泾川县延风村矿泉水资源开发利用研究.pdf

泾川县延风村矿泉水资源开发利用研究邓永明（甘肃省平?市泾川县自然资源局，甘肃泾川7 4 4 3 0 0）【摘要】文章通过对泾川县延风村一带以往水文地质调查方面的资料进行收集、整理和研究，实地踏勘、取样测试分析，发现该地区第四系黄土孔隙潜水中锶含量达到饮用天然矿泉水界限指标，通过对勘查区矿泉水资源的赋存条件和分布规律的研究，开展专项水文地质、生态环境地质调查，了解矿泉水分布范围及水质情况，基本查明矿泉水分布区地下水的补给、径流与排泄条件，圈定可供开发利用的水源地，确定合理开发利用量，并对其开采技术经济条件和资源、环境保护作出评价，提出合理开发利用方案建议。【关键词】矿泉水资源；勘查；地质；开发利用【中图分类号】F124.5;P641Research on the Development and Utilization of Mineral Water Resources inAbstract:The article collects,organizes,and studies data from previous hydrogeological surveys in the area of Yanfeng vllage,Jingchuan county.Through field surveys,sampling,testing,and analysis,it is found that the strontium content in the pore water of theQuaternary loess in the area meets the limit index for drinking natural mineral water.Through the study of the occurrence conditions anddistribution patterns of mineral water resources in the exploration area,special hydrogeological and ecological environmental geologicalsurveys are carried out,understand the distribution range and water quality of mineral water,basically identify the recharge,runoff,anddischarge conditions of groundwater in the distribution area of mineral water,delineate the water sources available for development andutilization,determine the reasonable development and utilization amount,and evaluate its mining technology and economic conditions,resource and environmental protection,and propose reasonable development and utilization plan suggestions.Key words:mineral water resources;reconnaissance;geology;development and utilization引言随着我国经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高，广大消费者对饮料的需求已从过去仅有的少数品种转变到多样化选择，并且更注重饮料的营养、天然和无污染等。天然矿泉水因含有对人体健康有益的微量元素，不含任何人工合成的化学物质，受到越来越多消费者的青!。通过对泾川县延风村一带以往水文地质调查方面的资料进行收集、整理和研究，实地踏勘、取样测试分析，发现该地区第四系黄土孔隙潜水中锶含量达到饮用天然矿泉水界限指标，具有进一步探寻矿泉水资源的工作前景。泾川县自然资源局进一步分析研究区域矿泉水水量、水质、水温等资料，通过地面调查、物探、钻探、测井等方法，查明天然矿泉水资源的赋存条件和分布规律，圈定可供开发利用的水源地，确定合理开发利用量，并对其开采技术经济条件和资源、环境保护作出评价，提出合理开发利用方案建议。【收稿日期】2 0 2 3-0 1-18【作者简介】邓永明（19 9 0），男，甘肃泾川人，甘肃省平?市泾川县自然资源局地矿助理工程师，从事地质勘查与矿产勘查工作。-53-【文献标识码】AYanfeng Village,Jingchuan County自然地理条件1.1气象水文根据甘肃省气候区划，泾川县属陇东南部冷温带半湿润区，总的特征是夏短而冬长，冬春干旱多风，夏秋阴湿多雨。泾河属黄河流域二级支流泾河流域，泾河干流由西向东贯穿县域全境。据泾川县气象站资料：年平均气温为10.3，极端最高气温为3 2.9，极端最低气温为-2 6；相对湿度为69%；年平均降雨量为5 5 3.4 mm；年平均蒸发量为13 3 9.6 mm，为降雨量的2.4 倍。泾河为泾川县境内最大河流，从勘查区北侧1km处自西向东流过。河为泾河的一级支流，流经勘查区南部。讷河在县境内长18 km，流域面积为10 5 km，多年平均流量为6.4 3 m3/s。泾川县气象要素见图1。【文章编号】10 0 8-115 1(2 0 2 3)0 4-0 0 5 3-0 41(mm)250200150100500123456789101112月份口降雨量口蒸发量图1泾川县气象要素图1.2地形地貌泾川县处于鄂尔多斯构造盆地的西南边缘。鄂尔多斯盆地中生代一新生代均为相对稳定的构造地块，以垂直升降为主，断层和褶皱运动相对较弱，尤其新构造运动，以整体抬升为主。浅部地层总体结构表现为：下白垩系呈近水平产状的碎屑岩为基底，上覆黄土，二者平行不整合接触，接触面近于水平。泾川县地貌属陇东黄土高原，位于六盘山脉关山之东130km。全区地形相对平缓，西高东低，海拔在9 3 0 14 6 2 m之间，最高点在西南部四岭塬，最低点在东南部泾河河道，切割高差15 0 3 0 0 m。总体分为3 种地貌类型：黄土沟壑地貌、黄土残塬地貌、河谷平原地貌。以黄土沟壑地貌为主，占全区总面积7 3.9 1%。勘查区地貌类型以黄土残塬为主及部分河谷平原，分布于柏树塬边至河河谷川地边缘之间，沟谷切割深度约2 0 0 m，沟谷剖面多呈“谷中谷”，支沟发育，沟脑平面形态近于半圆或单椭圆形，坡降15 0%2 5 0%，陡崖、陡坡与缓坡平台相间，多呈阶梯状。1.3土壤与植被泾川县域土壤母质为原生黄土和次生黄土，土地面积中可供各种利用者较多，其中耕地面积6 7.9 2 万亩。全县耕地土壤由五类18 个品种构成。以妒土为主，分布最广，占耕地总面积的5 1.3%，其次为黄绵土，占耕地总面积的3 6.9 8%，淤育土占耕地的9.0 2%，其他占2.4 7%，这些土壤物理化学性状好，适应种植多种农作物，但土壤肥力较差，总趋势是缺氮、少磷、钾够用。耕层土壤有效养分：全氮含量为0.9 4 9 g/kg，有机质含量为12.0 g/kg；碱解含量为7 1.4 mg/g，有效磷为11.9mg/g，速效钾为19 1 g/kg。生态环境良好，现有林业用地为110.8 万亩，全县城乡造林面积达到4.3 万亩。森林覆盖率达到4 7.13%，其中官山林场森林覆盖率已达9 3%，全县水土流失治理程度达到8 2.4%。2勘查区地质、水文地质条件2.1地质条件勘查区在区域地质构造上处鄂尔多斯盆地西南缘，地质构造比较简单，新构造运动以间歇性抬升为主，使得河谷普遍发育II V 级阶地。地层区划属华北地层区鄂尔多斯分区-54-焦坪一华亭小区 2 。其东为伊陕斜坡，西为六盘山断褶带，南为渭北断褶带。根据以往地质资料及本次水文地质资料，勘查区地层自上而下依次为第四系和白垩系地层。2.2水文地质条件黄土孔隙裂隙潜水主要赋存于塬区及塬侧丘陵，黄土潜水埋深总的规律是中心部位水位埋深小、塬边水位埋深大。塬中心部位水位埋深12 3 13 2 m，含水层在塬中心部位最厚，塬中心部位含水层厚度可达2 5 m左右，至塬边、塬侧含水层逐渐减薄。黄土潜水的补给源主要是大气降水垂直渗入补给，潜水面向上凸起，中心水力坡度为3.3%左右。补给及排泄的强度，除受气象因素的控制外，也受地貌的控制。一般塬面宽阔平坦，降水入渗量大，含水层也厚，塬边冲沟切割深，使潜水水力坡度增大，泉流量较大。3矿泉水水源动态特征3.1水质动态特征矿泉水资源赋存于黄土层和白垩系基岩风化壳中，长期受地球化学环境的影响，形成特殊的水质类型、化学组分、水/岩平衡和同位素地球化学特征。经研究得出：勘查区内地下水化学类型主要为HCO3-CaMgNa型水，锶含量为0.5 2 0.8 0 mg/L，达到富锶型矿泉水标准。延风村下降泉水质检测结果见表1。表1延风村下降泉水质检测检测项目pH值溶解性固体含量数值7.868.1水质分类弱碱性3.2水位、水温动态特征对泉点地下水动态监测发现，1月份为地下水的丰水期，比地表水丰水期迟4 至5 个月，9 一12 月份的流量相对较小，泉流量的变化幅度在0.3 5 0.6 8 L/s之间，温度的变化幅度在16.8 之间，在冬季泉水渗出之后变成地表水，地表温度较低，所监测的温度变化幅度也较大，从4 月份开始水温有所上升。3.3矿泉水形成机理矿泉水的形成应具备两个条件：物质来源和储存环境。决定矿泉水中锶含量的因素主要为岩土中锶元素（Sr）的含量。勘查区内存在富含锶元素的离石黄土、泾川组碎屑岩等地层，锶元素含量相对比较富集，是向矿泉水提供锶元素物质来源的主要母岩。勘查区第四系黄土层和白垩系基岩风化壳中潜水主要补给来源为大气降水，沿土层和岩石的孔隙、裂隙中入渗，在沿垂向循环过程中不断溶滤周围黄土层中的锶元素，加之水循环交替较迅速，水一岩互阻作用相对较弱，地下水在沿途中的滞留时间相对较短暂，故形成了锶含量相对较高、矿化度相对较低、水质相对较好的天然饮用矿泉水。总硬度318364mg/L2211220 mg/L淡水微硬水锶含量0.520.80 mg/L富锶型4地下水资源评价从补给来源看，补给量应包括天然径流量和降水入渗补给量，但由于沟的切割，此处天然径流量很小，可以忽略不计，主要补给量确定为降水入渗补给。由于勘查区内黄土潜水补径排条件简单，本次利用试验外推法对允许开采量进行评价。允许开采量确定为含水层厚度的1/2 时，对应的出水量为2 3 5 m/d，年允许开采量为8.5 8 万m3，占降水入渗补给总量的4 0.5 8%，因此计算的允许开采量是可靠的。水源地运行后水源地处地下水水位下降幅度较大，远离水源地地下水水位下降幅度变小，水位下降影响带呈同心圆状分布。并且随着拟建水源地运行时间的延续，地下水位下降影响范围逐渐增大。陇东地区一般地下水的开采量大于补给量 3 ，因此在矿泉水水源开采过程中应适当控制开采量，避免开采量过大造成地下水短缺。由于水源地内人类生产活动较少，该矿泉水水源地的开发不会对该区域生态环境产生大的不良影响。大气降水入渗补给量计算表见表2。表2 大气降水入渗补给量计算表项目面积（km)入渗系数年降水量（mm）入渗量（万m/a）测量值1.915矿泉水水源地保护区的建立与划分5.1水源地自然地理环境勘查区处于鄂尔多斯盆地西南部，属构黄土残塬与梁丘陵地貌单元。地势总体西高东低，区内海拔10 3 0 12 5 0 m，相对高差2 2 0 m。区内沟谷发育，多呈“U”字形，植被覆盖率约3 7%，有小部分基岩裸露，大面积被黄土覆盖。在夏、秋暴雨季节偶尔暴发短暂洪流，局部可见天然泉水溢出，为当地人畜饮用水源。5.2勘查区内主要污染源延风村矿泉水水源地汇水区域内，距离水文地质勘测区50010 0 0 m 内有少量群众住房和牲畜圈零星分布，并且附