辽宁省地下水特征分析和由此诱发的环境水文地质问题[1]

县、复县、葫芦岛、凌源、朝阳及建昌等地区。 岩性主要为寒武—奥陶系的灰岩、白云质灰岩, 震 旦系下统的灰岩、白云质灰岩, 以及辽河群大石桥组的大理岩等。 按埋藏条件可分为掩埋和裸 露两种类型, 掩埋型的主要埋藏于下辽河平原第四系之下, 埋深一般 50～ 150m 左右, 水位埋 深 10m 左右, 富水程度不一, 单井涌水量一般 20～ 2 500m 3 d, 有的可达 5 000m 3 d, 太子河流 域灰岩中 (如本溪谢家崴) 暗河流量可达万m 3 d 上下。 1. 3 碎屑岩类裂隙孔隙水
0 前 言
辽宁属温带半湿润、半干旱地区, 面积 14. 68×104km 2。全省地势由北向南, 自东西向中部 倾斜。 山地丘陵分列于东西两侧, 约占全省总面积的三分之二, 中部地区为由东北向西南缓倾 的长方型的辽河平原。大部分河流自东、西、北三个方向向辽河下游汇集, 滨海形成大面积的沼 泽洼地。
中朝准地台断裂体系和环太平洋断裂体系控制了辽宁的基本地貌形态[1], 使山川地势呈 北东向展布的特征十分明显。按地貌成因和形态特征, 全省可分为 4 个基本地貌单元。即辽东 山地丘陵区、辽西低山丘陵区、下辽河平原区及辽北波状平原区。
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水层厚度以铁岭为界, 以北呈不稳定, 以南厚度大而稳定, 水量较丰富。
3 环境水文地质特征
辽宁省地下水开发利用程度随着国民经济建设的发展而提高。 辽宁省城市工业及生活供水水源, 除丹东市、本溪市及大连市等由地表水或大部分由地表 水供水外, 其它地区均以地下水供水为主, 广大农村农田灌溉供水水源, 则以地表水为主。 从区域上看, 地下水是水资源的重要组成部分, 全省地下水开采资源 75. 87×108m 3, 其中 下辽河平原浅层地下水开采资源为 42. 21×108m , 占全省开采资源的 55. 6%。可见, 下辽河平 原水量丰富, 是我省主要的地下水资源开发地。 3. 1 下辽河平原区 主要含水层是埋藏在冲洪积扇中的砂、砾石层, 地下水埋藏浅, 水量丰富, 水质良好, 水力 坡度大, 自净能力强, 但含水层上覆粘性土较薄, 许多含水层裸露地表, 天然保护条件差, 地下 水易被污染。 该区主要环境水文地质问题是治理地表污水, 防止地下水被污染。 3. 2 山间河谷平原区 含水层为稳定分布在河流两岸漫滩和河谷阶地上的砂、砾石层, 有时被粘性土分为二、三 个含水组, 第一组为潜水, 以下为承压水, 水量丰富, 地下水和地表水有密切的水力联系, 地表 水体的污染, 将导致地下水质的恶化。 3. 3 滨海、河口、三角洲地区 多为海陆交互相粗、细砂含水层, 常有若干含水组, 浅层为咸水, 深层承压水质良好, 天然 保护条件好, 但人为破坏隔水层也会导致污染, 过量开采地下水, 会引起地面沉降和海水入侵。 3. 4 岩溶地区 地下水为岩溶裂隙、溶洞水, 水量丰富, 水质良好, 但许多城市工业“三废”通过落水洞、岩 溶裂隙、溶洞等排入地下, 污染地下水。
该类型地下水主要分布在阜新、朝阳、北票、昌图、熊岳、新金、桓仁和下辽河平原等地, 含 水层岩性主要为侏罗系、白垩系、石炭系、二叠系和第三系的砂岩、砂砾岩, 具有承压性质。
下辽河平原第三系裂隙孔隙水为第四系下伏的主要地下水类型之一。 含水层埋深由山前
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辽 宁 地 质
1997 年
的 40～ 50m 渐增, 到沿海增至 500m 以下。水量在降深 10～ 35m 时, 可达 1000～ 6000m 3 d, 部 分地段小于 1000m 3 d。 1. 4 基岩裂隙水
1997 年 9 月
·环境地质·
辽宁地质 L IAON IN G GEOLO GY
第3期
辽宁省地下水特征分析和由此诱发的
环境水文地质问题
金 速
(辽宁省地质环境监测总站, 沈阳 110032)
摘 要 辽宁省重工业基础雄厚, 地下水开发利用程度高, 致使区域水文地质条件发生变化, 由此诱发了一系列的 环境水文地质问题。 本文分析了辽宁地下水特征, 概括归纳可能产生的该省特有的环境水文地质问题。 关键词 地下水 水文地质 环境
全省可分为辽河、鸭绿江、沿海诸河、第二松花江及滦河 5 大流域。主要水系有辽河、浑河、 太子河、鸭绿江、大、小凌河、绕阳河、大洋河等, 共有大小河流 360 余条, 其中流域面积在5 000 km 2 以上的有 10 条。
1 水文地质条件
辽宁省区域地下水的补给以垂向补给为主 (即大气降水等) , 侧向补给为辅。 辽东、辽西基 岩裸露的山区, 山前冲、洪积扇后缘以及部分河谷两侧第四系含水地层直接出露区为地下水主 要补给区。山前各河冲、洪积扇构成的山前倾斜, 平原为迳流条件好的迳流区; 中部平原迳流条 件变差, 沿海平原水平迳流变得极为滞缓或停滞, 代之以强烈的蒸发, 构成区内地下水的主要 排泄区。 地下水的垂直蒸发和人工开采是区内地下水的主要排泄方式。
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区
咸 水 N aC l
深层地下水
水 量 丰 富 HCO 3—Ca, HCO 3—Ca·N a, HCO 3—Ca·M g
类
鸭绿江流域
水 量 丰 富 HCO 3·C l—Ca·N a, HCO 3·C l—N a·Ca
孔河
浑太流域
水 量 丰 富 HCO 3—Ca, HCO 3·SO 4—Ca
隙谷
辽 东 地 区 水量中等～ 丰富 HCO 3—Ca, HCO 3·C l—Ca·N a (M g) , HCO 3—Ca·M g
水平
大凌河流域 水量中等～ 丰富 HCO 3—Ca, HCO 3—Ca·M g
原
小凌河流域
水 量 中 等 HCO 3·C l—Ca·M g, HCO 3·C l—Ca·N a
区
渤海西岸诸河 水量贫乏～ 中等 HCO 3—Ca, HCO 3—Ca·M g, HCO 3·C l—Ca·N a
水 量 丰 富 HCO 3—Ca
碳酸盐岩类裂隙岩溶水 水 量 中 等 HCO 3—Ca, HCO 3—Ca·M g
水量贫乏～ 中等 HCO 3—Ca·M g, HCO 3—Ca
水 量 丰 富 HCO 3—Ca·N a
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水层厚度一般为 10～ 30m , 最厚可达 100m 左右, 山前一般 3～ 5m , 中部平原最厚可达 200m 以 上。地下水埋深一般 3～ 10m , 山区河谷一般小于 3m。地下水化学类型除沿海地区出现有氯化 物型水, 矿化度大于 1g L 外, 绝大部分地区以重碳酸钙钠型水为主, 矿化度一般小于 0. 5g L。
下辽河平原中部为广阔的辽河冲积平原、山前倾斜平原, 为地下水资源丰富区。 其第四系 堆积颗粒粗, 含水层单一, 厚度分布稳定, 地下水补给条件好, 矿化度低, 为主要开采层。此区向 盆地中心和南部颗粒逐渐变细, 含水岩组增多, 水质变坏, 为地下水强烈排泄区, 水文地质条件 复杂。
1. 山前倾斜平原 含水层为中粗砂、砾卵石, 厚度 20～ 70m , 扇间含水层层次增多, 颗粒变细, 厚度变薄, 水量 极丰富至丰富, 为主要开采层。 2. 中部冲积平原 由相对稳定的粘性土将第四系划分为两个含水岩组, 由北向南含水层由薄变厚, 岩性为粗 砂含砾, 中细砂含砾、粉细砂构成双层含水层, 厚度 30～ 60m , 最厚达 100 余m。水量丰富, 为主 要含水层。 3. 滨海平原 台安以南含水层由冲海积中细砂、细粉砂与亚粘土、亚砂土薄层交互成层, 分 3 个含水组 段, 厚度为 200～ 300m , 大部分为咸水。 在咸水区局部有淡水透镜体。 2. 2 山间河谷平原 含水层为第四系松散的冲积、冲洪积、坡洪积物, 沿海含水层由冲海积、海积, 砂砾、砾卵石 构成, 厚度变化较大为 2～ 15m , 最厚达 40m , 具有埋藏浅、迳流条件好、水量丰富、水质好等特 点。 2. 3 北部波状平原 含水层为中细砂、砂、粗砂含砾、砂砾石, 由上部至下部颗粒由细变粗, 厚度为 20～ 60m , 含
根据地下水的含水层介质[2]、形成条件及赋存特征, 区内地下水可分为 4 种主要类型, 见
表 1, 图 1。
表 1 辽宁省地下水特征统计简表
T ab le 1 T he sta t ist ics on the fea tu res of underg round w a ter in L iaon ing p rovince
基 岩 裂 隙 水
水 量 贫 乏 HCO 3·C l—N a·Ca, HCO 3·SO 4—N a·Ca, HCO 3—N a·Ca
水量贫乏～ 中等 HCO 3·C l—Ca·N a
矿化度 (g L ) < 0. 5
0. 4～ 0. 6 0. 5～ 1. 0 1. 0～ 3. 0
< 0. 5
0. 1～ 0. 7
碎屑岩类裂隙孔隙水
水 量 中 等 HCO 3—Ca·N a, HCO 3·C l—Ca·N a, HCO 3·C l—N a·Ca
水 量 贫 乏 HCO 3—Ca·N a, HCO 3·C l—Ca·N a
水 量 中 等 HCO 3—Ca·N a, HCO 3·C l—Ca·N a, HCO 3·SO 4—N a·Ca
< 0. 5
0. 1～ 0. 7 0. 3～ 0. 5
< 0. 5
1. 1 第四系松散岩类孔隙水 这是区内主要地下水类型[3], 主要分布在下辽河平原和山区河谷平原的第四系松散岩层
中。含水层厚度大, 分布稳定, 水量丰富。含水层岩性以砂砾石、砾卵石、中粗砂及中细砂为主, 由山前至平原颗粒逐渐变细。 按含水时代、埋藏条件, 水力性质又分为浅层孔隙潜水—微承压 水, 深层孔隙承压水和滨海平原咸水 3 类。 其富水性自山前向中部平原递减, 由掩埋扇的轴部 向边缘递减, 东部平原优于西部平原, 浅层优于深层。 一般区内几条河流形成的掩埋冲洪积扇 中单井涌水量在 1 000～ 10 000m 3 d 左右, 深层水单井涌水量一般在 500～ 1 000m 3 d 之间。含
图 1 辽宁省地下水资源分区略图 F ig. 1 T he zon ing of underg round w a ter resou rces in L iaon ing p rovince
1. 2 碳酸盐岩裂隙岩溶水 这是区内有供水意义的主要地下水类型之一。 主要分布在本溪、苏家屯—鞍山、大连、金
主要赋存在震旦系碎屑岩、前震旦系变质岩以及火山岩构成的构造裂隙与风化裂隙中, 分 布在辽东、辽南及辽西部分地区里, 岩性为石英岩、砾岩、板岩、泥灰岩、片岩及片麻岩等。 阜新 北部、昌图东北部泉水流量大于 1L s, 其余大部分地区小于 1L s
岩浆岩、火山岩裂隙水赋存在花岗岩、花岗闪长岩、安山岩及玄武岩等风化裂隙中, 除丹 东、庄河沿海地区有 50～ 100m 3 d 稳定的开采量外, 大部分地区供水意义不大。
地下水类型
含水层富水性
地 下 水 化 学 类 型
水 量 极 丰 富 HCO 3—Ca, HCO 3—Ca·N a
下
浅
辽
层
水 量 丰 富 HCO 3—Ca, HCO 3—Ca·N a, HCO 3·C l·Ca·M g
松
河 平
散原
地 下 水
水量中等 水量贫乏
HCO 3—Ca, HCO 3—Ca·N a HCO 3—Ca, HCO 3—N a·Ca
2 地下水主要含水层分布情况
受区域地质构造控制和自然地理、地貌、水文气象等因素影响, 省内各地区水文地质条件 差异较大, 地下水资源分布不均匀。 本省地下水资源主要赋存于下辽河平原及山间河谷平原。 2. 1 下辽河平原
下辽河平原为三面环山, 一面开口的半封闭盆地, 地表水系发育, 迳流充沛, 地下水极为丰 富。该盆地由第四系松散堆积物构成, 其厚度由山前向中部逐渐变厚, 赋存孔隙潜水和承压水。 含水层厚度变化也自边缘向中部逐渐为厚。该含水层下伏第三系含水岩组, 以上第三系深层承 压水含水岩组为主。 平原东部第四系下伏奥陶—寒武系灰岩裂隙岩溶水, 周边为基岩裂隙水。 上述各类地下水相互联系, 经渗透补给构成了平原区地下水的统一体。
全省大部分地区地下水总的迳流方向, 由山前向中部平原呈放射状至辽河中下游平原流 入辽东湾。
文稿收到日期: 1996212202. 作者简介: 金速, 女, 34 岁, 工程师, 从事水工环方面的工作.
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辽 宁 地 质
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区内的盘锦、营口、盖县、鞍山及沈阳郊区等大面积的水田, 在一定程度上影响着地下水的 补给、迳流和排泄条件, 制约着地下水的动态变化特征。