地質找水在五蓮縣缺水地區(qū)中的應用

王寧，肖建國，劉福臣

（1.日照市水利移民管理局，山東日照 276826；2.日照市馬陵水庫管理局，山東日照 276826；3.山東水利職業(yè)學院，山東日照 276826）

地質找水在五蓮縣缺水地區(qū)中的應用

王寧1，肖建國2，劉福臣3

（1.日照市水利移民管理局，山東日照 276826；2.日照市馬陵水庫管理局，山東日照 276826；3.山東水利職業(yè)學院，山東日照 276826）

運用地質分析方法，探討了五蓮縣地層巖性、地質構造、巖層產狀等因素對地下水的影響，探索出風化帶含水層、裂隙發(fā)育帶含水層、斷層含水層、巖脈含水層、水平硬層含水層、傾斜（垂直）硬層含水層等6種含水構造，成功打出11眼出水量大的深井，解決了缺水村莊的飲水問題。

五蓮縣；地質找水；含水層；裂隙水

山東省日照市五蓮縣是一個山區(qū)丘陵縣，全縣500多個村莊，有近100個村沒有吃上自來水，群眾飲水非常困難。地下水受地形、地貌、巖性、地質構造的影響，找水定井難度大，以往成井率不到40%，造成了人力物力上的極大浪費。為解決農村自來水問題，日照市政府實施農村飲水安全工程，2013年撥款200萬元，為五蓮縣缺水村莊解決飲水問題。五蓮縣實施的農村飲水安全工程，面對著是基巖裸露、地下水貧乏的山丘區(qū)，筆者采用地質分析直接找水法，歷時1個多月為五蓮縣15個村莊定井15眼，其中11眼成井，無水4眼（其中2眼打井位置偏離勘測井位約50 m），單井最大出水量80 m3/h（王里法家村），最小出水量2 m3/h（街頭大洼村），徹底解決了11個村莊的人畜飲用水問題。按照缺水山區(qū)2 m3/h出水量的成井標準，此次成井率高達80%，在該縣打井歷史上屬首次。

1 地層巖性及地下水類型

1.1地層巖性

五蓮縣發(fā)育有侏羅系、膠南群等地層。侏羅系上統(tǒng)為萊陽組，是一套陸相碎屑巖，有粗粒至細粒長石石英砂巖、類砂質頁巖和粉砂巖；五蓮縣膠南群變質巖主要有黑云鉀長片麻巖、黑云變粒巖、白云鉀長片麻巖，夾石英巖及大理巖透鏡體，遭受中、低級區(qū)域變質作用，混合巖化作用較弱。

1.2 地下水類型

五蓮縣地下水類型主要為基巖裂隙水、第四系孔隙水2種類型。除河流附近第四系厚度較大，孔隙水相對豐富外，農村飲水安全工程打井的15個村莊，都是基巖地區(qū)，區(qū)內地下水主要為風化裂隙水、構造裂隙水、層間裂隙水，由于風化帶厚度及裂隙發(fā)育不均勻，裂隙水連通性差，儲水空間有限，找水定井難度很大，是山東省比較嚴重的缺水區(qū)之一。

2 含水構造地質分析

2.1風化帶含水層

風化帶含水層是以基巖風化帶為蓄水空間，以其下部未風化的不透水巖層為隔水底板而形成的蓄水構造。風化帶的巖石成分、結構和構造等因素對風化裂隙的發(fā)育程度有很大影響。在沉積巖地區(qū)，抗風化能力弱的巖石（如泥巖、頁巖等），風化后成為土狀，也不易形成風化裂隙，含水性差；在花崗巖、變質巖地區(qū)，由單一礦物組成的巖石（如石英巖、正長巖等）抗風化能力強，不易形成風化裂隙，含水性較差；而由多種礦物組成的粗粒結晶結構的巖石（如粗粒花崗巖、花崗片麻巖等）裂隙相對發(fā)育，蓄水空間大，往往是較好的含水層，成井率較高。五蓮縣石場鎮(zhèn)后坪頭，基巖為膠南群花崗片麻巖，出露的巖層巖石風化嚴重，推斷風化層厚度較大，含水條件較好，在補給條件較好的村南布井1眼，井深123 m，出水量5 m3/h，解決了該村飲用水問題。

2.2 裂隙發(fā)育帶含水層

在構造運動強烈地區(qū)，往往遇到巖石破碎的裂隙密集帶，構成裂隙發(fā)育帶含水層，也可以定井。裂隙含水層受裂隙的成因、產狀、數(shù)量、大小、連通以及充填物的影響，裂隙發(fā)育密度越小、連通性越差、產狀水平的剪裂隙，含水性越差；裂隙發(fā)育密度越大、連通性越好、產狀直立的張裂隙，含水性越好。五蓮縣中至鎮(zhèn)兩河村，基巖為膠南群花崗片麻巖，在村東南沖溝內，巖石破碎，張裂隙發(fā)育，加之該處地下水補給條件較好，布井1眼，井深160 m，出水量5 m3/h，徹底解決了該村飲用水問題。

2.3 斷層含水層

斷層含水層是指以斷層破碎帶為蓄水空間，以斷層兩側完整的巖石為相對隔水邊界，并在適宜的補給條件下形成的能夠富集和儲存地下水的斷層構造。五蓮縣的沉積巖地區(qū)，斷層構造不發(fā)育，即使有規(guī)模較小的斷層，因破碎帶中的泥狀物質太多，膠結充填現(xiàn)象較為嚴重，富水程度大大降低，成井率也較低。變質巖、花崗巖地區(qū)，發(fā)育在脆性巖層中的張性斷層，其構造帶一般由角礫巖組成，結構疏松，孔隙發(fā)育，透水性強，含水相對豐富，如果沒有被后期物質充填膠結，則斷層構造往往是較好的含水層。如五蓮縣松柏鄉(xiāng)政府駐地辦公樓后，發(fā)育一北東向斷層，傾向東南，傾角78°左右，圍巖為花崗巖，斷裂帶發(fā)育，巖性破碎，在傾向方向布井1眼，井深130 m，出水量4 m3/h，解決了周圍村莊的吃水問題。

2.4 巖脈含水層

巖脈蓄水構造是以巖脈與圍巖中的裂隙為蓄水空間，呈帶狀分布的蓄水構造。巖脈的巖性是決定巖脈是否含水的主要因素。富含鐵鎂礦物的基性巖脈多為塑性巖石，在構造運動下裂面多閉合，不利于地下水的儲存，井的出水量較低，一般來講成井率較低；富含石英的酸性巖脈（如花崗巖、石英巖）等脆性巖石，在構造運動下裂面多張開，有利于地下水的儲存，是較好的含水構造，在巖脈內定井，成井率一般有把握，出水量很大，基本能滿足村莊飲用水的要求。如五蓮縣街頭鎮(zhèn)大洼村地處五蓮山余脈，基巖為膠南群花崗片麻巖，在該村村北發(fā)現(xiàn)一北西向花崗巖脈，巖脈近似于直立，寬約3 m，延伸較遠，圍巖為膠南群變質巖，在巖脈內定一井位，井深158 m，出水量2 m3/h，基本解決了該村群眾飲水問題。

2.5 沉積巖硬層含水層

五蓮縣的沉積巖地區(qū)，主要地層為侏羅系頁巖、砂巖，厚度大，裂隙發(fā)育差，地下水嚴重匱乏。在這些地區(qū)，軟硬相間地層中的硬層（如砂頁巖中的砂巖、砂礫巖中的礫巖），顆粒較粗，含水性能稍好，是相對較好的含水層。根據(jù)巖層的產狀，分為水平硬層含水層、垂直硬層含水層2種類型。

1）水平硬層含水層。在構造變動不大的沉積巖地區(qū)，夾在頁巖中的砂巖、砂巖中的礫巖，有可能成為較好的含水層，井深打透含水層，井的出水量往往有保證。如五蓮縣于里鎮(zhèn)法家村，地層為侏羅系砂頁巖地區(qū)，地表出露為頁巖，經過地質分析，在埋深40 m左右應為礫巖夾層，推斷為較好的含水層。在該村村東打1眼140 m深井，出水量高達80 m3/h，解決了全村500多人的飲用水和20多公頃農田灌溉問題。

2）傾斜（垂直）硬層含水層。在構造變動較大的沉積巖地區(qū)，原始水平巖層的產狀發(fā)生改變，巖層變?yōu)閮A斜巖層或垂直巖層，在巖石裸露地區(qū)，可見不同巖性的巖層相間分布。如五蓮縣于里鎮(zhèn)大馮家坡村，地層為侏羅系砂頁巖地區(qū)，巖層走向為北西340°，地表可見紫色頁巖出露，其中間有厚度不大的砂巖，在巖層的傾向方向布井1眼，井深140 m，出水量20 m3/h，從根本上解決了該村500多人的飲用水問題。

3 結語

五蓮縣地下水主要為風化裂隙水、構造裂隙水、層間裂隙水，由于裂隙發(fā)育的不均勻性，裂隙水連通性差，應用常規(guī)的電測找水方法往往效果不佳。實踐證明，采用地質找水方法解決了該縣11個村莊的飲用水問題，打井成功率高達80%，效果顯著。

（責任編輯 崔春梅）

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1009-6159（2014）-10-0025-02

2014-02-25

王寧（1968—），女，工程師