隴東盆地典型剖面地下水循環(huán)研究.pdf

1、隴東盆地石油資源豐富,是甘肅省主要糧食產(chǎn)區(qū)和重要的能源化工基地,但區(qū)內(nèi)地處半干旱地區(qū),水資源短缺。近年來(lái)隨著礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)速度的加快,對(duì)水資源尤其是地下水資源的需求日益迫切和越來(lái)越大,合理開(kāi)發(fā)水資源已成為一項(xiàng)重要課題擺在人們面前。而全面掌握隴東盆地地下水循環(huán)規(guī)律是合理開(kāi)發(fā)利用地下水的前提和關(guān)鍵。
　　為此,開(kāi)展了隴東盆地地下水循環(huán)研究。按照典型剖面位置選擇原則,選取了具有區(qū)域代表性的兩條剖面,即近馬蓮河剖面(G-G

2、、剖面)和涇河剖面(E-E、剖面),對(duì)剖面上取得的數(shù)據(jù)通過(guò)地下水?dāng)?shù)值模擬技術(shù)和水化學(xué)分析,研究了典型剖面地下水的水動(dòng)力規(guī)律和水化學(xué)特征,得出區(qū)內(nèi)地下水循環(huán)規(guī)律:
　　(1)通過(guò)典型剖面地下水?dāng)?shù)值模擬,確定了剖面上地下水流動(dòng)方向,同時(shí)將水流系統(tǒng)劃分為三個(gè)循環(huán)系統(tǒng):局部循環(huán)系統(tǒng)、中間循環(huán)系統(tǒng)、區(qū)域循環(huán)系統(tǒng)。得出不同水流系統(tǒng)循環(huán)深度及循環(huán)寬度,在近馬蓮河剖面上三個(gè)循環(huán)系統(tǒng)深度依次為90~200、200~700、700~1200m,循環(huán)寬

3、度為6~20、20~50、50~100km。涇河剖面三個(gè)循環(huán)系統(tǒng)深度依次為20~160、160~700、700~1000m,循環(huán)寬度為3~8、8~34、34~70km。
　　(2)對(duì)典型剖面地下水動(dòng)力場(chǎng)進(jìn)行了模擬,根據(jù)流速分布特征,將流速范圍>0.015m/d、0.008~0.015m/d、<0.008m/d分別劃分為強(qiáng)徑流帶、中等徑流帶、弱徑流帶。并對(duì)各徑流帶地下水運(yùn)行更新時(shí)間進(jìn)行計(jì)算,得出強(qiáng)徑流帶更新時(shí)間小于822年,中等徑流

4、帶更新時(shí)間為4109—24657年,弱徑流帶更新時(shí)間大于24657年。
　　(3)分析了近馬蓮河剖面和涇河剖面兩條剖面上水化學(xué)分布特征,利用吉布斯圖分析了涇河剖面環(huán)河組、洛河組地下水水化學(xué)影響因素,結(jié)果表明巖土風(fēng)化—溶濾作用控制了水體水化學(xué)特征;同時(shí)利用地下水水流路徑上地下水中主要離子成分的變化和離子當(dāng)量比值,對(duì)近馬蓮河剖面環(huán)河組、涇河剖面馬蓮河以西洛河組上的水化學(xué)演化進(jìn)行分析,結(jié)果表明陽(yáng)離子交替吸附、溶濾作用、沉淀作用在水化學(xué)演

5、化中占主導(dǎo)地位。
　　(4)對(duì)近馬蓮河剖面環(huán)河組水流路徑上飽和指數(shù)進(jìn)行了計(jì)算,并對(duì)其溶解沉淀能力進(jìn)行了分析,得出方解石、石膏、巖鹽,在反應(yīng)路徑上存在溶解的趨勢(shì)。對(duì)涇河剖面馬蓮河以西洛河組進(jìn)行了質(zhì)量平衡模擬,得出方解石的沉淀,白云石的溶解,陽(yáng)離子交替吸附過(guò)程占主導(dǎo)地位。
　　(5)將剖面礦化度變化與地下水流速場(chǎng)相結(jié)合分析,得出礦化度變化與地下水流速場(chǎng)呈反相關(guān),在流速較快區(qū)域礦化度變化小,在流速較慢地區(qū)礦化度變化大。并將近馬蓮河

6、剖面、涇河剖面上水動(dòng)力場(chǎng)與水化學(xué)場(chǎng)相結(jié)合,最終確定了兩個(gè)剖面上的循環(huán)模式。
　　(6)近馬蓮河剖面上的循環(huán)模式。其強(qiáng)徑流帶分布于合道川,城西川的河道口處,循環(huán)深度不超過(guò)400m,水流速度約為0.019m/d,更新時(shí)間小于822年,礦化度值約為1-3,屬于淡咸水,沿途發(fā)生去白云巖作用,主要分布于動(dòng)力場(chǎng)的局部循環(huán)系統(tǒng)上,更新速率快,徑流途徑短。中等徑流帶位于天池涇河一線(xiàn),循環(huán)深度不超過(guò)1200m,水流速度約為0.012m/d,更新時(shí)間

7、為8767—24657年,礦化度范圍1—5g/L,整體變化為從天池至涇河段,由咸水變?yōu)槲⑾趟?發(fā)生富鈉鹽化與脫碳酸作用,在動(dòng)力場(chǎng)的局部、中間、區(qū)域循環(huán)系統(tǒng)上都有分布,更新速率較慢,徑流途徑長(zhǎng)。弱徑流帶位于北部羅陽(yáng)上莊、天池、南部達(dá)溪河—涇河一線(xiàn),循環(huán)深度不超過(guò)1200m,水流速度約為0.003m/d,更新時(shí)間大于24657年,除達(dá)溪河至涇河處羅漢洞組以及蒲河處洛河組礦化度小于1g/L,其他地區(qū)礦化度值為1—5g/L,由咸水變?yōu)槲⑾趟?發(fā)

8、生去白云巖與脫碳酸作用,在動(dòng)力場(chǎng)的局部、中間、區(qū)域循環(huán)系統(tǒng)上都有分布,更新速率慢,徑流途徑較長(zhǎng)。
　　(7)涇河剖面上的循環(huán)模式。其中等徑流帶分布于淡洪河,蒲河一線(xiàn),左家川至馬蓮河一線(xiàn),循環(huán)深度上不超過(guò)1000m,水流速度約為0.0075m/d,更新時(shí)間4109-24109年,礦化度值多變,淡洪河蒲河流域,礦化度值0—2g/L,局部循環(huán)帶上為淡水,中間、區(qū)域循環(huán)帶上為微咸水沿途發(fā)生了方解石沉淀,脫碳酸作用與溶濾作用。左家川至馬蓮河

9、一線(xiàn),礦化度值范圍為1—10g/L,沿水流路徑由咸水變?yōu)槲⑾趟?沿程主要發(fā)生溶濾作用,與混合作用,主要分布于動(dòng)力場(chǎng)的中間與區(qū)域循環(huán)系統(tǒng)上,更新速率快,徑流途徑長(zhǎng)。弱徑流帶分布于澗溝河至潘楊澗河一線(xiàn),蒲河至馬蓮河一線(xiàn),左家川至馬蓮河一線(xiàn),循環(huán)深度上不超過(guò)1000m,水流速度0.0015m/d,更新時(shí)間大于24109年,澗溝河至潘陽(yáng)澗河處礦化度值1—3g/L,為微咸水,以溶濾作用為主。左家川至馬蓮河一線(xiàn),礦化度值范圍為0—3g/L,沿水流路