內蒙古商都縣西井子鎮貧困缺水地區水文地質條件研究

郝曉雨

河北省地礦局第三地質大隊 河北 張家口 075000

西井子鎮地處商都縣西北部，該鎮有31個行政村，89個自然村。經查閱相關資料后了解到，多少年來，該地區一直處于降雨量偏少狀態，導致基本無可利用的地表水資源。十年九旱靠天吃飯已成為當地農民的生活常態。雖然地下水是西井子鎮最主要的供水水源，但水文地質條件同樣不盡人意，天然補給量較少，淺層地下水基本全部向下游排泄，只有豐水期僅能滿足牲畜飲水。故此，給當地居民的生產生活造成了嚴重的影響和制約。

1 自然地理概況

西井子鎮地域位于中溫帶干旱、半干旱季風氣候區。冬季嚴寒、干燥多風，夏季酷熱短促。降水量少而集中，蒸發和植物蒸騰強烈。日溫差較大，多年平均氣溫3.15℃，日最高氣溫35℃，最低氣溫-35℃，多年平均降水量 288.67mm，平均蒸發量 2155.60mm；降水量多集中在6、7、8、9四個月，占全年降水量的 75-80%；無霜期一般在120天左右。

西井子鎮所在的商都縣北部較大的河流有銅轱轆河，由南向北注入錫林郭勒盟。以南的較大河流有不凍河、三大股河、六臺河和五臺河，其中六臺河及五臺河由南向北、不凍河及三大股河由北向南分別注入察汗淖爾。西井子鎮區域河流極不發育，無自然湖泊、河流，多為降水時形成短暫的洪流排出區外，匯入下游的不凍河、銅轱轆河流水系中。

西井子鎮區域海拔在1498～1778m之間，地形北高南低，相對高差在20～200m。沖溝切割強烈，干溝谷發育，北部形成了Y形分布的分水嶺。地貌主要為平緩狀的低山丘陵地區，平均海拔在1400m以上，地貌特征多為低山丘陵及丘間寬谷，主要形態有：低山、丘陵、山前坡地、波狀高原、丘間寬谷、沖、洪積平原、湖積平原、熔巖殘丘等。

2 區域地質概況

本區出露地層有中新元古界白云鄂博群；中生界侏羅系；新生界新近系，第四系。巖漿活動頻繁，前侏羅系地層普遍經受變質。第四系分布面積較小，新近系成為丘間寬谷和小型盆地的主要物質組成，前侏羅系地層經地殼抬升與巖漿巖共同構成了低山丘陵[1]。

研究區侵入巖較發育，占全區面積近40%，各巖體之間的平面界線多為不規則侵入接觸。以酸性巖為主，中性巖次之。根據巖石空間分布、巖石類型、結構構造、變形特征、相互間侵入關系等，將區內侵入巖按照侵入時代劃為二疊紀、侏羅紀。二疊紀巖體主要分布于工作區中北部，呈北西—南東向分布。

研究區內斷裂較為發育，自呂梁期以來在地臺與地槽間發生的深斷裂（烏蘭哈達—高勿素深斷裂）控制了本區的斷裂活動，主要發育的北西向、近東西向兩組斷裂就是該深斷裂活動時所產生的各種應力所造成的，其斷裂起到了勾通含水層和儲存地下水的作用，在水文地質上意義較大。

3 區域水文地質概況

商都縣位于內陸水系陰山北部高原地下水系統。該地區地表水系不發育，各流域形成了各自獨立的地下水循環交換系統。其中銅轱轆河、察汗淖及烏蘭哈達區域均具有各自較為明顯的匯水區，由于地下水分水嶺與地表分水嶺基本一致，地下水分水嶺基本固定不變，可視為零流量邊界。依據地下水系統劃分原則，沿分水嶺邊界將商都縣北部地區劃分為三個地下水系統及8個子系統[2]。

本研究區包括了烏蘭哈達一個地下水系統和大庫倫、章毛烏蘇、西井子和察汗淖、不凍河五個地下水子系統。這些地下水（子）系統含水層組特征（見表1）。

表1 地下水系統及含水巖組劃分表

摘自：《內蒙古自治區商都縣地下水資源勘查與區劃》成果報告

4 地下水形成的控制因素

本研究區地下水的賦存與分布嚴格受區內地形條件、地層巖性、構造、地貌等因素控制，區內氣候干旱，降水量小，地表水系不發育，又多為間歇性內陸河流，地下水的補給來源主要依靠大氣降水的滲入補給[3]。

在地質構造方面，由于烏蘭哈達—高勿素深大斷裂的繼續活動，形成了南、北各自獨立的構造單元及其各自的水文地質特征。在其南部形成了構造凹陷盆地(商都新臺凹)，沉積了厚達500m以上的新近系湖相砂礫巖、含礫泥巖、泥巖、砂質頁巖等。砂礫巖則構成了區內良好的含水層，泥巖則成為良好的隔水層。在其北部則形成為褶皺低山丘陵區(化德褶皺束)，斷層、節理、裂隙較為發育，易于接受大氣降水的滲入補給，由于降水量少，補給源不足，多為水量微弱和中等的裂隙水含水巖系，僅在斷裂破碎帶處，造成了良好的儲水條件，水量較豐富。

在地形地貌方面，北部丘陵地區地下水主要存在于基巖風化裂隙帶、構造破碎帶中，水力坡度大，徑流條件好，一般為礦化度小于1g/L的重碳酸型水，水量不大，成為區內溝谷與波狀高平原地區地下水的主要補給區。另外由于地形坡度大，雖降水量少，多集中在六至九月，雨后易于形成地表徑流，當流至溝谷平緩處易于滲入地下，補給地下水，因而地表的暫時徑流也是寬谷洼地內潛水及承壓水的補給源之一；在南部小型盆地中，由于地勢較為低洼，地下水除接受大氣降水滲入補給外，尚能接受北部低山丘陵地區潛水徑流的大量補給，形成了較為豐富的潛水與承壓水，并以下降泉形式和地下徑流方式排泄于察汗淖。但由于水力坡度小，徑流緩慢，水位淺，蒸發量大，水質較差[4]。

在巖性方面，北部低山丘陵區多系侵入巖、火山巖及變質巖組成，節理、構造裂隙、構造破碎帶較為發育，裸露地表易于接受大氣降水的直接滲入補給，并且有良好的徑流條件，成為區內潛水與承壓水的主要補給區；在南部為巨厚的砂礫巖，含礫泥巖，泥巖和第四系薄層礫砂，成為良好的含水巖層，泥巖成為良好的隔水層，給潛水、承壓水的形成造成了良好的條件。

5 地下水分布規律及水化學特征

5.1 含水層

5.1.1 松散巖類孔隙潛（承壓）水含水層

商都縣北部，分布于銅轱轆河沖、洪積區域，呈帶狀上覆于新近系上新統地層之上，分布面積39.12km2。由于農業灌溉超采地下水，多為透水不含水層。已處于基本疏干狀態無供水意義。

5.1.2 碎屑巖類裂隙孔隙潛（承壓）水含水層

主要分布在山間寬谷洼地中，上伏于基巖之上，含水層以層狀或透鏡狀分布。含水層厚度不穩定、層數不一，巖性主要由新近系上新統及古近系砂巖、砂礫巖組成。泥質半膠結，透水性較好。單層厚度一般2～15m，頂板埋藏深度19.84m～55.8m，厚度9.54m～82.90m，多為承壓水。水位埋深隨地形而異，一般在5～20.00m。水量大小，受地貌、巖性的控制，一般河谷地帶水量較豐富，單井涌水量100～1000m3/d。在察汗淖地下水系統水質較好，礦化度＜1g/L，屬HCO3—Ca·Mg型或HCO3—Ca·Mg·Na型水。其他地下水系統水質一般[5]。

5.1.3 基巖裂隙水含水層

分布于低山丘陵區，由各期的花崗巖、元古界變質巖、零星分布的侏羅系火山凝灰巖、二疊凝灰質砂巖等組成。由于地勢較高，其主要補給源為大氣降水，在裂隙較發育的巖石中形成基巖裂隙水，經過一定距離運移后，以泉的形式排泄于溝谷中及沿節理裂隙并以地下徑流的方式徑流補給碎屑巖類含水層，是該地區地下水的主要補給區?；鶐r裂隙水礦化度小于1g/L，屬HCO3-Ca·Mg、HCO3-Mg·Ca和HCO3-Ca·Na·Mg型水。民井調查涌水量＜100m3/d，以往資料顯示將該區確定為富水性貧乏區。

5.2 地下水的補給、徑流、排泄條件

西井子鎮區域主要是接受大氣降水入滲補給，通過基巖裂隙以地下徑流的方式補給丘間寬谷區碎屑巖類承壓水含水層；丘間寬谷區分布在低山丘陵之間的寬溝谷中，地表巖性膠結較好，不直接接受大氣降水入滲補給，而接受低山丘陵區的側向徑流補給，通過地下徑流的方式排出區外。

5.2.1 基巖裂隙水

找水區內基巖較發育，主要分布在低山丘陵區，由各期的花崗巖、白云鄂博群變質巖等組成。其節理裂隙較發育，利于地下水的賦存和運動，其主要補給源為大氣降水，當大氣降水入滲至基巖中，在裂隙較發育的巖石中形成基巖裂隙水，并在其中以不規則的紊流方式，進行著運動和循環。經過一定距離和時間的運移后，沿節理裂隙以地下徑流的方式徑流補給碎屑巖類承壓水含水層，是本系統地下水的主要補給區。

5.2.2 碎屑巖類裂隙承壓水

廣泛分布于研究區丘間寬谷中，由新近系泥巖、泥質砂巖、砂礫巖組成，上伏于基巖之上。地層膠結較好，大氣降雨入滲多沿地表流失，含水層徑流緩慢，主要補給來源為基巖區的地下水側向徑流補給，除人工開采外，通過地下徑流排泄于找水區外,是本系統地下水的補給徑流區。

5.3 地下水化學特征

西井子鎮找水區地下水化學特征除受區域地質構造、地層巖性控制外，還受當地地形地貌、氣象條件、地下水的補、徑、排等條件的影響較大。

從低山丘陵地下水徑流方向匯入河谷區，其外圍有低山丘陵，是丘間寬谷內碎屑巖類孔隙裂隙水的補給區；低山丘陵區的基巖裂隙水主要接受大氣降水的滲入補給，它直接接受大氣降水垂直滲入補給，并在其貯存的空間中運移，形成溶濾 — 滲入水。

地下水的化學成分既具大氣降水的成分，又具有在運移過程中由溶濾作用而獲得的巖石成分。找水區內主要為碎屑巖類孔隙裂隙水和基巖裂隙水，且大部分水井中的水質進行了交換混合，水質互補性較強，水質變化區間較大（表2）。

表2 水化學類型采樣分析一覽表

地下水的pH值一般介于7.15～8.24之間，符合生活飲用水標準6.5～9.5標準。地下水總硬度介于185.10～337.70mg/ L之間，屬于微硬水和硬水。地下水礦化度一般為0.35～0.65g/L，均符合生活飲用水標準1.0g/L。

6 有利找水地段的劃分

針對西井子鎮嚴重缺水地區，在根據缺水村莊的分布位置，可劃分出由北向南三個（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）有利找水區域。找水區地貌形態為低山丘陵和丘間寬谷洼地。地下水按賦存特征分為：松散巖類孔隙水、碎屑巖孔隙裂隙水、基巖裂隙水。

7 結束語

在貧困缺水地區找水對改善提高當地農民生活水平具有重要意義，也是地質科技工作者對脫貧攻堅的責任和擔當。研究好當地水文地質條件科學合理地圈定找水靶區事關民生。力求有的放矢找水，避免盲目而造成經濟損失。