1、黑龙江省生态地质调查研究总院 黑龙江哈尔滨 150027;2、黑龙江省省级领军人才梯队地下水文学学科 黑龙江哈尔滨 150027
摘要：铁力市的主要供水水源为深层地下水，本文根据对深层地下水开展的钻探、抽水试验、水质分析等研究，系统分析铁力市深层地下水含水层埋深、厚度、富水性、补径排特征及水质特征。，分别计算区内深层地下水单井允许开采量及区域地下水允许开采量，以便使深层地下水更好地为城市经济建设及人民生活服务，做到合理、有效、科学、可持续性地开发深层地下水资源。
关键词：铁力市；深层地下水；水化学特征；单井涌水量.
铁力市位于黑龙江省小兴安岭南麓，毗邻通河县、依兰县、庆安县。铁力市的主要供水水源为地下水，其中，河谷平原阶地、漫滩区主要开采浅层地下水；而台地区主要供水来源为深层地下水，但目前对深层地下水的研究尚少。因此，本文对铁力市深层地下水水文地质条件进行分析，为新建深层地下水水源地提供理论依据，以便使深层地下水更好地为城市经济建设及人民生活服务，做到合理、有效、科学、可持续性地开发深层地下水资源。
1 自然地理概况
1.1 地形地貌
铁力市地形大体是“八山一水一分田”。主要由山地、平原、丘陵和水面构成。地势东高西低，平均海拔为500米。
1.2 气象
铁力市全年多东南风，冬季严寒干燥，夏季温和多雨。全年一月份最冷，平均气温-23.1℃；七月份最热，平均气温21.4℃；多年平均气温1.4℃。多年平均降水量630mm，6~8月雨量集中。年光照时数2420小时，无霜期128天。
1.3 水文
铁力境内有河流30多条，泡沼203个，统属松花江水系，河流年径流量22.46亿立方米，是省内丰水区。境内有呼兰河、西南岔河、巴兰河三大水系。
2 地质背景
2.1 地层
根据铁力市某村503m勘探井钻探资料，该区500m以浅主要地层由老至新依次为中生界白垩系四方台组、明水组，新生界第三系大安组、泰康组，新生界第四系上更新统冲洪积层。
1）白垩系
包括四方台组和明水组地层。
四方台组：岩性为棕红、紫红色、褐色泥岩，不含水，总厚度约为33m。
明水组：一段岩性以白色砂岩为主，存在灰、红色泥岩互层，该段总厚度为175m；二段岩性为灰、黑灰色泥岩、粉砂质泥岩，该段总厚度为55m。明水组一段为本次深层地下水水文地质条件分析的主要出水层段。
2）第三系
包括大安组和泰康组地层。
大安组：岩性为灰色泥岩，厚度约为125m。
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泰康组：岩性为棕红色、紫红色泥岩夹有薄层灰色泥岩，厚度约为88m。
3）第四系
区内第四系为上更新统冲洪积层。岩性上部为粗砂含少量粉质粘土。下部为砾石和卵石，杂色，为含水层。本次为研究深层地下水水文地质条件对该层地下水进行止水。
2.2 地质构造
根据区域资料，区内主要断裂为北西向呼兰河断裂。
在某村周边进行的音频大地电磁测深工作成果显示，在铁力市南部断裂较发育，三条测线的高阻区内存在等值线不连续的现象，推断其可能为断裂带的反映。另外三条测线局部点位出现低阻区不连续，中阻区向深部延伸且高阻不连续的现象，推断其由断裂所引起。
3 深层地下水水文地质特征
3.1 地下水的形成条件及分布特征
地下水的形成及其分布特征严格受其地形、地貌及含水层岩性等控制。
白垩系砂岩、砂砾岩等，及局部地段较为发育的断裂，为碎屑岩类孔隙裂隙水的形成与赋存提供条件。区内碎屑岩类孔隙裂隙水广泛分布。
本次分析以勘探深度范围内（0~503m）揭露的白垩系明水组孔隙裂隙水含水层为主要研究对象，含水层主要分布范围约为295~470m。
3.2 地下水类型及含水层富水性
依据地下水赋存、埋藏条件和水力特征，区内勘探深度范围内深层地下水类型主要为碎屑岩类孔隙裂隙水。
碎屑岩类孔隙裂隙水含水层主要为新生界白垩系明水组砂岩层。主要岩性为粗砂岩和粉砂岩，含水层厚度较大，约为175m，顶板埋深约为295m。
对水井进行洗井后进行了地下水静止水位观测工作，经观测，地下水静止水位埋深约为0.94m，地下水类型为承压水。
静止水位观测工作结束后进行了三次降深抽水试验，抽水试验控制降深分别为47.60m、89.52m和133.25m。根据抽水试验流量与降深选用承压完整井稳定流公式计算含水层水文地质参数，经计算，含水层渗透系数约为0.0905m/d，导水系数为4.75m2/d。
根据水井成井结构及抽水出水量，推测在井径为Φ177.8mm时，10m降深时，含水层单井涌水量小于100m3/d，水量相对贫乏。
3.3 地下水补、径、排特征
碎屑岩类孔隙裂隙水含水层上部覆盖较厚泥岩，分布稳定，几乎无上部含水层越流补给。因此，碎屑岩类孔隙裂隙水含水层以侧向径流补给与侧向径流排泄为主，同时存在人工排泄。
3.4地下水化学特征
碎屑岩类孔隙裂隙水含水层埋深较大，其上部存在稳定隔水顶板，因此，地下水水质不易受到人类活动影响，水质相对较好。
根据深层地下水水质分析检测结果，地下中阴离子以HCO3-为主，阳离子以Na+为主，其次为Ca2+。根据舒卡列夫法对地下水化学类型进行分析，水化学类型为HCO3-Na型水。
深层地下水pH为8.16，为弱碱性水；矿化度为450mg/L，为淡水；硬度（以CaCO3计）为18.7mg/L，为极软水。
4 深层地下水允许开采量评价
4.1 单井允许开采量
根据勘探井抽水试验结果，分析其降深与流量关系曲线类型，经分析，降深-流量关系曲线类型为直线型，结合供水井成井结构，单井最大允许降深取值200m，此时计算可得单井允许开采量为758.73m3/d。
4.2 区域地下水允许开采量
分别采用开采系数法与平均布井法进行区域地下水允许开采量计算，经计算，以勘探井为中心，当计算面积为18.81km2时，区内地下水允许开采量为0.63×104m3/d，即229.95×104m3/a。
5 结论
铁力市勘探深度范围内（0~503m）深层地下水含水层主要为白垩系明水组一段孔隙裂隙水含水层。含水层主要岩性为粗砂岩和粉砂岩，顶板埋深约为295m，厚度约为175m。
含水层水质较好，单井允许开采量为758.73m3/d。
参考文献:
[1] 黑龙江省地质矿产局. 黑龙江省区域地质志[M]. 北京：地质出版社, 1993.10.
[2] 铁力市城镇居民饮用水新水源地地下水评价报告. 地矿双城勘察院, 未出版.
[3] 刘海林.铁力市城区及近郊区地下水资源评价报告.黑龙江科技信息.2013.
作者简介：李永利（1982-），男 ，山东济宁人，硕士，现黑龙江省生态地质调查研究总院高级工程师，省级领军人才梯队地下水文学学科后备带头人，长期从事水工环、地热勘察工作
论文作者:李永利1.2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/1
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