日照水庫(kù)及周邊區(qū)域綜合地質(zhì)條件分析

葛文海，王集寧，尋知鋒，賀兆成

(1.日照市國(guó)土資源局，山東 日照　276800；2.山東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，山東 濟(jì)南　250100)

日照水庫(kù)及周邊區(qū)域綜合地質(zhì)條件分析

葛文海1，王集寧2，尋知鋒1，賀兆成1

(1.日照市國(guó)土資源局，山東 日照276800；2.山東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，山東 濟(jì)南250100)

日照水庫(kù)是1959年建成的一座大(二)型水庫(kù)，位于日照市東港區(qū)駐地以西16km處的付疃河中游，控制流域面積548km2，是日照城市及國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最重要水源保障。近年來(lái)日照市經(jīng)濟(jì)社會(huì)飛速發(fā)展，特別隨著“山東精品鋼基地”等大項(xiàng)目的開(kāi)工建設(shè)，供水安全形勢(shì)愈發(fā)嚴(yán)峻，如何維護(hù)日照水庫(kù)和保護(hù)這一水源地更是被提到了重要的議事日程。先行研究分析流域地質(zhì)條件，是做好日照水庫(kù)保護(hù)建設(shè)工作的重要基礎(chǔ)。

日照水庫(kù)；地形地貌；水文地質(zhì)；工程地質(zhì)；條件分析

引文格式：葛文海，王集寧，尋知鋒，等.日照水庫(kù)及周邊區(qū)域綜合地質(zhì)條件分析[J].2015，31(1)：46-49.GE Wenhai, WANG Jining, XUN Zhifeng,etc.Analysis on Geological Conditions of Rizhao Reservoir and Its Surrounding Regiona[J].Shandong Land and Resources,2015，31(1)：46-49.

日照水庫(kù)位于日照市城區(qū)以西約15km，基本處于日照市中部，包括五蓮縣的街頭鎮(zhèn)，東港區(qū)的西湖鎮(zhèn)、三莊鎮(zhèn)、陳疃鎮(zhèn)。其中街頭鎮(zhèn)位于付疃河上游，三莊鎮(zhèn)、西湖鎮(zhèn)、陳疃鎮(zhèn)位于庫(kù)區(qū)周邊附近。

1　地形地貌

日照水庫(kù)地處三級(jí)構(gòu)造單元的膠南臺(tái)拱，地貌形態(tài)的形成是由地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、水文、氣象等諸多因素綜合作用的結(jié)果，其現(xiàn)代地貌的基本輪廓取決于大地構(gòu)造的基本特征。按成因類(lèi)型研究區(qū)可劃分為構(gòu)造侵蝕地形和堆積地形兩類(lèi)。其中，構(gòu)造侵蝕地形主要表現(xiàn)為低山、丘陵地貌形態(tài)；堆積地形表現(xiàn)為山間河谷及山前傾斜沖洪積平原地貌形態(tài)(圖1)。

圖1　日照水庫(kù)及周邊區(qū)域地貌略圖

2　地層地質(zhì)構(gòu)造與區(qū)域穩(wěn)定性

2.1地層

日照水庫(kù)地處膠南臺(tái)拱，地層屬魯東地層分區(qū)，其分布規(guī)律明顯受大地構(gòu)造的嚴(yán)格控制，大面積分布新元古代南華紀(jì)榮成序列各類(lèi)片麻巖等。

2.2地質(zhì)構(gòu)造

該區(qū)所處大地構(gòu)造單元為蘇魯造山帶(Ⅰ)膠南-威海隆起區(qū)(Ⅱ)膠南斷隆(Ⅳ)文嵐山凸起，由于受復(fù)背斜、復(fù)向斜的控制，變質(zhì)巖片理方向基本與背斜向斜軸方向一致，以NE—SW向?yàn)橹?。脈巖及大理巖透鏡體方向亦多為NE向。燕山晚期侵入體在區(qū)內(nèi)均有出露，產(chǎn)狀以巖基、巖脈為主。

該區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，僅高閣莊斷裂NE—SW向通過(guò)研究區(qū)，附近區(qū)域較大的斷裂有昌邑-大店深斷裂、郝官莊大斷裂、日照-膠南大斷裂，研究區(qū)基本處于3大斷裂之間的空白區(qū)域[2-3]。

相邸-高閣莊斷裂：南起臨沭境內(nèi)，北至五蓮縣境，長(zhǎng)110km，走向35°～40°，傾向NW，傾角80°，屬第四系不活動(dòng)斷層。

昌邑-大店深斷裂：于研究區(qū)西35km處呈NE向展布，走向近30°，傾向NW，傾角大于60°，西盤(pán)為白堊紀(jì)王氏群砂巖、頁(yè)巖，東盤(pán)為白堊紀(jì)青山群安山巖。

山相家-郝官莊大斷裂：于研究區(qū)東北約20km處呈近NE向展布。自山相家向西經(jīng)郝官莊、五蓮縣城、上卜落崮并入昌邑-大店斷裂，五蓮縣城北走向約為50°～60°，以南30°左右，傾向NW，傾角50°～60°，后郝官莊以西段多次被NW向小斷裂錯(cuò)斷向西北推移。

日照斷裂：于研究區(qū)東約15km處呈NE向展布，多隱伏于第四系之下，產(chǎn)狀不明，兩盤(pán)巖性為變質(zhì)巖與巖漿巖(圖2)。

圖2　區(qū)域地震構(gòu)造圖

2.3區(qū)域穩(wěn)定性

日照水庫(kù)處于沂沭斷裂帶以東，地震動(dòng)峰值加速度為0.10～0.15g，對(duì)應(yīng)地震烈度為VII度，屬穩(wěn)定—較不穩(wěn)定區(qū)域，區(qū)域新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較為強(qiáng)烈，主要表現(xiàn)為斷裂活動(dòng)及地震活動(dòng)。斷裂活動(dòng)與地震活動(dòng)有著密切的聯(lián)系，往往新的斷裂發(fā)生的同時(shí)有地震產(chǎn)生。

該區(qū)西部的沂沭斷裂帶具多期活動(dòng)特征，新斷裂活動(dòng)表現(xiàn)較為強(qiáng)烈，特別在近代有重新復(fù)活的跡象，是我國(guó)東部一條主要的發(fā)震構(gòu)造帶。該斷裂自新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以來(lái)，水平位移占很大的優(yōu)勢(shì)，垂直運(yùn)動(dòng)很活躍，總的趨勢(shì)昌邑-大店與安丘-莒縣兩斷裂間的莒縣-郯城斷凹下沉，兩側(cè)抬升，到1974年3月即反向運(yùn)動(dòng)，即兩側(cè)下沉，中間抬升。研究區(qū)內(nèi)廣大的低山丘陵區(qū)分布有多級(jí)夷平面，標(biāo)高大致在500m，300m，100m左右，主要河流的兩側(cè)或一側(cè)多有一級(jí)內(nèi)疊階地分布，高出現(xiàn)代河床1～5m，這是地殼上升的標(biāo)志；主要河流的中下游河床內(nèi)有厚度不等的第四系現(xiàn)代堆積，河床失去下切作用，則是下降運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)[3-5]。

沂沭斷裂帶自公元前170年至公元1775年共發(fā)生破壞性地震42次，其中最大震級(jí)為1668年郯城-莒縣地震，震級(jí)8.5級(jí)，震中烈度12度，研究區(qū)內(nèi)破壞嚴(yán)重；1795年諸城地震6級(jí)亦對(duì)研究區(qū)產(chǎn)生強(qiáng)烈破壞；據(jù)《山東地區(qū)現(xiàn)代有感地震考察》(地震出版社，魏光興等)自1968年以來(lái)微震活動(dòng)較為頻繁(表1)[5]。

3　水文地質(zhì)條件

3.1地下水賦存條件與分布規(guī)律

日照水庫(kù)地下水的賦存條件主要取決于各類(lèi)含水巖組的空隙、裂隙性質(zhì)及其發(fā)育程度。而不同構(gòu)造、地貌條件下的同一含水巖組的孔隙、裂隙發(fā)育情況又不相同，故反映在富水性上則有強(qiáng)弱之分。

表1　研究區(qū)區(qū)域近代有感地震(Ms≥3.0)統(tǒng)計(jì)

引自《山東地區(qū)現(xiàn)代有感地震考察》(地震出版社，魏光興等)。

松散巖類(lèi)孔隙水主要賦存于松散巖類(lèi)含水砂層的孔隙之中，沖積、沖洪積砂卵石層厚度大、顆粒粗，孔隙率大則富水性較強(qiáng)，如河流下游地段；坡積、殘坡積層砂層不發(fā)育，孔隙水賦存于薄層砂夾層的孔隙水中或姜石、粘土的裂隙中，富水性較差。

基巖裂隙水則賦存于膠東巖群變質(zhì)巖及各類(lèi)巖次火山巖的風(fēng)化裂隙及構(gòu)造裂隙中。各類(lèi)片麻巖、片巖裂隙呈層狀產(chǎn)出，賦存裂隙水；巖漿巖呈塊狀風(fēng)化，形成塊狀裂隙；次火山巖及噴出巖具極不發(fā)育的原生孔洞裂隙及發(fā)育細(xì)少的風(fēng)化裂隙，賦存孔洞裂隙水?？傊鶐r在正常地質(zhì)條件下裂隙都不太發(fā)育，富水性較差，僅在斷裂構(gòu)造發(fā)育帶、脈巖穿插帶、侵入巖體接觸帶或地勢(shì)低洼處裂隙較為發(fā)育，為地下水的賦存創(chuàng)造較好的條件。

3.2地下水類(lèi)型與含水巖組

該區(qū)處于付疃河流域水文地質(zhì)單元，根據(jù)含水層的水理性質(zhì)、巖層組合劃分為松散巖類(lèi)含水巖組、基巖含水巖組；又根據(jù)各含水巖組的孔隙性質(zhì)及其內(nèi)所賦存的地下水特征，劃分為松散巖類(lèi)孔隙水和基巖裂隙水。

3.2.1松散巖類(lèi)孔隙水

沖積砂礫石層中孔隙潛水：僅分布于河流下游地帶。含水層為中粗砂及卵礫石層，由于河流規(guī)模較小，砂層厚度較小，一般小于3m，底部為變質(zhì)巖及巖漿巖構(gòu)成的良好隔水底板，形成潛水，付疃河下游砂層厚度大，顆粒粗，表層粘質(zhì)砂土以下厚2～3m砂質(zhì)粘土、粘土夾半膠結(jié)砂，構(gòu)成下部砂礫石中孔隙水之隔水頂板，局部地段形成淺層微承壓水。地下水位埋深1～2m，水位隨季節(jié)變化明顯，年變幅1～2m，單井涌水量一般500～1000m3/d，付疃河下游地帶可達(dá)到2000～3000m3/d，地下水化學(xué)類(lèi)型為重碳酸鈣型水，礦化度小于0.5g/L，目前已開(kāi)發(fā)形成理想的供水水源地[4]。

3.2.2殘坡積層孔隙潛水

分布于河流上游丘陵、山間谷地及山前坡地，第四系厚度一般小于5m，含水層為薄層砂夾層或姜石層等，且所處位置地形較高，地面坡度較大，地表水及地下水排泄通暢，地下水位隨季節(jié)變化大，一般年變幅2m左右，水位埋深2～3m，富水性弱，單井涌水量基本小于100m3/d，為重碳酸鈣、重碳酸氯化物鈣型水，礦化度小于0.5g/L[6]。

3.3基巖裂隙水

3.3.1層狀巖類(lèi)裂隙水

分布于日照水庫(kù)四周低山丘陵區(qū)，含水層為各類(lèi)片麻巖風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙發(fā)育帶。裂隙呈層狀發(fā)育，發(fā)育程度及發(fā)育深度因構(gòu)造、地形、巖性等不同而異。一般強(qiáng)風(fēng)化帶5m左右，最大風(fēng)化深度15～30m，斷裂影響帶、巖層接觸帶、地形低洼帶風(fēng)化程度較強(qiáng)，深度較大。分水嶺地帶則發(fā)育較差。裂隙發(fā)育均較細(xì)小，且多有充填物，富水性較差，單井涌水量一般小于100m3/d，地下水多為潛水，埋深1～5m，年變幅1～2m，水位、水量隨季節(jié)變化明顯。在巖體接觸帶、脈巖穿插帶、斷裂發(fā)育帶或地形不利地帶常有小型泉水形成，以下降泉居多，該處流量均小于100m3/d，水質(zhì)良好，礦化度小于0.5g/L。

3.3.2塊狀巖類(lèi)裂隙水

含水巖層為閃長(zhǎng)巖類(lèi)、花崗巖類(lèi)及次火山巖的風(fēng)化裂隙及構(gòu)造裂隙帶，主要分布于日照水庫(kù)以南區(qū)域，其余地段零星分布。分布區(qū)地貌類(lèi)型為低山及丘陵地形，地勢(shì)較高，地形高差較大，剝蝕作用嚴(yán)重。巖漿巖結(jié)構(gòu)致密、堅(jiān)硬塊狀，抗風(fēng)化，裂隙不發(fā)育，風(fēng)化裂隙僅發(fā)育在淺部，強(qiáng)風(fēng)化帶一般小于5m，風(fēng)化深度8～15m，故富水性較差，單井涌水量一般小于100m3/d。地下水埋深1～3m，年變幅1～2m，水質(zhì)良好，多為重碳酸或重碳酸氯化物型水，礦化度小于0.5g/L。

3.4地下水補(bǔ)徑排條件

日照水庫(kù)地下水的賦存與分布受地貌及巖性等因素的控制，而地下水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律則反映出與地形基本相吻合的特征。大氣降水為地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源，反映在第四系同基巖的地下水位、水量的變化與全年降水量的分配與變化上有密切關(guān)系，尤其基巖裂隙水較為明顯，含水層以厚度不等的風(fēng)化裂隙帶為主，裂隙發(fā)育極差且細(xì)小，大氣降水后除小部分沿巖石裂隙下滲形成淺層潛水外，絕大部分呈表流排走。由于裂隙發(fā)育極不均勻，加之地形起伏變化較大，裂隙發(fā)育深度各處不同，相互連通較差，地下水位隨地形而變化，呈一斷續(xù)的、高低起伏的不統(tǒng)一的自流水面。彼此之間不是一個(gè)相連的水位，水力聯(lián)系不密切，因此，地下水在裂隙中的運(yùn)動(dòng)方向紊亂，隨地形的坡向及裂隙的發(fā)育方向呈淺層的散流狀態(tài)運(yùn)動(dòng)，在地形的控制下向低洼的溝谷地帶匯集。反映在該區(qū)則為分布于西部、北部和南部低山丘陵區(qū)散流狀態(tài)的基巖裂隙水向中間日照水庫(kù)低洼地帶匯集，然后向付疃河下游排泄[4]。

4　工程地質(zhì)條件

該區(qū)屬魯東丘陵工程地質(zhì)區(qū)，根據(jù)巖石的工程地質(zhì)組合及土質(zhì)的成因類(lèi)型可進(jìn)一步劃分為堅(jiān)硬—半堅(jiān)硬層狀變質(zhì)巖、堅(jiān)硬塊狀侵入巖、山間及山前松軟(散)沖積洪積殘坡積層3個(gè)工程地質(zhì)亞區(qū)。

4.1堅(jiān)硬半堅(jiān)硬層狀變質(zhì)巖工程地質(zhì)亞區(qū)

分布于日照水庫(kù)周?chē)鹆陞^(qū)，主要巖性為各類(lèi)片麻巖、片巖，巖石多為層狀結(jié)構(gòu)，暗色礦物呈定向排列，巖石變質(zhì)程度強(qiáng)，強(qiáng)風(fēng)化帶厚5m左右，半風(fēng)化帶或弱風(fēng)化帶厚度可達(dá)15～30m，巖石風(fēng)化后呈砂狀，新鮮片麻巖抗壓強(qiáng)度較強(qiáng)(表2)，風(fēng)化后力學(xué)強(qiáng)度降低。

表2　變質(zhì)巖力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

4.2堅(jiān)硬塊狀侵入巖工程地質(zhì)亞區(qū)

日照水庫(kù)西北部低山區(qū)及西南部丘陵地帶，巖性由各期侵入的各類(lèi)花崗巖、閃長(zhǎng)巖組成。巖石多為中細(xì)粒或中粗粒結(jié)構(gòu)，全晶質(zhì)塊狀構(gòu)造，巖石致密堅(jiān)硬，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，全風(fēng)化帶厚度小于5m，球狀風(fēng)化，表面呈渾園狀，新鮮完整，不可壓縮，抗壓強(qiáng)度一般大于1000kg/cm2(表3)。

表3　巖漿巖抗壓強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)

4.3山間及山前松軟(散)沖積洪積殘坡積層工程地質(zhì)亞區(qū)

該區(qū)主要分布于山間谷地、河流兩側(cè)及山前地帶。巖性有亞砂土、亞粘土、砂、砂礫石等，殘坡積層厚度一般小于5m，枯水期多為透水的非含水層，沖積、沖洪積層分布于河流兩側(cè)，厚度一般小于10m，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，地下水位埋藏淺，工程地質(zhì)條件較好，其物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表4[4]。

表4　土體物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

5　結(jié)語(yǔ)

(1)日照水庫(kù)區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，僅有屬第四系不活動(dòng)斷層的高閣莊斷裂NE—SW向通過(guò)。

(2)日照水庫(kù)位于膠遼斷塊之東南，壩址區(qū)構(gòu)造主要受日照斷裂控制，屬魯東丘陵工程地質(zhì)區(qū)。庫(kù)岸類(lèi)型基本屬穩(wěn)定型庫(kù)岸，僅庫(kù)區(qū)東南部存在較不穩(wěn)定庫(kù)岸段。

(3)庫(kù)區(qū)處于付疃河中游，接受西湖河、圈河、陳疃東河、陳疃西河等河流及基巖裂隙水補(bǔ)給，庫(kù)底及庫(kù)區(qū)四周巖性為南華紀(jì)各類(lèi)片麻巖，涵養(yǎng)及防滲條件較好?？傮w而言，綜合地質(zhì)條件良好。

[1]張?jiān)銎妫瑥埑苫?，王世進(jìn)，等.山東省地層侵入巖構(gòu)造單元?jiǎng)澐謱?duì)比意見(jiàn)[J].山東國(guó)土資源，2014，30(3)：1-23.

[2]宋明春，王沛成.山東省區(qū)域地質(zhì)[M].濟(jì)南：山東省地圖出版社，2003：764.

[3]張?jiān)銎?，劉明?全國(guó)地層多重劃分對(duì)比研究：山東省地層[M].武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1996：121-128.

[4] 王集寧,張麗霞,張海燕,秦鵬.日照水庫(kù)水環(huán)境影響評(píng)價(jià)與保護(hù)[J].山東國(guó)土資源,2012,28(7):13-15.

[5]王世進(jìn)，王來(lái)明，萬(wàn)渝生，等.魯東地區(qū)侵入巖形成時(shí)代和期次劃分[J].山東國(guó)土資源，2009，25(12)：8-20.

[6]徐軍祥，康鳳新.山東省地下水資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用研究[M].北京：海洋出版社，2001：92-106.

Analysis on Geological Conditions of Rizhao Reservoir and Its Surrounding Regiona

GE Wenhai1, WANG Jining2, XUN Zhifeng1, HE Zhaocheng1

(1. Rizhao Bureau of Land and Resources, Shandong Rizhao 276800, China; 2. Shandong Monitoring Center of Geological Environment, Shandong Jinan 250100, China)

Rizhao reservoir is a large (second grade) reservoir built in 1959. It locates in middle reach of Futuan River which is 16km far from the west of Donggang district in Rizhao city. Its control basin area is 548km2. It is one of the most important water source for ensuring national economic development in Rizhao city. In recent years, accompanying with the rapid development of economy and society, especially accompanying with the construction of "Shandong exquisite steel base" and other large projects, water supply is becoming more serious. How to maintain the water source of Rizhao reservoir has been paid more attention. Research on geological condition is an important foundation for doing protection and construction work of Rizhao reservoir well.

Rizhao reservoir; topography; hydrological geology; engineering geology; condition analysis

2014-01-15；

2014-05-05；編輯：陶衛(wèi)衛(wèi)

葛文海(1978—)，男，山東日照人，工程師，主要從事礦產(chǎn)資源勘查儲(chǔ)量工作；E-mail:rzgtkck@163.com

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