「找水经验」黄土分布地区,如何寻找地下水?

2022-04-08
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我国是世界上黄土最发育的国家之一。在我国的甘肃省东部,黄土的厚度达到200米以上,堪称世界之冠。


这里所说的黄土,包括下更新统淡红土、中更新统老黄土和上更新统黄土。在我国,黄土主要分布在甘肃、陕西、山西、河北、河南、山东以及内蒙和北京等一些省、市、自治区。


黄土以粉土颗粒为主,富含钙质,具有大孔性及垂直裂隙,往往夹有古土壤及钙质结核层。由于黄土以粉土颗粒为主且具有垂直裂隙,所以黄土在垂直方向上渗透的能力很强,地下水水位往往埋藏较深。


在黄土分布地区寻找地下水源,主要有以下九点经验。


1.寻找钙质结核层顶托的上层滞水

老黄土中常常夹有钙质结核层。分布面积比较广、厚度比较大的结核层是相对的隔水层,尤其是结核层上面有致密的古土壤层埋藏的地方,隔水的作用更为显著,在结核层的上面可以保留少量的上层滞水。


这种上层滞水,水位埋藏较浅,但水量有限,随季节变化而变化,一般只能满足几户到十几户人家人畜用水的需要。


如山西省襄汾县邓家山,附近黄土塬梁潜水水位埋深50-170米,而邓家山水井上层滞水水位埋深只有19米,该井可以满足邓家山生产队65日人、18头大牲畜的用水需要。


在寻找这种地下水的时候,可以沿着黄土的沟谷进行观察,如果在钙质结核层上有季节性地下水出露,则那一层上面可能保存有上层滞水。


2.寻找滑坡体的溢出带

黄土分布地区,由于地表水沿沟谷切割、冲刷,往往形成许多大型的滑坡。弧形的滑坡面,由于土体的滑动,错断了原来土层中的垂直裂隙,构成了一个相对的隔水层。滑坡体松散,透水性强,降水渗入滑坡体,沿弧形倾斜的滑坡面集聚到滑坡的前缘,溢出成泉(图86)。

寻找滑坡体的溢出带


这种滑坡前缘溢出的地下水,水量与滑坡的面积大小有关,一般出水量有限,枯水期水量在1立方米/昼夜左右,只能供给几户到几十户人家人畜用水。


如山西省五台县田家岗,老黄土层中有一处滑坡,滑坡体面积0.01平方公里,雨季滑坡前缘出水8立方米昼夜,早季1-2立方米/昼夜。


3,寻找黄土中的孔隙水

在河流切割不深,附近潜水位比较高的情况下,黄土层中赋存有孔隙水;在中更新统老黄土和下更新统淡红土中,除孔隙水以外,还可能有裂隙水存在。这些地下水的水量随补给条件的不同,差别很大。


山西省五台县上西生产队,在二级阶地上更新统黄土中施工一眼大口井,井径3米,井深8米,水位埋深5.7米。井下全部为黄类亚砂土,未见砂层,出水量40立方米/昼夜(图87)。

寻找黄土中的孔隙水


董志塬是甘肃省东部最大的一个黄十塬,面积828平方公里,切割深度200-300米,河沟深嵌于基岩之中,黄土的总厚度约200米。


董志塬塬区的潜水乃是中更新统晚期沉积的亚砂土、古土壤、破石层中的孔隙裂隙水,而以中更新统早期沉积的致密的亚粘土为其底板。潜水受大气降水渗入的补给,就近排向附近沟谷。潜水水位埋深自塬心向周边逐渐加深,一般是25--70米。含水层厚度自塬心向周边逐渐减薄,一般厚10一70米(图88)


「找水经验」黄土分布地区,如何寻找地下水?


在董志塬塬区,适合钻口径较大的管井。已施工的管井,一般井径1.0-15米,井深80-130米,单井出水量300-1000立方米/昼夜。如庆阳县肖金附近的一眼管井,井深92.8米,井径0.95-1.2米,水位埋深28.43米,抽水水位降深30.83米,出水量760立方米/昼夜。


4.寻找黄土塬上的凹地

在渭河和汾河的下游,有高出河面100-300米的黄土高阶地,阶地表面平坦,一般称之为塬。黄土塬上的凹地,潜水水位埋藏比较浅,地下水比较丰富,水量比周围塬面一般大5-10倍以上。


凹地的成因有三种,一是洪积扇前缘的叫地;二是地表水侵蚀的凹地;三是受基底新地质构造运动控制的世地:它们多呈条带状分布,封闭或半封闭,小者长1-2公里,大者10余公里;宽1-3公里。构造型凹地较为宽阔,且多呈定向排列。


这些凹地比附近塬面低10-20米。凹地中的潜水水位埋深一般只有10-20米,富水性较高,水井单位涌水量0.4-19升/秒·米。一般说来,侵蚀凹地和构造凹地中的富水性较好,洪积扇前缘的凹地稍次。具有代表性的不同类型凹地的富水性(见表9)

「找水经验」黄土分布地区,如何寻找地下水?


5寻找下伏洪积砂砾石含水层

在山前地带,黄土下部往往埋藏有更新世以来不同时代的洪积砂砾石层,含水比较丰富,可以作为灌溉水源。


陕西渭河南岸及渭河以北的宝鸡贾村、三原陵前等黄士塬,上部为中上更新统黄士,下部为下更新统洪积砂砾石和粘性土组成的洪积扇裙,前缘常与河湖相砂层交互叠置。洪积砂砾石层顶板理深150-200米,厚20-60米承压水水头埋深40-100米,钻孔单位涌水量01-1.2升/秒·米,其中,洪积扇的中后部富水性较高(图89)。

寻找下伏洪积砂砾石含水层


6.寻找下伏河湖相砂砾石含水层

渭河和汾河下游,黄士高阶地的下部往往埋藏有下更新统河湖相的砂和砂砾石层,含水比较丰富,可以作为灌溉水源。


陕西渭河北岸泾河至千河之间的黄土塬,上部为中上更新统黄土,下部为下更新统河湖相沉积。河湖相砂和砂砾石层顶板埋深120-150米厚30-60米承压水水头埋深50-70米,钻孔单位涌水量一般为05-10升/秒·米(图90)。

寻找下伏河湖相砂砾石含水层


7.寻找下伏湖沼相砂层

在渭河以北的富平、蒲城等地,黄士塬上部中上更新统黄十厚80-100米,下部有下更新统湖沼相淤泥质亚粘土夹薄层透镜状粉细砂层。细砂层埋深约150米承压水水头埋深10-30米,局部可高出地面10米以上钻孔单位涌水最0.02--

0.06升/秒·米(图91)。

寻找下伏湖沼相砂层


8,寻找下伏红土中的裂隙孔隙水

黄土层的下面,往往有第三纪红土的堆积。红土一般厚几米到几十米,以暗红色的粘土为主,断面上常常可以看到黑色的铁锰质薄膜。在一些盆地的边缘,红土中也夹有胶结或松散的砂砾卵石层。


在山区,如果黄士中没有水,也可以考虑寻找下伏红士中的裂隙孔隙水。这种水的水量一般不大,只能作为饮用水源。


如山西省五台县牌楼岩生产队水井,井深16米,水位埋深135米,水下见有02米厚的砂层一层,出水量为1-2立方米/昼夜(图92)。


寻找下伏红土中的裂隙孔隙水


9.寻找下伏基岩中的裂隙水及岩溶水

如果黄土层不含水,在一定的条件下,也可以寻找下伏基岩中的裂隙水和岩溶水。


如山西省五台县老里西生产队水井,位于沟底,井深37米,其中23米以上是下更新统淡红土夹钙质结核层,无水;23-37米是滤沱群千妆岩,含有微弱的裂隙水。该井水位埋深30米,出水量25一4立方米/昼夜。


又如,山西省太原市北郊棋子山下有一民井,井深33.7米,其中0-240米是黄土240--33.7米是奥陶系石灰岩,后者含有丰富的岩溶裂隙水,出水量达1700立方米/昼夜。


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