小龙潭工业园区对集中供水水源地的影响

　　摘 要：小龙潭盆地为一向斜溶蚀断陷盆地，四周与基底为岩溶地层，上覆第三系和第四系，厚度为370～580 m，第三系平均含煤厚度为188.52 m，盆地水文地质条件复杂。北部岩溶地下水补给区拟建一化工业园区，由于个旧组下部存在一相对隔水层，因此将盆地基底岩溶含水层分为高、低水位区。北部岩溶地下水排泄区位于盆地北缘南盘江一带，对西南部的集中式供水水源区影响小或无。工业园区岩土属污染敏感性地层，不宜进行中等～重污染项目规划。项目建设对盆地北部岩溶地下水环境影响大，對东部南盘江沿岸的泉水及小龙潭煤矿生活供水井影响大。

　　关键词：小龙潭;水源地;岩溶水;地下水

　　小龙潭盆地水文地质条件复杂，盆缘富水块段是多年来城镇集中式生活供水(机井)水源地，盆地中有云南在开采的最大露天褐煤矿。煤矿长期疏干排水使盆地地下水补、径、排条件产生了一系列变化。如果小龙潭化工园区拟建项目开始实施，必将导致区内地下水环境质量恶化，使环境保护压力倍增。

　　1 水文地质概况

　　1.1 自然地理

　　小龙潭盆地呈北东—南西向展布的椭圆形，面积18 km2。南盘江从盆地中流过，将盆地分为南北两部分，河谷标高为1 033 m，四周环山，一般标高为1 400～1 800 m，最高为盆地西南的老尖山，标高为1 878 m，地形高差一般在400～600 m。5—9月为雨季，降雨量占全年的70%～84%，最小年降雨量为542 mm，最大年降雨量为1 140 mm。

　　盆地四周山区无常年流水，多为季节性沟流，盆缘泉水向盆地中心汇集成河，汇入南盘江。南盘江为区内最大河流，多年平均流量为141.0 m3/s，水位标高为1 035.97～1 045.74 m。南盘江为区内最低侵蚀基准面，排泄区内地表水、地下水。

　　1.2 区域水文地质特征

　　盆地位于开远山字形构造内弧部位，受文笔山向斜与南北向构造控制，形成一向斜溶蚀断陷盆地。断陷盆地基底及四周以岩溶地层为主，上覆第三系、第四系碎屑岩地层，地下水类型主要以岩溶裂隙网络型岩溶水为主，局部为溶洞暗河型岩溶水，次为碎屑岩裂隙水。盆地内断裂构造发育，水文地质条件复杂[1]。

　　2 地层含、隔水性特征

　　盆地基底及四周山区以个旧组灰岩为主，上覆第三系和第四系。通过抽水试验数据(见表1)得出，研究区含隔水地层相间出现，各地层含隔水性特征如下。

　　2.1 第四系松散孔隙含水层

　　①冲积砂砾石孔隙含水层(Q4)，上部有黏土层，下部为砂、砾石土，具有二元结构，厚度为5～14 m。富水性中等。

　　②洪积、湖积钙华层孔隙含水层(Q2-3)，该层为钙质粉细砂土、砂质黏土及疏松多孔的钙华层，厚度为23～52 m。钙华层呈透镜体，富水性中等，由于顶板有黏性土层的隔水作用，多具又承压性，流量较大，为14～23.98 L/s，根据20万区域水文地质报告，抽水试验单位涌水量[q]=0.217～1.611 L/(s·m)。

　　2.2 第三系裂隙含水层(N)

　　该层大部分埋藏于盆地深部，被第四系覆盖。从上至下分为5层：上部煤组(N5)裂隙含水层;泥灰岩(N4)相对隔水层;主煤层段(N3)裂隙含水层;薄煤层和黏土岩段(N2-1)相对隔水层。由于含隔水层相间，地下水多具承压性，煤层水位高于顶板。地表无泉水出露，抽水试验结果见表1，为富水性贫乏～中等的裂隙承压含水层。

　　2.3 上三叠统火把冲-鸟格组(T3h+n)—中三叠统法郎组(T2f)弱裂隙含水层

　　该层为相对隔水层，以泥质岩类为主。该层为基底灰岩含水层的上部隔水层。

　　2.4 中三叠统个旧组(T2g)與蠕虫状灰岩段(T21)岩溶含水层

　　①个旧组(T2g)岩溶含水层。该层由上到下分别为T2g5、T2g4、T2g3、T2g2、T2g1。其中，T2g5～T2g2层的岩性为碳酸盐岩，岩溶水相互联系贯通，具有统一的水压面，水文地质上可以并为一含水层，为区内主要岩溶含水层，厚度为553.84 m。T2g1层为泥质灰岩、泥岩相对隔水层组，厚度为117.89 m。抽水试验结果如表1所示，地层隔水性良好[2]。

　　②蠕虫状灰岩段(T21)岩溶含水层。该层岩性为灰岩、泥质灰岩夹数层粉砂质泥岩、粉砂岩及少量细砂岩，总厚度为531.94 m。上部含丰富溶洞裂隙水，岩溶水沿层间运动;下部存在多层较薄的隔水层，地下水受其制约沿层间运动，穿层较困难。

　　3 盆地岩溶地下水特征

　　岩溶盆地中上部岩溶发育，从灰岩顶板算起，0～42 m溶孔特别发育，密集成蜂窝状，岩溶发育带厚度一般在80～100 m，在盆地北部边缘厚度可达300 m。而深部以构造裂隙为主，溶孔少见。遇见钻孔溶洞的概率为42%～58%，绝大多数溶洞为黏土充填或半充填，在地下水运移中不起主导作用。但在断裂构造、构造复合部位与向斜转折端，岩溶发育程度和深度明显增强。

　　沿盆地边缘、河谷有泉水出露，枯季流量1.60～52.16 L/s，最大流量为548.0 L/s。抽水试验结果：水位为+5.68～47.99 m，单位涌水量[q]=0.103～3.376 L/(s·m)，渗透系数[k]=0.096～3.16 m/d。地下水径流模数[M]=5.26～5.92 L/(s·km2)，富水性中等。水质类型为低矿化度的HCO3-Mg·Ca型。岩层防污染性一般较弱，是水源区主要供水地层，对水源区影响较大。

　　由于受岩性、构造的控制，岩溶富水性不均匀。个旧组下部T2g1层的薄层状泥质灰岩、泥岩互层夹细砂岩和生物灰岩，厚度117.89 m，岩溶不发育，地表无泉水出露，含水较贫乏，视为相对隔水层。根据隔水地层T2g1两侧钻孔揭露的地下水位标高分布特征(详见表2)，将盆地基底岩溶含水层分为高、低水位区[2]。低水位区位于盆地东北部，主要含水地层为T2g2～T2g5，水位标高1 054～1 063 m;高水位区位于南西部T21岩溶地层，水位标高为1 154～1 161 m，两水位高差达90 m。项目区主要位于盆地低水位区，所造成的地下水污染对南边紧挨着的低水位区的小龙潭煤矿生活用水影响较大。

　　4 地下水的补给、径流和排泄条件

　　盆地孔隙水、裂隙含水层分布于地表或埋藏于浅部，泉水较多，流量大，主要接受大气降水的补给。从小龙潭泉水的长期观测资料可知，雨后流量迅速出现峰值，干雨季流量变化系数为5.8。区内地下水主要以泉水的形式及小龙潭煤矿露采矿坑排水的形式排泄地下水，其次为人工抽采地下水(城镇集中式深井供水)[3]。

　　盆地位于岩溶地下水排泄区，四周山区为岩溶地下水补给区，补给区面积约为200 km2。盆地内为承压水径流区，盆地边缘及河谷为地下水径流排泄带，构成一个完整的水文地质单元。山区基岩裸露，岩溶发育，峰丛洼地中，落水洞、漏斗发育，易接受大气降水的补给，向盆地径流，在盆地边缘及河谷地带以溢泉的形式形成排泄带，总排泄量达128 900 m3/d。盆地高、低水位区，各构成自己的承压向斜汇流富集带。区内泉水旱雨季流量变化系数为3.5～9，说明岩溶水主要接受大气降雨补给[3]。

　　5 地下水资源利用情况

　　区内处于区域岩溶地下水排泄区，盆地内地表水、地下水资源丰富。盆地内水利化程度较高，农业用水便利。盆地内有Ⅱ3、Ⅱ4两个富水块段。相关区测资料显示，富水块段水资源量分别为11 769 m3/d和82 627 m3/d。小龙潭新集镇集中式饮用水水源在Ⅱ3号(上城)块段中打井取水，新集镇1号机井成井时间是1994年，井深为185 m，地下水埋深为24 m;新集镇2号机电井成井时间是2011年，井深为252 m，地下水埋深为27 m，动水位为56 m，水位降深29 m。两口井各建有一个蓄水池，常年连续供水，共同供给新集镇，设计供水能力为180 m3/d，现供水人口为1 486人，年供水量为6.65万m3。

　　6 工业园区对地下水环境的影响

　　工业园区位于盆地北部，复向斜核部、岩溶地下水补给区，大面积出露个旧组(T2g1)灰岩，地形为岩溶中山，沟谷洼地发育，第四系覆盖层一般小于2 m，山区大部分基岩裸露，地表岩溶发育，地下水位埋深一般在50～100 m，包气带易接受大气降雨下渗补给地下水及污染物下渗扩散，属污染敏感性岩土，包气带岩土饱和渗透系数[k]=1.12×10-4～3.66×10-3 cm/s，平均为1.884×10-3 cm/s，防污染性能差。盆地北部岩溶地块不宜作为污染性建设场地规划。

　　工业园区岩溶地下水总体向南部的盆地径流，排泄区位于盆地北缘南盘江一带，若地下水污染后，主要对项目东部南盘江沿岸的泉水及小龙潭煤矿生活用水供水井产生直接影响。

　　新集镇集中式饮用水水源(机井)的地下水补给区主要是盆地西延～南西延及外围山区，排泄区位于盆地西缘上城一带，高、低水位区之间的水力联系弱，所以工业园区建设对新集镇集中式水源区地下水影响较小甚至无影响。

　　小龙潭煤矿南矿段开采深度在900～1 100 m，坑底标高为970 m，坑下排水量为3 400 m3/d，正常降雨排水量为9 870 m3/d。矿段长期排水造成地下水的补、径、排条件发生一定程度的改变[4]，北部地下水到达盆地后迅速转向中东部，部分通过越流间接对矿坑产生充水。因此，工业园区地下水污染对上城区供水水源地产生影响的可能性变小，但对煤矿生活用水供水井影响较大[5]。

　　7 结语

　　盆地北部大面积分布碳酸盐岩地层，岩溶发育，为小龙潭岩溶断陷盆地地下水的补给区，属污染敏感性地层，包气带岩土防污染性能差，不宜进行具有污染性的项目规划。项目建设对南盘江以西的盆地北部岩溶地下水环境影响大，对北部南盘江泉水及小龙潭煤矿生活取水井的影响大。

　　集镇供水水源的补给区主要位于盆缘西部岩溶山区，北部工业园区建设对供水水源的污染影响较小或无。集镇供水水源地保护区主要在西部岩溶区，区内季节性岩溶冲沟发育。总之，区内地下水环境条件复杂，不宜规划与建设污染性工业园区。

　　参考文献：

　　[1]蒋本昌.云南小龙潭盆地第四系松散层孔隙水疏干勘察实录[J].勘察科技，1995(4)：1-24.

　　[2]周自隆.开远小龙潭褐煤田水文地质特征[J].云南地质，1985(1)：86-96.

　　[3]余雄鹰.小龙潭露天煤矿环境问题及对策[J].云南环境科学，1989(2)：56-59.

　　[4]宋景辉，王建华，候娇龙，等.布沼坝露天矿邓耳排土场泉眼出水处理措施[J].露天采矿技术，2014(9)：22-24.

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