柳林泉域西部深层岩溶咸水水文地质特征及其咸淡水界面运移规律的研究.pdfVIP

柳林泉域西部深层岩溶成水水文地质特征 及成淡水界面运移规律研究 山西省电力勘测设计院王玉海 【内容摘要1本文在阐明柳林泉域水文地质条件{I勺基础上，针对泉域西部岩溶成 水水文地质特征，建立数学模型。论述泉域水资源环境．对威淡水界面运移规棒进{7科学 预报，现已被预报后的五年观测资料证实，预报结果精确，是我国运用可混溶溶质液体理 论解决内陆倾斜构造内成水入侵淡水含水层问题的成功实例。 柳林泉是我国北方著名的岩 溶大泉之一。它出露于山西省柳 林县县城东侧三川河河谷中(图1)。 随着离柳煤电基地的发展，对泉 水研究者逐年增多，但多集中在 研究泉出露条件、类型、流量、 资源评价方而。有关泉水水质fn 研究相对较少，一般仅限于描述 水的物理性质和化学成份。对泉 区三川河两岸水化学特征和水温 差异明显的原因和西部深层岩溶 咸水运移规律从未见有报导。针 对泉域复杂的水资源环境，我们在进行柳林电厂泖林泉水源地供水水文地质勘 察过程中，通过泉域、泉区岩溶水数学模型的研究和专题论证，不仅证实泉域 西部存在大面积岩溶成水区，而且也l证实了西部咸水入侵是影响泉区水温、水 质变化的主要因素，从而揭开了柳林岩溶泉群不同泉组水质、水温差异的奥秘。 同时也告诫人们．西部咸水入侵已构成泉区淡水碱化的威胁，必须遵循科学规 律进行合理开采，一旦违背科学，就会破坏环境．造成难咀扭转的巨大损失。 l柳林岩溶泉域水文、水文地质条件概述 L1泉域水文、气象条件 泉域内属太陆性半干旱气候，春季少雨，夏季炎热，秋季雨水集中，冬季 干旱寒冷，多年平均气温9．2C，多午平均降水量约500ram，7、8、9三个月降 雨量约占全年降水量的63％。区内属黄河水系，主要有湫水河和三川河。年均 径流量2．88m3／s。柳林泉就出露于三川河下游棚{林县城东侧察东村至薛家湾段， 三川河接受伽林泉补给后下埔河『I}|入蓝M， 1．2泉域地质及水文地质条件 从区域地质构造上， 泉域属山西台背斜吕粱断 裂隆起的西翼，亦为鄂尔 多斯向斜的东翼，为一横 跨两个大型构造单元的单 斜构造，其上分布有次一 级规模不等的稻皱和断裂， 构造走向呈南北方向。其 中水文地质意义较大的有 中阳——离石向斜和王家 会——枣林背斜。柳林泉 岩溶含水岩组以太古界变 质岩为隔水底板，赋存于 下古生界碳酸盐岩中，该 含水岩组由东向西倾伏， 构成走向SN向w倾伏的 单斜储水构造(图2)． 泉域面积大约5000krn2 一口·函二回，匝{曰‘ 主要补给来源为大气降水， J’ 擅启对盈舁鸪：，斯口丑帕呼3 背门捌伯战j．泉‘，*i#瓜^自 图2柳林泉域水文地质略图 通过泉域裸露的寒武、奥 陶系碳酸盐岩裂隙渗入， 区内碳酸盐岩裸露面积 1400km2(包括覆盖层小于3m的地段)：其次盘三条支流河谷有六个碳酸盐岩 渗漏段，分别为北川河的西相王——大武段，小东川的后严、用家会段，丈东 河的小王营、田家会段．南川河的中阳、陈家湾段，三川河的李家湾和下白霜 ——寨东段。在一级单斜构造的控制下．寒武、奥陶系岩溶含水岩组接受补给 后由北、东、南三个方向向柳林县城三川河河谷集中．在薛家湾段由于受巨厚 的石炭二迭系、煤系地层的献挡，岩溶水京集，期I上三川I河侵蚀下叫，切穿了 奥陶系峰峰组顶部的泥灰岩，使岩溶水沿着马家沟组灰岩裂隙或断裂破碎带溢 出，在三J1l河两岸呈散泉出露，河底通过砂卵石涌出。大小泉点上百个，大致 分为五个泉组，即北岸寨东泉组、杨家港泉组、刘家疙瘩泉组和南岸的龙门会 泉组、上青龙泉组，出露高程在790～8／0m，排泄带长度约2km(图3)。 ，一{i,Tig 犏q 4一地下求流向．5背辫 ． p泉木—— ：一高程点 ，扼|}f那，秒)卜断层7一聃_I喜教字为高出碍水聒值Lm 13泉域岩溶水化学类型及水质、水温的差异性 挪林泉补给区的水化学类型为HCq—ca·Mg型，矿化度小于O．39／L。径 流区矿化度在O．3-Ig，L问变化，水化学类型按两个径流区变化：一是东部径流 区随硫酸根