广西扶绥县东门蓄水构造特征与地下水资源开发
(广西地质调查研究院，桂林541001)
广西扶绥县东门蓄水构造是广西广大岩溶地区典型的富水构造区(带)，其特点是地表水匮乏，人畜干旱严重，地下岩溶发育，地下水丰富且浅，易于打井开发利用。通过总结蓄水构造特征和地下水开发利用经验，为本地区及广西其他岩溶地区类似地质水文地质条件的区域地下水开发提供有益借鉴。
关键词:储水结构；地下水；发展；东门
1区域概况
东门蓄水构造位于广西扶绥县西南部东门镇以北的东门-曲多一带。属于构造断块背斜轴部的富水区，呈条带状沿东北方向分布，总面积约30km2。地貌为开阔平缓的溶丘斜坡，地形起伏较大，高差较小，一般为10 ~ 50m，斜坡标高一般为110 ~ 10~50m。是扶绥县主要的蔗糖生产基地之一。区域整体地势南高北低，南部为碎屑岩低山区，是低山区向岩溶平原的过渡带。
该地区位于北回归线以南，属亚热带季风气候区，多年平均日气温21.9℃，年平均降雨量1.000 ~ 1.200mm。每年5-9月多雨，占全年降雨量的74%，7-8月最高，占全年降雨量的36%。年蒸发量为1192 ~ 1704 mm，相对湿度为74% ~ 83%。该地区无地表水系统，降雨量明显小于其他地区，时间分布不均匀。多年来干旱非常严重，严重制约了当地人民生活水平的提高和农业生产的发展。
2蓄水结构的特点
2.1地质构造特征
东门蓄水构造发育在广西著名的凭祥-大理活动深大断裂东门段的一个断块中，沿两条平行的背斜轴发育。它的形成与区域构造活动密切相关，是构造应力集中的结果。构造活动形成的裂隙和裂缝为地下岩溶的发育和地下水的富集提供了良好的条件，属于构造富水。从区域构造特征来看，东门断裂带由四条近平行的北东向断裂和几条与断裂轴向相间分布的褶皱组成。在主断层两侧的断块中，背斜被次级断层破坏，轴部和两翼上的岩层不完整。蓄水构造由出露在两个背斜轴部的上石炭统(C3)和下二叠统(P1m，P1q)的中厚层状灰岩和白云质灰岩组成，其外围由相对隔水的上二叠统(P2c，P2h)和下三叠统(T1)的薄灰岩组成。形成蓄水构造中纯碳酸盐岩岩溶发育强烈，外围不纯碳酸盐岩岩溶发育较弱的格局(图1、图2)。
图1广西扶绥县东门蓄水构造水文地质图
1—碳酸盐岩夹碎屑岩；2-纯碳酸盐岩；3-碎屑岩；4-四元；5-地下河出口；6—泵送溶液井，左上为编号，左下为井深；右上方为目前开采量(万m3/a)，右下方为水位埋深；7 ——下降的泉水，右边有水流；8—东门林场农灌采矿井，左上为以前的编号，左下为孔深；右上是泵的负荷(下放深度)，右下是水位埋深；9—生产井，左上为以前的编号，左下为井深，右上为泵负荷(减深)，右下为水位埋深；10 ——实测和推断的地层界线；11-反向故障；12-地层不整合界面；13-性质不明的故障；14-区域断层；15 ——岩石产状；16-水文地质边界
注:泵负荷单位为m3/h，深度单位为m，流量单位为l/s。
据调查，蓄水构造属于桂西王庄河流域曲多地下河岩溶子流域，形成该流域地下径流强排泄带。其圈定是通过水文地质调查研究、钻孔涌水量和出水点统计、地球物理勘探等资料，结合地质和水文地质条件综合分析确定的。根据1 ∶ 20万区域水文地质调查相关资料，曲多地下河发育在东西向斜轴部附近，流域面积195km2。上游补给区位于巴阳地区，流经山坡和多条运河，排入王庄河，长约13.3km，枯水期出口流量1020L/s。前人推测地下河管道的发育和向斜轴附近长兴组(P2c)下伏的茅口店(P1m)厚灰岩继承了古侵蚀面附近古溶洞的发育(图3)。
图2蓄水构造水文地质剖面图
1-纯碳酸盐岩和地层代码；2-不纯碳酸盐岩和地层的代码；3-故障；4-储水结构边界
图3前人预测的多通道地下河剖面示意图。
1-纯碳酸盐岩和地层代码；2-不纯碳酸盐岩和地层的代码；3-故障；4-地下河及其出水口；5-小水洞
综上所述，可以看出，蓄水构造和多渠地下河的发育受区域地质构造控制，它们的形成是区域构造和地下水运动相互作用的结果。
2.2水文地质特征
根据水文地质调查和物探资料，本区第四系粘土和亚粘土厚度约为10~30m ~ 30m，属弱透水层，含水量低，无供水意义。蓄水构造下伏碳酸盐岩的岩溶发育主要为溶蚀裂隙，与小溶洞形成溶洞和裂隙网络。岩溶发育强烈且相对均匀，含有丰富的岩溶裂隙水。据钻探统计，钻探命中率高，钻遇率达70%以上，线性岩溶率约为4.6%。垂直岩溶主要发育在地下30 ~ 70m，单孔涌水量一般为30 ~ 80m3/h，最大为100 ~ 130m3/h..蓄水构造边界外的不纯碳酸盐岩岩溶发育微弱且不均匀，单孔涌水量一般为65438+100m3/h，如位于蓄水构造西北侧的曲坡屯，其下伏地层为上二叠统(P2)泥质、白云质不纯碳酸盐岩。为解决村屯村民的饮水问题，在村屯周边修建了5个深度为70 ~ 80m的地下水钻孔，除1外，涌水量约为65438+100 m3/h，枯水期该地区地下水埋深一般为15 ~ 30m，水位年变幅一般为8 ~ 15~30m，易于钻探、开采和利用。蓄水构造区主要种植甘蔗、楸树、柑橘等相对耐旱的经济作物，化肥农药的施用对地下水影响不大，对生活或工业污水的排放无影响。地下水各种成分的含量基本上以背景值显示。地下水化学类型属HCO3-Ca型水，矿化度200 ~ 500mg/L，总硬度(以CaCO3计)200 ~ 400mg/L，pH值6.7 ~ 7.8，水温265438±0 ~ 23℃。属于低盐度中性淡水，适合家庭饮用和农业灌溉。
蓄水构造不仅接受区内降雨的入渗补给，还接受北部、西部和南部不纯碳酸盐岩区岩溶地下水的侧向径流补给，在曲多地下河中下游形成汇集径流带。地下水由西南流向东北，最终由地下河下游的主管道从曲多地下河出水口排出至王庄河。地下河出口枯水期流量为1020 L/s，根据调查，朝阳和曲多溢流溶解井分别出露于地下河出口上游约1km和1.5km处。目前都配备了抽水设备，其中曲多溶解井枯水期溢流流量前期测量达到245L/s，1998后在东门糖厂安装了756m3/h和280m3/h的离心泵进行开采。目前开采量已达494.9万m3/a(相当于65.438+0.60L/s)，以上开采均利用其自然溢流，不影响下游出口流量。
3地下水开发项目概况
该地区与广西大部分石灰岩地区一样，人畜饮水十分困难，连片耕地旱情十分严重。干旱缺水已成为该地区农村经济发展的瓶颈，给人们的生产生活带来了极大的不便。导致耕地长期处于低产状态，农民生活水平低下。为摆脱缺水现状，改变单一低效的种植模式，东门林场在1997 ~ 2002年期间，投资约30万元在蓄水构造中打井开发地下水，* * *建设并合并了4口矿机井。单孔涌水量除1井外均为50m3/h，其余三口井均为80m3/h(见采矿井位置)调整种植结构，将原来种植甘蔗的旱地改为楸树、柑桔、柚等水果，每口井灌溉30 ~ 65hm2，采取接管人工淋浴灌溉的方式进行灌溉。经过多年的收益比较，经济效益比甘蔗种植提高了近10倍。
4地下水开发经验总结
综上所述，可以看出这个地区的干旱缺水是非常严重的。除出口附近管道内有两口溢流井出露外，沿途及盆地内无天然地下水露头，地下岩溶发育以网状溶蚀裂隙为主，不具备在该区地下水开发中修建地下水库和直接抽取天然取水点的条件。东门林场蓄水结构开发地下水的尝试已初见成效。其开发利用的经验和经济效益总结如下:
4.1从地下水开采的技术条件来看，蓄水构造区非常适合抽取岩溶地下水解决干旱缺水问题。
东门蓄水工程位于岩溶覆盖的岩溶丘陵坡地。钻探地下水的主要目的层是纯碳酸盐含水岩组。地下岩溶强烈发育，相对均匀，含水量丰富，补给条件好，地下水位埋藏浅，水位和流量动态变化小，钻井命中率高，开采技术条件和成井工艺简单，更适合机械化井开采，获得较大或特定的稳定开采量。通过对东门林场及该地区农村或企事业单位饮用水开采井情况的分析，地下水开采井方案为:设计井深80 ~ 100 m，井距300 ~ 500 m，单井涌水量30 ~ 80 m3/h..林场机井灌溉经验表明，50m3/h机井可灌溉约20 ~ 30 hm ~ 2，80m3/h单井可灌溉约50 ~ 70 hm ~ 2。灌溉可以一周一轮。
根据枯水期径流模数法和可比开采强度法的初步估算，蓄水构造岩溶地下水允许开采量为5.67×106 ~ 8.545438+0×106 m3/a，因此，该地区适宜勘探开发地下水用于灌溉，地下水开采可形成一定规模，将获得良好的社会效益和经济效益。
4.2开发利用地下水解决农业灌溉问题的经济效益十分显著。
根据东门林场多年的总结比较，可以得出以下结论:具备供水条件的果园，如楸树、柑桔、柚等。，第三年试生产后可连续产果10年以上，第四年一般每亩果地支出3976元。从第五年开始，亩产2500公斤以上，扣除。没有水灌溉的旱地果园果树生长缓慢，一般第四年才结果。产量比有水供应的果园至少少500公斤，而且产量不稳定，有明显的年份，有时甚至绝收。原本种在果田的甘蔗，三年每亩投入约1820元，收益约2380元，年每亩纯收入仅约186元。可见，种植水果的经济效益是甘蔗的10倍以上。根据前述，有供水的果园每年每亩至少比没有供水的果园多收500公斤水果。如果纯收益增加按800元计算，50m3/h涌水量的井，灌溉面积500亩的话，年经济增长可达40万元，80m3/h涌水量的井，灌溉面积800亩的话，年经济增长可达64万元。此外，根据扶绥县有关部门在地质条件相似的地区进行农业示范建设取得的经验，如长平乡巴中甘蔗示范园，打井开发地下水进行滴灌，甘蔗产量比周围没有供水的旱地高出1倍以上。可见，即使不改变原有的种植结构，开发地下水用于灌溉的效益也是相当可观的。
综上所述，东门蓄水构造具有地表水稀少，地下水丰富，地下水位较浅的特点，是广西其他岩溶富水区所独有的。适用于开发利用地下水解决干旱问题，投资少，见效快，经济效益显著。该地区东门林场地下水开发利用的尝试是非常成功的，其经验值得借鉴和推广。