淺層地?zé)豳Y源分析

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 趙彥新（1982.10-），男，大學(xué)本科，河南項(xiàng)城人，助理工程師，任職于河南省水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院 

［摘要］：通過對西平縣地質(zhì)構(gòu)造特征、水文地質(zhì)條件、地下水化學(xué)特征及地溫場的研究，初步了解了該地的地?zé)豳Y源情況，為該地地?zé)崮艿睦^續(xù)研究和開發(fā)提供了科學(xué)依據(jù)。  ［關(guān)鍵詞］地?zé)豳Y源地溫場開發(fā)研究  [abstract]: xiping tectonic characteristics of the hydrogeological conditions, groundwater chemical characteristics and the geothermal field of study, a preliminary understanding of the geothermal resources, and provide a scientific basis for the continued research and development of the land to heat.  [key words] geothermal resources, geothermal field of research and development  中圖分類號：tk1  0引言  地?zé)豳Y源作為一種新型、清潔的可再生能源，是替代傳統(tǒng)燃料解決能源緊缺及環(huán)境污染的重要新能源之一。地?zé)豳Y源的開發(fā)利用日益受到關(guān)注并且在我國資源潛力巨大。有關(guān)專家認(rèn)為，幾十年后地?zé)豳Y源會(huì)發(fā)展成為繼煤炭、石油、天然氣之后重要的替代能源之一。  1、地質(zhì)環(huán)境  1.1、地形地貌  西平縣地勢西南高，東南、東北低，主要以平原為主，崗地零星分布。西南侵蝕低山丘陵最高處海拔高程548.0m。東南最低處海拔高程49.1m，中部平原海拔高程在50-70m之間?？h境內(nèi)水系發(fā)育，河流分別屬于淮河流域上游的洪河水系和汝河水系；洪河橫貫東西，因堆積沿岸地勢較高。  1.2、地層巖性  區(qū)內(nèi)地層較簡單，前第四紀(jì)地層主要分布于西南部侵蝕低山丘陵，出露面積為14.9km2，僅占全區(qū)面積的1.36%，其余大部分地區(qū)出露地層為第四系，主要為第四系中、上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)，面積1082.72km2，占總面積的98.64%。下更新統(tǒng)地層地表未出露，僅鉆孔揭露。  1.2.1前第四紀(jì)地層  區(qū)內(nèi)地表出露前第四紀(jì)地層時(shí)代較老，為太古界（ar）和中元古界（pt2），以中元古界地層為主。上第三系地表未出露，僅見于少數(shù)鉆孔中，而且均未揭穿，厚度不明?，F(xiàn)由老至新為：太古界（ar）中元古界（pt2）新生界上第三系（n）。  1.2.2第四紀(jì)地層  第四紀(jì)地層在測區(qū)發(fā)育較齊全，出露面積為1082.72km2，是本次工作的主要研究對象。自下而上為：下更新統(tǒng)（q1）在本區(qū)地表未出露，鉆孔揭露，除西南部侵蝕低山丘陵外，均有分布。中更新統(tǒng)（q2）出露于崗地。平原埋藏于上更新統(tǒng)或全新統(tǒng)之下，巖性以亞粘土為主，少量粘土和亞砂土。上更新統(tǒng)（q3）出露于沖湖積緩傾斜平原，侵蝕低山丘陵和崗地缺失，其它地區(qū)埋藏在全新統(tǒng)之下。全新統(tǒng)（q4） 區(qū)內(nèi)全新統(tǒng)出露面積為738.5km2，占總面積的67.3%，分布于測區(qū)北部師靈—李莊楊—丁崔一線以北和東南部王閣—張老莊—前寨一線東南，面積為303.3km2。  1.3、巖土體結(jié)構(gòu)  本區(qū)巖、土體結(jié)構(gòu)大體可劃分為2個(gè)類型區(qū)。堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬巖石類型區(qū)，分布于低山丘陵區(qū)，巖性前第四紀(jì)基巖；松散巖類型區(qū)，分布于崗區(qū)和平原區(qū)，巖性主要為第四系粘性土夾砂、砂礫石層，厚度大于100m。  2、水文地質(zhì)條件  2.1地下水類型劃分與富水性  2.1.1、松散巖類孔隙水  將淺層含水層組的富水性分為四級，即：富水區(qū)（單井涌水量1000-3000m3/d）、中等富水區(qū)（單井涌水量500-1000m3/d）、弱富水區(qū)（單井涌水量100-500m3/d）、貧水區(qū)（單井涌水量小于100m3/d）。（見圖1）  將中深層含水層組的富水性分為三級，即：強(qiáng)富水區(qū)（單井涌水量大于3000m3/d）、富水區(qū)（單井涌水量1000-3000m3/d）和弱富水區(qū)（單井涌水量小于1000m3/d），見圖2。    2.1.2、變質(zhì)巖類裂隙水  分布于王林—堰塘灣—張南莊一線以南和李莊—劉青管莊一帶，面積為17.2km2，占總面積的1.6%，裂隙發(fā)育，枯水季節(jié)地下水逕流模數(shù)0.44l/km2s。  2.1.3、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水  分布于酒店鄉(xiāng)西北的九女山、官寨、楊不乃莊一帶，面積為2.5km2，占總面積的0.23%，裂隙、巖溶發(fā)育，枯水季節(jié)地下水逕流模數(shù)0.5-1.0l/km2s。  2.2地下水補(bǔ)、經(jīng)、排條件  2.2.1、淺層地下水的補(bǔ)、經(jīng)、排條件  淺層地下水補(bǔ)給來源主要有大氣降水入滲補(bǔ)給、農(nóng)田灌溉回滲補(bǔ)給和地下水逕流補(bǔ)給。測區(qū)大面積為平原，天然水力坡度與地面坡度相近，地下水逕流也較緩慢。排泄主要有蒸發(fā)、人工開采、河流排泄、逕流排泄。 2.2.2、中深層地下水的補(bǔ)給、逕流和排泄 中深層地下水的補(bǔ)給主要是側(cè)向逕流補(bǔ)給。在縣城及其周圍，由于集中式開采形成降落漏斗。由漏斗邊緣向漏斗中心，水頭梯度逐漸增大，逕流也隨之逐漸增強(qiáng)。排泄方式有人工開采和逕流排泄。由于逕流遲緩，逕流排泄量較小。人工開采主要分布縣城區(qū)及其周圍和師靈崗區(qū)，其它各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）為零星開采。  2.2.3、變質(zhì)巖類裂隙水和碳酸鹽巖類裂隙巖溶水的補(bǔ)給、逕流與排泄 變質(zhì)巖類裂隙水和碳酸鹽巖類裂隙巖溶水接受大氣降水入滲補(bǔ)給，沿裂隙及溶孔（洞）向下游逕流，并以逕流方式排泄。  2.3地下水化學(xué)特征  2.3.1、淺層地下水水化學(xué)特征 測區(qū)淺層地下水劃分為四個(gè)水化學(xué)類型，即hco3-ca型、hco3-camg型、hco3cl-ca型、hco3cl-cana型。 淺層地下水水化學(xué)類型的主要成因及分布規(guī)律與地貌、巖性和人為因素有關(guān)。區(qū)內(nèi)淺層地下水的離子組分，陰離子含量高于陽離子。陰離子的含量多與地貌（或微地貌）和人為因素有關(guān)，陽離子的含量則與地層巖性關(guān)系密切。  hco3-ca型水是地下水最普遍和最基本的類型。  2.3.2、中深層地下水水化學(xué)特征 中深層地下水水化學(xué)較淺層地下水簡單，全區(qū)分hco3-ca型、hco3-cana型和hco3-naca型三種類型。 中深層地下水化學(xué)類型與含水層巖性特征、埋藏條件和開采情況有關(guān)，陰離子含量高于陽離子、陰離子中以重碳酸根為主，陽離子則以鈣、鈉為主。  3、淺層地溫場特征  淺層地能利用深度內(nèi)（一般200m以內(nèi)）地溫的綜合反映，以該深度混合水的溫度來表征。  3.1、恒溫帶的確定  地球內(nèi)熱與太陽幅射熱互相影響達(dá)到平衡的地帶為恒溫帶。恒溫帶的深度和溫度受緯度、高度、巖性、地表水體的分布、植被及小氣候條件等的影響。恒溫帶以上，地下水溫度與埋深關(guān)系不明顯，主要隨季節(jié)和地表環(huán)境溫度變化；而在恒溫帶以下，地下水溫度隨埋深增加而增加。西平縣恒溫帶深度定為27m，恒溫帶溫度16℃。  3.2、地溫增溫率  恒溫帶以下隨著深度的增加而地溫逐漸增高的地帶，稱為增溫帶。其值的大小用地溫梯度（g）表示，即深度每向下增加100m所增高的溫度值。根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)資料，確定西平縣縣地溫梯度為2.5℃/100m。