湟水流域基岩裂隙水的基本特征及储存规律

湟水流域基岩裂隙水的基本特征及储存规律
摘要：湟水流域是青海省政治文化经济的中心，然而，水资源的不足严重制约着地区国民经济的进一步发展，影响着城镇化建设的推进。

五十年来对第四纪地层中的地下水勘察较多，但对基岩裂隙水工作甚少，该文在充分利用前人及近几年的工作成果，对基岩裂隙水的形成、分布做了阐述，并总结了分布规律；研究开发分布于基岩山区内多达8.41 亿立方米/年的地下水资源，尤其是在现有技术条件下，开发水量较丰富、水质好的碳酸盐类裂隙溶洞地下水，对弥补在引大济湟等调水工程下，仍然存在的城镇供水水源不足，后备水源缺乏，山区人畜饮用水困难，具有现实且不可替代的作用。

关键词：湟水流域基岩山区地下水裂隙水中图分类号：
P641 文献标识码：A 文章编号：1672-3791 （2015）04（b）-0097-02
湟水流域位于青海省东部，是青海省政治文化经济的中心，也是全省的粮食主产区和工业集中分布区。

据统计区内分布着全省70% 以上的耕地、64% 以上的常住人口和46% 以上的工业产值。

其内的西宁市是青海省省会，海东市是国家2013 年批准新成立的一个新型城市。

由于流域内自产地表水资源和已探明的河谷区第四系松散岩类地下水资源总量与地区工农业发展需求相距很大，水资源不足已成为严重制药地区国民经济发展的最主要因素之一，尤其是，近年来随着经济社会的快速发展、城镇化的推进和人口的增加，供水矛盾越来越突出，目前正在实施的引大济湟等工程虽然对缓解供需矛盾起到很大作用，但是，西宁市、海东市等主要城镇，甘河、临空等工业园区现状供水仍不能满足，后备水源更无着落，山区近百万人畜饮用水仍用积雨工程或微咸地下水解决，规划的小城镇建设大多无供水水源保障。

现有资料显示，流域内的基岩山区分布有每年达8.41 亿立方米（230万吨/d）的地下水，且水质好，深入研究这类地下水的形成、分布、运移及储存规律，探索对其的开发利用，对解决上述供水矛盾有着十分重要的现实意义。

1基岩山区地下水形成的自然条件湟水流域西到日月山，南达拉脊山，北以大坂山为界，地理坐标东经100° 42’ -103° 04',北纬36° 02’〜37° 28',面积16 097km2，其中，山区面积达10 530.64km2 , 行政区划分别隶属西宁市与海东市。

地形上整个流域呈北西西-南东东向展布，由海晏-湟源、日月、西宁、大通、乐都、民和等一系列呈串珠状分布的小盆地组成，东西长近230km，南北宽50〜100km。

总体表现
为西高东低，最高点位于拉脊山西段的野牛山，海拔4893m，最低点位于民和东部湟水干流河谷中，海拔1650m 。

按地貌形态可分为高山与中高山、低山丘陵、盆（谷）地平原等三类，高山与中高山区海拔多在3500m 以上，山体多由变质岩、碎屑岩组成，呈北西西向展布，
成因为侵蚀构造型。

山体多遭冰冻剥蚀，表部破碎，有大量块碎石堆积，山坡及
陡坎处基岩裸露，山顶处古冰川地貌发育。

低山丘陵区
海拔一般为2 700〜3 500m,由第三系等红色碎屑岩组成，多呈低缓圆形梁状山丘，被现代沟谷所切割。

山间盆地海拔
1 650〜
2 750m,多由现代耕殖土及砂砾石组成，地形平坦。

流域具有寒长暑短，多风少雨，四季不分明的特点，山
区多年平均气温在1C左右，属高寒半湿润山地气候，盆地为1.5〜7.9 C,属冬寒夏凉的高原大陆性气候，多年平均降水量随地形的增高而增大,多在400〜800mm 之间,仅东部西宁-民和间谷地区降水量小于350mm。

湟水河发源于大坂山中段的黑林岭山,由西向东流经,
全长342km，有大小支流73条，年平均径流量16.05亿立方米。

在大地构造上湟水流域属祁连加里东褶皱带,由于挤压形成两侧隆起中间凹陷的断陷山间盆地,断裂多呈北西西向展布,严格控制着山体走向。

流域内出露的地层由老至新有前震旦系、震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、二叠系、三叠系、第三系和第四系。

总体上讲地层发育不完全，空间上分布也不平衡，前震旦系仅见于日月山一
带，震旦系广泛分布于流域周边，并组成盆地基底的大部分，下古
界主要分布在大坂山、拉脊山、老爷山一带，老地层多为变质岩，震旦系中统花石山群和寒武系中统毛家沟群，分别由碳酸岩组成。

另外，山区褶皱构造轴部及断裂构造附近普遍分布有侵入岩岩体。

中新生界红色碎屑岩组成各盆地两边的丘陵及部分盆地的基底，第四系主要覆盖在丘陵顶部和组成河谷平原。

2基岩山区地下水的类型及特征
根据地下水的赋存条件、水理性质及其水动力特征，流域内的基岩山区地下水主要有碎屑岩类裂隙孔隙水、碳酸盐类裂隙溶洞水、基岩裂隙水三种类型。

2.1 碎屑岩类孔隙裂隙水
流域内的碎屑岩类孔隙裂隙水主要分布在各盆地边缘及内部的第三纪、白垩纪、侏罗纪等砾岩、砂砾岩、砂岩和部分泥岩中。

有潜水和承压（自流）水两种类型。

碎屑岩类孔隙裂隙潜水赋存在砂砾岩的孔隙及砂岩、泥质岩的风化带、裂隙带内，表现为分布零散，受岩性及构造控制明显。

总体上其富水性具有：从盆地边缘水量中等——贫乏，向盆地中心
的水量贫乏——极贫乏过渡。

地下水水质
较差，矿化度多大于3g/L
碎屑岩类孔隙裂隙承压（自流）水在各盆地内均有分布，
赋存于以泥质岩层为隔水顶、底板的砂砾岩、砂岩中，并具有多层分布的特征。

总体上地下水富水性较差，单井涌水量小于1
000m3/d，多在30〜300m3/d之间，但在导水断裂及其影响区水量较丰富，单井涌水量可达3 000m3/d 以上，如西宁盆地。

大致以云固川和海子沟为界，西部地下水水质较好，多为矿化度小于g/L 的淡水，以东则多为微咸水或咸水，矿化度最高可达148g/L 。

2.2 碳酸盐裂隙岩溶水
此类地下水分布面积达554km2，占山区面积的7%。

主要分
布于拉脊山中、西段，大坂山东段的中高山区，其中，大坂山东段主要分布在乐都北山一一松多一一等等岭、互助南门峡和大通老爷山一带，南部拉脊山中、西段主要分布在湟源药水——湟中青石坡——湟中药水滩一带，含水层岩性主要为结晶灰岩、白云岩、大理岩等。

侵蚀基准面以上地下水多为潜水，单泉流量为0.1〜
101/s，地下水水质好，矿化度多小于0.5g/L 。

浸蚀基准面以下多为承压（自流）水，水量较为丰富，尤其是在构造发育地带单井涌水量均在1000m3/d 以上，最大可达6 000m3/d。

地下水水质好，矿化度小于1g/L 左右。

2.3 裂隙水
此类地下水主要由前中生界基岩裂隙水构成，分布在大
峡、小峡及乐都北山，岩性为变质岩、侵入岩。

在宝库河一带泉水流量100〜500m3/d，个别大于500m3/d，为矿化度小于0.5g/l 的HCO3 型水。

大通桦林乡7 处泉水流量达7 119.36m3/d,为矿化度小于0.2g/l的HC03-Ca型水。

乐都北山、大小峡一带的变质岩区单泉流量均小于100m3/d，矿化
度多在0.3〜0.6g/L之间，少数达1〜2g/L。

大坂山南麓及拉脊山
西段水量在40-100m3/d 有3处泉水，水量在100〜500m3/d 有3 处，大于500m3/d 的2 处为矿化度小于0.6g/L 的HCO3-Ca 与HCO3?qSO4-Ca?qNa 型水。

拉脊山的上庄、元石山勘探证实水位降到1.47m时水量达39.57m3/d，为矿化度小于0.4g/L 的HCO3-Mg 型水，并存在承压现象，最高水头31.88m，涌水量428.8m3/d。

乐都北山单泉流量小于10m3/d ,海拔高处矿化度小于1g/L ,低处则在1〜3g/L之间，水质为SO4?qCl-Na 型水。

引胜沟的仓家峡、王家庄一带有承压水存在（下图），涌水量达1 781m3/d ，上游矿化度高，下游则小于1g/L ，属HCO3?qSO4-Ca?qMg 型水。

3基岩裂隙水分布规律
（1）在空间分布上，从前面论述中可以看出，研究区内基岩裂隙水在空间上有明显的分带特征，海拔3 500m 以上的中高山区，以南侧拉脊山中高山区为主，依基岩裂隙密集处与风化壳上在大气降水相对富集的地带冻结层水多数以下降泉的形式出露，流量相对北侧的大坂山东段要大，泉
水要多，海拔越高泉水越多，流量相对较大，是中高山区的主要水源之一，但受季节影响较大。

在海拔 3 200〜3 500m 的低中山区，在祁连山东段大坂山、老爷山、互助北山、乐都北山一带，以灰岩为主的含水层中受灰岩岩溶裂隙及构造裂隙影响，加上补给较远，地下水量多在1 000m3/d 以上，并且降深小，是解决东部城镇居民、工业园区、城镇的主要首选地，相对而言南侧拉
脊山低中山区由于受岩性控制，加之补给不畅，泉水流量及钻孔揭
露水量相对较小，多在500m3/d 以下，而且矿化度也较高。

（2）在岩性上，研究区内基岩裂隙水严格受岩性控制，特别是受结晶灰岩的控制，从大坂山一直到北山由于在中低与中高山区分布着大面积结晶灰岩，不论从单泉、泉群及钻孔资料看，地下水出露多、流量大、水质好，而拉脊山以东由于灰岩基本没有出露，不论泉水出露还是水量都相对少而小。

此外大、小峡及乐都北部中高山区变质岩分布区水量多在500m3/d 以下，在中低山区的低山丘陵区第三系、白垩系、侏罗系、三叠系分布的泥岩、砂岩、砂砾岩区，由于岩性本身含水性较弱，加之补给不足，水量普遍较小，大通北侧水量小于500m3/d，局部承压水除大于1000m 的地热水外，流量也较小，可见岩性对地下水有明显的控制作用。

（3）在水质差异上，从基岩裂隙水的水文地球化学方面看也
表现出不论水平方向还是垂直方向上都具有明显的
分带性。

垂直方向上海拔越高矿化度越低。

拉脊山的中高山区泉水受大气降水补给影响，地下水矿化度多小于1g/L ，属HCO3-Ca 及HCO3-Ca?qMg 型水，海拔2300-3500m 的中山区矿化度多在1-1.6g/L ，属HCO3-Ca-Mg 及SO4?qHCO3-Ca?qMg 型水。

海拔2000-2300m 的中低山区，矿化度多在1〜3g/L ,大于3g/L的微咸水主要分布在海拔1800〜2000m的盆地边缘，高矿化度咸水主要分布在西宁盆地中心地带及深部高中温地热水。

在南北方向上南侧地下水矿化度多高于北山地带，这主要与岩性有关，灰岩及侵入岩地区矿化度较低，砂岩、砂砾岩、泥岩地区相对较高，当然也与地下水径流途径及补给有着直接的关系。

4结语
水与人口和资源并称为人类21 世纪可持续发展的三大社会
问题。

其中水是一切生命活动的基础，尤其是淡水资源是基础自然资源，是国民经济发展的战略性经济资源。

我省虽处三江源头，但淡水资源严重不足，特别是人口、工农业生产活动集中分布的湟水流域，是青海省政治文化经济的中心，淡水资源的贫乏已严重制约着当地国民经济的可持续发展。

人类生存、社会发展需要我们寻找大量的淡水供水水源地，然而，经过水文工作者数十年的努力奋斗，浅表层的淡水资源已基本了解并得到开发利用，寻找新的供水水源是摆在新一代水文工作者面前的重大课题，湟水流域断裂带的不
断发现和成功开发，不仅对利用裂隙水建设较大规模的集中
供水水源的可能性做了成功尝试，而且对新的水源寻找做了探索，充分发挥其潜在作用，需要进一步开展调查研究工作。

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