衡陽盆地紅層的水文地質特征與開發利用價值分析

陳賢

摘要：衡陽盆地的地下水主要為紅層孔隙裂隙水，存儲在丘陵寬谷風化帶之中。本文對紅層水平特征進行了詳細的分析，并且提出了開發利用的具體價值，為衡陽盆地工農業發展提供幫助，對實現經濟良性發展有著非常重要的意義。

關鍵詞：衡陽盆地；水文地質；開發價值

衡陽盆地由內陸湖沉積形成，位于衡東縣、衡山縣、常寧、耒陽、南岳區交接處，距離衡東縣與衡陽縣距離較近，占地面積6000平方公里。盆地人口較多，屬于湖南商品糧生產基地，也是湖南省的建材、冶金、輕紡、機械等工業基地的大型建造區。由于盆地內工業企業數量較多，所以地表水源遭受了一定量的污染，而且大多數礦產企業與供水水源距離過遠，所以對地下水開發問題非常重視。衡陽盆地的紅層水資源為孔隙裂隙水，資源量豐富，具有較大的開采價值，為了有效利用紅層地下水，必須全面了解紅層水文地質特征，制定出有效的開發策略。

一、紅層水文地質特征

（一）地下水類型

衡陽盆地水資源儲存在巖石孔隙之中，地下水類型可以根據巖性與儲存特征分為三類：以細粒巖類組成的泥巖溶孔水，其中包括鈣質泥巖、粉砂巖、泥巖等；以砂礫巖類組成的砂巖層間水，其中包括細砂巖、粗砂巖、砂礫巖等。

（二）富水性地下水

1.風化裂隙溶孔水 風化裂隙溶孔水在泥巖、粉砂巖與溶蝕孔洞中存在，其富水性受風化溶蝕帶發育強度的影響。風化溶蝕帶深度約為110m，局部可達130m，上部為風化裂隙發育帶，帶厚0-45m，下部為溶蝕孔發育帶，帶厚65-95m，其中都存在地下水資源。上部風化裂隙與下部溶蝕孔有直接的關聯，所以可以看作一體的含水層，統稱為風化裂縫溶孔水。根據抽水試驗數據，可以判斷出衡陽盆地紅層地下水為中等-貧瘠富水性。衡東大浦-衡陽市-向陽橋屬于水量中等區，含水巖組為茶山坳段（E2X1），部分區域屬于高嶺段（E2X2），鉆孔用水量維持在600-900m3/d，部分區域維持在150-550m3/d。石塘鋪-茶山坳-東栗木坪屬于貧乏區，含水巖組為高嶺段（E2X2）與白堊系坪組（K2d），巖性為粉砂巖、泥巖等，鉆孔涌水量8.5-76.3m3/d，平均涌水量66.72m3/d，泉流量0.03-0.72L/s，屬于貧乏富水性。

2.砂巖孔裂隙層間水 地下水在砂巖孔隙裂縫中儲存，主要受砂巖層控制，而層間水富水程度與分布狀態取決于裂隙發展程度與砂巖特性。大凹鋪-硫市屬于中等水量區，含水巖組為白堊系坪組（K2d），單井涌水量234.8-561.4m/3d，平均涌水量412m3/d，泉流量為0.146-0.383L/s，平均泉流量0.217L/s。冠市街-鐵絲塘-萱洲-鹽田橋屬于水量貧乏區，含水巖層范圍較廣，巖性以礫巖為主，鉆孔涌水量14.2-98.5m3/d，平均涌水量73.24m3/d，泉流量0.03-0.08L/s。表一為紅層地區地下水富水性等級劃分。

二、紅層地下水開發價值

地下水的開發價值由經濟技術條件決定，地下水開發方案需要根據設計影響因素與經濟因素決定。在衡陽盆地經濟技術條件下，主要以分散開采為主，可以使群眾飲用水得到充足的供給，也可以為工業生產提供資金。

（一）普遍適用

衡陽盆地的地下水資源含量并不屬于高富水區，但是也存在中富水區，而且紅層地質結構復雜，向斜盆地、緊密背斜、單斜谷地等構造十分常見，經過勘探后發現可以提供較為豐富的水資源。在適合的地理位置布井，可以獲得>2m3/d的水量，完全可以滿足小型村寨的需求，而中富水區域完全可以作為小型供水區進行使用。紅層村落在盆地、山谷、谷地中分布，這些地段基本都有較為豐富的紅層地下水，而村落每戶為3-7人，以村鎮生活用水供水規范，每戶僅需0.6m3/d，所以紅層地下水基本滿足農村用水規格。而工廠用水量較大，可以在中富水區附近建廠，通過集中供水方式，滿足工業生產需求。紅層地下水水質良好，而且微生物、污染、感官等指標都可以滿足飲用水要求，一些微咸水、高鐵錳水經過處理后，水質可以滿足要求，通過開發處理后，完全可以應用在衡陽地區的生活與生產之中。

（二）小管井開發

使用小管井作為地下水取水設備，可以提供穩定的供水源。根據水文地質條件與工廠分布情況，可以選擇適合的井深，由于地下水類型不同，使用對應的供水方法，可以有效提高取水成功率。在枯水期紅層地下水并不會發生較大變化，水位降幅維持在2-7m之間，使用鉆井取水與季節變化關聯不大，水源供水穩定，可以解決雨季水質較差、旱季缺水等問題，并且可以利用“五小水利”的現有水池和管道。目前我國的紅層地下水開采技術較為成熟，可以適應衡陽盆地的基礎建設，通過微型鉆機進行施工，設備移動性較強，而且也不會對施工場地提出過多要求。井管使用U-PVC材料，與傳統鋼管相比，耐腐蝕性與耐久性有很大提升，成本也有相應的下降。使用螺桿電泵與相吸泵作為抽水設備，即提高了經濟效益，也可以在任意通電地點使用。取水井維護較為簡便，而且后期管理方便，可以長時間使用，可靠性極強。

（三）增設地下水井

開發工程的經濟指標與開發技術、供水方式、開采井型息息相關，必須結合社會經濟條件，制定出合理的供水方案，才能使成本得到有效控制。目前我國使用的淺井為5000-6000元/口，中深井12000-15000元/口，深井80000-100000元/口，雖然單井造價偏高，但是可以提供良好的解困效益，淺井解困人數為20-30人，中深井50-70人，深井900-1300人。淺井、中深井使用兩相電潛泵，通過單井獨戶、聯戶、分片或者多井集中方式進行供水，開采投資為150-310元/人，平均為200元/人，而取水費用為0.1-0.2元/m3，加上管理費、維護費、成本回收等資金，運營成本為0.6-0.65元/m3。深井使用三相潛水泵，通過聯村進行供水，開采投資為110-150元/人，運行成本0.6-0.65元/m3。以每戶每月消耗10m3地下水為例，月用水支出在7-11元，而紅層農村年均500-2000元/人的收入，并不會因為生活用水帶來額外負擔，所以增設地下水井的經濟價值優異。表二為衡陽盆地部分地區的地下水開采手段與供水方式。

結語：

衡陽地區屬于農業與工業發達地區，而且盆地交通方便，工農業發展快速，對水資源需求較大。衡陽盆地的紅層面積較大，而紅層之中存在大量孔隙裂縫水，在適合的地形地貌與巖性發育地段，可以提供充足的地下水資源。通過合理的開發，紅層地下水將成為居民生活與工業生產的新供水源，加強紅層地下水開發力度，對地方經濟建設有著非常重要的意義。

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