无开采地下水的水井运行。由于区内地下水位埋深均大于10m,仅局部小于10m,蒸发作用微弱。因此,该区地下水主要以迳流排泄为主。
(1)补给来源:基地地下水补给来源主要为大气降水。降水经地表沟谷汇集沿裂隙及断裂带入渗补给下伏松散及碎屑岩层含水层。
(2)迳流条件:地下水的径流受地形、构造条件控制,径流方向不一致。 区内地下水水力坡度较大,一般大于1/100,局部1/20。分水岭以北,白垩系风化裂隙潜水迳流方向为北西,上层滞水以垂直下渗为主;分水岭以南,孔隙裂隙潜水流向为南偏西。
(3)排泄条件:由于基地所处的地理位置,地下水分水岭随地形、构造的变化而变化。地下水在排泄区多以人工开采和向下游迳流为其主要排泄方式。各裂隙构造带和沟谷是地下水的主要排泄通道。
综上所述,受本地区的岩性、构造制约,区内地下水补给条件较差,大气降水入渗补给是地下水的唯一补给来源,但补给能力微弱,致使区域地下水资源匮乏,且分布不均,水质较差。
4 结论
通过水文地质勘探和综合分析研究,基地地层主要由陆相碎屑岩组成,新构造活动微弱,构造复杂程度相对简单,没有不良地质现象。按岩性组合及含水层分布特征以及埋藏条件,划分出了三个主要含水层。受岩性、构造制约,区内地下水补给能力差,大气降水是唯一补给来源,水文地质条件较简单,水资源匮乏,水质较差,主要为咸水。
参考文献:
[1]曹学明,刘华.宁夏地下水水质评价分析[J].宁夏工程技术,2004,3(3):385-38.
[2]戈敢,催永庆,赵文俊等.宁夏黄灌区水资源合理配置与节水体系建设研究[J].宁夏农林科技,2005,(增刊):21-37.
[3]宁夏水文水资源勘测局,宁夏水环境监测中心.宁夏水资源质量评价及分析研究[R].1999.
[4]熊伟,肖云青.宁夏水资源的分布与污染[J].西部探矿工程,2005,(10):232-233.
[5]张黎,王利,王红英,等. 宁夏地下水资源[M]. 银川:宁夏人民出版社,2003:14-17.
[6]潘家铮,宁远,吴以鳌等. 西北地区水资源重大工程布局研究[R].北京科学出版社,2004.
[7]周承刚,白喜庆. 宁夏南部地区苦咸水化地下水的成因[J]. 煤田地质与勘探,1999,27(4):27-28.
关键词:基地;含水层;水文地质特征
Abstract: :This article has discussed the hydrogeologic characteristics of Ning Dong Energy and Coal Chemical Industry Base, mainly focusing on the aspects of topography, geomorphology, stratum and structure.It divides the base aquifer by using lithology and structure, then gets the simple conclusion of base hydrogeologic conditions.
Keywords::base; aquifer; hydrogeologic characteristics
中图分类号:P345文献标识码:A 文章编号:
宁夏银川宁东镇地区煤炭资源丰富,是宁东能源化工基地建设的主要资源保障,现已探明煤炭资源储量达270 多亿吨。作为国家新期规划建设的重要资源战略储备基地,对西北工业的发展和经济建设有着独特的贡献。研究基地的水文地质特征,对基地建设和了解西北黄河流域周边的水文地质特征有一定的理论和实际意义。
1 基地地质概况
基地位于黄河东岸,距银川市东北约54km处,宁东能源重化工基地工业园区东南部,属于鄂尔多斯高原的西部边缘地带丘陵区。主要地貌形态为低山丘陵,包括低山、丘陵、坳谷洼地、沟谷等次级形态类型。地形总体特征为中部高,南北低。区内最高标高点位于中部的高利敦附近,海拔高度为1435m,最低标高点位于工业园区西北端,海拔程度为1280m,相对高差约155m。
2 基地地质条件
2.1地层
基地所在区域属于华北地层區陕甘宁盆缘分区马家滩地层小区。前第四系地层除三叠系T、侏罗系J、白垩系K、古近系E有露头外,其它均隐伏于地下。
三叠系分布于基地西南部,出露于地形较高处。主要有三叠系铜川组(T2t)、延长组(T3y)。地层走向近南北,倾向东,倾角10°~15°。
侏罗系出露于蒸发塘以东,仅见延安群下部第一和第二岩段。地层走向近南北,倾向东,倾角10°~15°。
白垩系仅见白垩系下白垩统志丹群(K1zd),广泛分布于基地,出露于中部、东部丘陵山地和冲沟两侧,构成低山丘陵地貌景观。其它地区被新生界覆盖,厚度大于100m。地层走向近南北,倾向东,倾角小于10°。
第三系分布于基地北部,仅有渐新统清水营组(E3q),零星出露于清水营村一带。其它地区被第四系覆盖。地层走向近南北,倾向东,倾角小于10°。
第四系分布广泛,覆盖于低山丘陵及山前台地之上,厚度2-20m。主要有下更新统洪积层、上更新统风积层和全新统洪积层。
2.2 构造
本区大地构造位置处于祁吕贺兰山字形脊柱的中北段,次级构造单元为横山堡-刘家庄断褶带。横山堡-刘家庄断褶带由杭盖井-西庙冲断带、横山堡复背斜、刘家庄复背斜等次级构造单元构成,构造复杂程度相对简单。该断褶带特点是褶皱大多北端翘起,向南倾覆,两翼不对称。背斜西翼陡窄,向斜相反,主要构造形迹以南北向隆起、褶皱和冲断层为主,伴随有北东向、北西向张扭性断裂,近东西向张性断裂等。
根据中国地质局批复的宁夏地震工程研究院完成的《宁夏沙索煤间接液化(CTL)工程厂地地震安全性评价报告》(中震安评〔2009〕55号),基地所在的鄂尔多斯断块隆起未见全新世断层和第四纪盆地出现,没有破坏性地震,地震活动的总体水平较低,反映其新构造活动微弱,不具备强震发生的构造条件,其地震危险性主要来自西部构造活动区的影响。
3 水文地质特征
3.1 含水层组划分
基地地貌单元为宁夏陶灵盐台地缓坡丘陵区,形态类型属丘陵台地地貌,以丘陵为主,成因类型属构造剥蚀、侵蚀堆积地貌单元。丘陵由白垩系砾岩、三叠系砂岩泥岩组成。近分水岭地区基岩裸露地表,风化裂隙和构造裂隙较发育,大气降水通过基岩风化裂隙和构造裂隙渗入地下,形成碎屑岩类孔隙裂隙潜水。地下水主要赋存于前新生界的孔隙裂隙中,形成承压水或无压水。
基地含水层可以分为三大类:第一类为第三系上层滞水孔隙裂隙含水层;第二类为白垩系碎屑岩孔隙裂隙潜水含水层;第三类为侏罗系碎屑岩孔隙裂隙潜水含水层。
3.1.1 第三系上层滞水孔隙裂隙含水层
分布于基地调查区北部,含水层为第三系清水营组(E3y)沙质泥岩,仅局部含有上层滞水,低渗透,含水微弱。矿化度9.97g/L,属咸水,水化学类型为CL·SO4-Na,表明地下水循环交替微弱。根据勘查结果得知含水层水位埋深38m-29.7m,单井涌水量(井直径Ø=125mm、水位降深S=10.0m)0.124m3/d,渗透系数K=9.48×10-5m/d。
3.1.2 白垩系碎屑岩孔隙裂隙潜水含水层
分布于基地调查区中部和东部。含水层为白垩系砂砾岩风化带。风化带厚度20-30m,孔隙裂隙不发育,富水性不均。根据勘查得知,寨子西沟含水层厚度8.5-36.0m,潜水水位埋深5.7-20.0m,地下水矿化度2.5g/L,属微咸水。水化学类型为SO4·CL-Na,表明地下水循环交替微弱。单井涌水量3.6m3/d(井直径Ø=125mm、水位降深S=7.45m),渗透系数K=1.53m/d。
姜家沟含水层厚度6.5-7.8m,潜水位埋深20.1-24.8m,地下水矿化度0.54g/L,属于局部淡水,水化学类型SO4·HCO3- Na,其水化学特征均表明循环交替能力较弱。单井涌水量 0.089m3/d( 井直径Ø=89mm、水位降深S=3.0m),渗透系数K=0.176m/d。
3.1.3 侏罗系碎屑岩孔隙裂隙潜水含水层
分布于基地以南地区,含水层由三叠系铜川组及延长组砂岩及泥岩组成,厚度75-76m。根据钻孔资料,地表下20-30m风化裂隙发育、30m-50m较发育、50-75m裂隙不发育,75m之下,岩性基本完整。砂岩和泥岩虽然发育有少量的近于垂直的节理裂隙,节理裂隙面平滑,开启程度、连通性差,局部见有铁锈和石膏充填,含水微弱。水位埋深10.5~22.6m,平均17.1m,矿化度16.37-26.33g/L,水化学类SO4·HCO3-Na和CL·SO4-Na·Mg,属于咸水,表明地下水补给能力和循环交替能力微弱。单井出水0.345-0.136m3/d,渗透系数0.138-0.056m/d。
3.2 地下水补给、迳流、排泄
基地区内工业和农牧业及居民饮用均为黄河水,通过供水管道送入该区,无开采地下水的水井运行。由于区内地下水位埋深均大于10m,仅局部小于10m,蒸发作用微弱。因此,该区地下水主要以迳流排泄为主。
(1)补给来源:基地地下水补给来源主要为大气降水。降水经地表沟谷汇集沿裂隙及断裂带入渗补给下伏松散及碎屑岩层含水层。
(2)迳流条件:地下水的径流受地形、构造条件控制,径流方向不一致。 区内地下水水力坡度较大,一般大于1/100,局部1/20。分水岭以北,白垩系风化裂隙潜水迳流方向为北西,上层滞水以垂直下渗为主;分水岭以南,孔隙裂隙潜水流向为南偏西。
(3)排泄条件:由于基地所处的地理位置,地下水分水岭随地形、构造的变化而变化。地下水在排泄区多以人工开采和向下游迳流为其主要排泄方式。各裂隙构造带和沟谷是地下水的主要排泄通道。
综上所述,受本地区的岩性、构造制约,区内地下水补给条件较差,大气降水入渗补给是地下水的唯一补给来源,但补给能力微弱,致使区域地下水资源匮乏,且分布不均,水质较差。
4 结论
通过水文地质勘探和综合分析研究,基地地层主要由陆相碎屑岩组成,新构造活动微弱,构造复杂程度相对简单,没有不良地质现象。按岩性组合及含水层分布特征以及埋藏条件,划分出了三个主要含水层。受岩性、构造制约,区内地下水补给能力差,大气降水是唯一补给来源,水文地质条件较简单,水资源匮乏,水质较差,主要为咸水。
参考文献:
[1]曹学明,刘华.宁夏地下水水质评价分析[J].宁夏工程技术,2004,3(3):385-38.
[2]戈敢,催永庆,赵文俊等.宁夏黄灌区水资源合理配置与节水体系建设研究[J].宁夏农林科技,2005,(增刊):21-37.
[3]宁夏水文水资源勘测局,宁夏水环境监测中心.宁夏水资源质量评价及分析研究[R].1999.
[4]熊伟,肖云青.宁夏水资源的分布与污染[J].西部探矿工程,2005,(10):232-233.
[5]张黎,王利,王红英,等. 宁夏地下水资源[M]. 银川:宁夏人民出版社,2003:14-17.
[6]潘家铮,宁远,吴以鳌等. 西北地区水资源重大工程布局研究[R].北京科学出版社,2004.
[7]周承刚,白喜庆. 宁夏南部地区苦咸水化地下水的成因[J]. 煤田地质与勘探,1999,27(4):27-28.