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甲介山有色金属冶金冶炼工业区水文地质调查论文

发布时间:2023-07-17 15:21:21 文章来源:SCI论文网 我要评论














SCI论文(www.lunwensci.com)

  摘要 :甲介山有色金属冶金冶炼工业区为个旧市大屯镇有 色金属选、冶活动的工业区之一,污染问题严重,为保障用地安 全,为当地进行土壤环境质量调查及新区建设用地规划功能调 整提供基础数据支撑, 需对研究区进行水文地质调查工作。本次 调查通过水文地质调查、水文地质钻探以及水文地质实验等工 作分析了甲介山有色冶金冶炼工业区的水文地质条件,结果表 明 :①甲介山关停搬迁工业企业集中区分为甲介山片区和大屯 新区两个片区 ;②甲介山片区主要含水层为碳酸盐岩裂隙溶洞 水,以大气降水补给为主,沿深部岩溶管道向大屯盆地集中径 流,最终沿盆地边缘由北向南径流于南洞排泄 ;③大屯新区主 要含水层为上第三系孔隙水, 以大气降水补给为主, 在浅部分散 排泄,深部运移途经较远,总体由南东向北西方向径流,在片区 西北侧形成孔隙水富水区块。

  个旧市被列为云南省省级土壤污染综合防治先行区建设试 点,全面探索先行区建设模式, 大屯新区是个旧城市建设发展的 重点区域, 其周边的甲介山片区拟规划为物流工业园区, 但整个 区域的土壤环境质量情况不清楚, 大屯片区有色金属选、冶活动 造成的污染问题将严重制约着城市规划用地安全。为了保障该 区域的用地安全, 降低开发利用的成本, 必须先对大屯新区建设 用地开展全面的土壤环境调查,摸清大屯新区土壤环境质量状 况和主要存在风险,探索建立城市新区建设用地开发利用先期 介入管理模式,为该区域建设用地开发利用功能优化调整提供 依据。其中,水文地质条件与污染物迁移转化密切相关,同时也 是设计土壤采样深度和监测井深度的前提条件,对建立场地概 念模型、风险评价、修复技术筛选及治理工程建设等都具有十分 重要意义。因此,在研究区开展水文地质调查工作,可为土壤环 境质量调查及新区建设用地规划功能调整提供基础数据支撑, 从而有效避免用地风险, 提升新区建设品质。

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  1 研究区概况

  研究区位于云南省红河哈尼族彝族自治州个旧市大屯镇, 地处蒙自盆地西侧大屯有色金属冶金冶炼工业区部分,地势较 平坦,标高 1284m ~ 1323m。北部以缓丘与草坝盆地相隔,东、 南、西三面为中山环绕。研究区属亚热带高原季风气候,干湿季 节分明。年平均气温 14.8℃,年平均降雨量 915mm,其中雨季(5月~ 10 月) 降水量占全年降水量 82%,年蒸发量2301mm,年平 均相对湿度 74%。研究区属南盘江流域,周边无河流经过。雨季 降水形成暂时性的地表径流, 向东北排泄流入大屯海, 再经泸江 河汇入南盘江。

  研究范围为大屯新区和甲介山片区。其中大屯新区位于红 河大道以北, 甲介山片区位于红河大道以南。

  2 基础地质条件

  研究区处于杨子准地台区和华南褶皱系滇东南褶皱带的接 合部位,构造区域上处于南北向延伸的小江—个旧大断裂和北 东向延伸的富源—师宗—建水大断裂交切地带,地震活动频繁, 加之受研究区南部红河大断裂的影响, 经历多次构造变动, 区内 构造复杂,断裂发育,主干构造以北西向、南北向为主。区内褶 皱作用的规模较小, 且因断层切割, 完整的褶皱不存在。

  研究区地处蒙自盆地西侧大屯镇,盆地内地层由覆盖层和 基底组成。覆盖层厚度一般 100m ~ 300m,其中第四系(Q) 厚 度一般 5m ~ 50m, 上第三系(N) 厚度一般 100m ~ 350m, 下第 三系(E) 仅零星分布。基底由个旧组(T2g) 地层组成 ;西侧分布 少量法郎组(T2f) 地层研究区地层。研究区内由新到老分布有第 四系(Q)、上第三系(N)、下第三系(E)、三叠系中统法朗组(T2f)和三叠系中统个旧组(T2g) 地层, 各地层分述如下 : 2.1 第四系(Q)

  第四系(Q) 主要分布于蒙自盆地, 东厚西薄。以松散沉积为 主,岩性为砂质粘土、砂、砾石、砂砾互层等,厚度2m ~ 291m。 盆地中堆积物主要为湖泊、湖沼及河湖相沉积 ;山区以冲积和 残坡积为主 ;盆地边缘以洪积、冲洪积以及坡洪积为主。区内第 四系主要为全新统(Q4) 和上更新统(Q3)。

  全新统(Q4) 分布广泛,成因复杂,主要由湖相、残坡积和 冲洪积物,湖积物分布于盆地低洼区,冲洪积物分布于盆地边 缘,多叠于老洪积物之上,岩性以粘土、砂质粘土夹砾石及含泥 砂砾石等 ;残坡积物主要分布于山区低洼处及山区洼地中,为 红、褐等杂色砂质粘土, 含碎石、铁锰质结构及团块等。

  上更新统(Q3) 可分为上下两段,区内分布下段(Q31)地 层,主要为浅水湖冲积相沉积,岩性为灰、灰黄色砂质粘土、 粘土夹粘土质粉砂,局部见炭质粘土夹钙化层透镜体。厚度约12.74m ~ 44.47m。

  2.2 上第三系(N)

  上第三系(N) 主要分布在蒙自盆地一些古洼地中,岩 性为细砂岩、泥岩、泥灰岩、砂质泥岩、砂砾夹煤层、厚度 357m ~ 864m。工作区内出露泉点较多, 泉点水量 <1L/s, 区内 的机(民) 井,也多以该地层为含水层, 出水量为0L/s ~ 13.89L/s。 区内上第三系(N) 主要为上新统(N2) 和中新统(N1)。

  N2 为湖沼相沉积,以灰白、青灰、灰绿色至褐黑色薄— 中厚 层状砂质泥灰岩和泥灰岩为主,间夹钙质泥岩、泥岩、砂质泥岩 夹砂岩、砂砾石等,成岩差,中、上部夹多层薄层褐煤透镜体, 厚 0m ~ 235m。

  N14 为湖相灰白、粉白、灰黄色薄至中厚层状泥灰岩、局部 夹粉砂质泥灰岩, 厚 100m ~ 250m ;N13 为砖红、暗紫、黄褐、 灰白色粉砂岩、细砂岩、砂质粘土岩夹砾岩透镜体及煤层,厚 257m ~ 389m。

  2.3 下第三系(E)

  下第三系(E)在区内零星分布, 岩性为钙质泥岩、灰质砾岩、 砾岩夹砂质砾岩,厚度 100m ~ 530m,实测下第三系(E) 地层 厚度为 312.57m。该地层富水性中等, 泉点流量 0L/s ~ 10L/s。 2.4 三叠系中统法郎组(T2f)仅少量出露在区内西侧,岩性为硅质岩,中厚—块状致密 灰岩夹页岩。东部未出露地表,上覆巨厚上第三系地层,岩性为薄— 中厚层状粉砂岩、粉砂质页岩, 厚度 109m ~ 970m。 2.5 三叠系中统个旧组(T2g)个旧组(T2g):

  由于断层破坏,分布连续性较差,可分为三段,主要分布在 区内西部、南部及东北部, 各段地层描述如下 :

  个旧组三段(T2g3) 岩性为浅灰、灰白色厚层状粉晶、泥晶灰 岩,夹藻灰岩, 硅质灰岩条带, 厚度 358.56m ~ 880m。

  个旧组二段(T2g2) 岩性为灰、灰白色中—厚层状粉晶、细晶 白云岩, 灰质白云岩, 间夹泥晶灰岩, 白云质灰岩和硅质白云岩, 方解石含量较高, 厚度为 377.4m ~ 668.55m。

  个旧组一段(T2g1) 岩性为浅灰、深灰色中—厚层状泥—粉 晶白云岩,灰质白云岩,下部为肉红色、紫红色厚层细—粗晶白 云岩、灰质白云岩夹白云质灰岩,厚度为 370.6m ~ 498.55m, 在 碧色寨实测个旧组第一段(T2g1) 地层厚度 757.94m。

  3 区域水文地质条件

  3.1 地下水类型及含水岩组划分

  根据水文地质调查及区域地层岩性、岩性组合关系及其水 文地质特征, 将研究区内地下水划分为松散岩类孔隙水、基岩裂 隙水和岩溶水三种类型。

  3.1.1 松散岩类孔隙水

  主要赋存于第四系全新统(Q4)、上更新统(Q31) 砂质粘土和上第三系上新统(N2)、中新统(N14、N13) 泥灰岩、粉砂岩地 层中, 水位埋深约20m ~ 50m。单井涌水量2.6m3/d ~ 91.6m3/d, 单位涌水量 0L/s•m ~ 0.1L/s•m, 富水性弱。

  3.1.2 基岩裂隙水

  仅在区内南部呈细条带状零星分布,赋存于下第三系始新 统(E) 红褐色砂岩风化裂隙中,水位埋深约 0m ~ 50m。裂隙随 深度增加而减弱,渗透性弱,泉流量 0.025L/s ~ 0.521L/s, 富水 性弱。

  3.1.3 岩溶水

  区内岩溶含水层分为覆盖型和裸露型两种。覆盖型主要分 布于蒙自盆地内,平均埋深 150m ~ 550m,上覆第三系(N) 泥 灰岩、粉砂岩及第四系粘土, 为承压水 ;裸露型位于盆地周边山 区,地势相对较高。根据碳酸盐岩与碎屑岩的岩性组合特征,将 工作区碳酸盐岩厚度大于 70% 的划为碳酸盐岩裂隙溶洞水含水 层,碳酸盐岩厚度小于 30% 的划为碎屑岩夹碳酸盐岩裂隙溶洞 水含水层。

  碳酸盐岩裂隙溶洞水赋存于三叠系中统个旧组(T2g) 灰岩、 白云岩地层中,岩溶发育,地下水动态受大气降水控制,枯雨期 流量变幅一般 1 倍~ 30 倍。泉水流量一般 0L/s ~ 6960L/s, 平 均 31.89L/s, 富水性强。

  碎屑岩夹碳酸盐岩裂隙溶洞水赋存于三叠系中统法郎组 (T2f) 页岩、泥岩夹泥质灰岩、瘤状灰岩区域,区内仅西部分布 少量, 含水介质以溶隙—溶孔为主, 泉流量 0.23L/s ~ 3.63L/s, 富水性弱 - 中等。

  3.2 地下水系统划分

  研究区地处南盘江水系与红河水系的分水岭地带,分水岭 位于研究区南部。根据地下水循环运动特点及排泄点所属河流 划分河流补排单元, 属南盘江水系的南洞河单元。南洞河单元地 貌类型复杂多样,由分水岭至排泄区为峰丛洼地—溶丘洼地 (漏 斗) 地貌,不同的地貌及形态组合控制着地下水的补给、径流、 排泄条件。地貌总的趋势是南高北低, 沿两大水系地下水分水岭 的南北两侧,构成地下水补给、径流、排泄区的分布格局,与水 文网发育相适应 。

  3.3 补径排条件

  受蒙自—草坝东山北西向断裂控制,断裂上盘强烈抬升, 为补给区 ;断裂下盘下陷形成断陷盆地。补给区地表径流微 弱,垂直岩溶发育,降雨沿岩溶漏斗、落水洞渗入,地下水埋深 >100m, 由南东向北西径流。径流方式为溶隙流、管洞流。

  排泄区则多分布于盆(谷) 地及河谷两岸,地表水系是地下 水排泄的主要渠道。雨季沿鸣就石洞 - 黑水洞季节性暗河形成季 节性排泄, 大部分地下水沿深部径流至南洞排泄。断陷盆地边缘 的蒙自黑龙潭以暗河常年排泄。至于南部、西南部补给区地下水 主要沿盆地边缘、基底深部径流于南洞排泄, 径流途径复杂。

  4 甲介山片区水文地质条件

  根据岩性差异、含水介质形态及地下水赋存状态,将片区地 下水划分为第四系孔隙水和碳酸盐岩裂隙溶洞水两大类型,具 体如下。

  4.1 第四系孔隙水

  主要赋存于第四系(Q) 粘土层中。根据钻孔资料统计,甲 介山片区第四系孔隙水水位标高为 1284.72m ~ 1343.15m, 平均 水位标高为 1295.74m,水位埋深为 0.5m ~ 6m,平均水位埋深为 2.48m。

  孔隙水以大气降水和地表水补给为主,同时接受西南侧碳 酸盐岩裂隙溶洞水侧向补给。其径流受地形条件控制, 往往作短 途运移,就地分散排泄,多以低洼处的渗水形式出现,最终向大 屯海和长桥海排泄。

  4.2 碳酸盐岩裂隙溶洞水

  赋存于个旧组(T2g) 灰岩中,为甲介山片区主要含水层。 根据钻孔资料统计,个旧组(T2g) 灰岩溶洞裂隙水水位标高为 1281.74m ~ 1318.12m, 平均水位标高为 1294.48m, 水位埋深为 12.5m ~ 31.4m, 平均水位埋深为21.32m。

  主要接受大气降水补给,在片区西南侧基岩裸露区,岩溶 发育,降水多由落水洞、洼地、竖井、漏斗等点状灌入,沿深部 岩溶管道向大屯盆地集中径流,形成深部岩溶水富水区块,在 其上部覆盖层中,又形成一些孔隙水富水区块。由于在北边隔 水边界的阻水,最终沿盆地边缘由北向南径流于南洞排泄,径 流途径复杂。

  5 大屯新区水文地质条件

  根据岩性差异、含水介质形态及地下水赋存状态,将区内地 下水划分为第四系孔隙水、上第三系孔隙水和碳酸盐岩裂隙溶 洞水三大类型, 具体如下。

  5.1 第四系孔隙水

  主要赋存于第四系(Q) 粘土层中。根据钻孔资料统计,大 屯新区第四系孔隙水水位标高为 1279.32m ~ 1295.61m, 平均水 位标高为 1285.84m, 水位埋深为 0.1m ~ 5m, 平均水位埋深为 1.54m。与下层上第三系孔隙水水力联系微弱。

  孔隙水以大气降水和地表水补给为主。其径流受地形条件 控制,往往作短途运移,就地分散排泄,多以低洼处的渗水形式出现, 最终向大屯海和长桥海排泄。

  5.2 上第三系孔隙水

  赋存于上第三系(N) 泥灰岩中,为大屯新区主要含水层。上第三系孔隙水水位标高为 1260.74m ~ 1290.05m, 平均水位标高为 1272.51m, 水位埋深为 9.92m ~ 28.1m, 平均水位埋深为 18.43m。与上层第四系孔隙水水力联系微弱。

  在含水层露头区的大气降水为主要补给源,地层倾伏线以 下为承压区。在浅部受地形条件的控制,往往作短途运移,就地 分散排泄,在深部运移途径较远,具有一定区域性,总体由南东 向北西方向径流, 在片区西北侧形成孔隙水富水区块。

  5.3 碳酸盐岩裂隙溶洞水

  赋存于个旧组(T2g) 灰岩中,属埋藏型岩溶水区,上覆上第 三系(N) 泥灰岩。

  6 结论

  通过对研究区进行深入的水文地质调查, 可以得出以下结论。

  (1) 研究区位于个旧市大屯镇,地处云贵高原南缘、蒙自盆 地西侧, 属南洞河流域大屯盆地水文地质单元, 分为甲介山片区 和大屯新区。

  (2) 甲介山片区的地下水类型为第四系孔隙水和碳酸盐岩 裂隙溶洞水。第四系孔隙水赋存于第四系(Q) 粘土层中,其补 给来源主要以大气降水和地表水补给为主,径流受地形条件控 制,就地分散排泄,多以低洼处的渗水形式出现,最终向大屯海 和长桥海排泄。碳酸盐岩裂隙溶洞水赋存于个旧组(T2g)灰岩 中,为甲介山片区主要含水层, 在片区西南侧基岩裸露区接受大 气降水补给, 沿深部岩溶管道向大屯盆地集中径流, 形成深部岩 溶水富水区块,在其上部覆盖层中,又形成一些孔隙水富水区 块 ;由于在北边隔水边界的阻水,最终沿盆地边缘由北向南径 流于南洞排泄, 径流途径复杂。

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  (3) 大屯新区地下水类型为第四系孔隙水、上第三系孔隙水 和碳酸盐岩裂隙溶洞水。第四系孔隙水赋存于第四系(Q) 粘土 层中,与下层上第三系孔隙水水力联系微弱 ;其补给来源主要 以大气降水和地表水补给为主, 径流受地形条件控制, 就地分散 排泄,多以低洼处的渗水形式出现,最终向大屯海和长桥海排 泄。上第三系孔隙水赋存于上第三系(N) 泥灰岩中,为大屯新 区主要含水层,与上层第四系孔隙水水力联系微弱 ;其含水层 露头区的大气降水为主要补给源, 地层倾伏线以下为承压区, 在 浅部受地形条件的控制,就地分散排泄,在深部运移途径较远, 具有一定区域性, 总体由南东向北西方向径流, 在片区西北侧形 成孔隙水富水区块。碳酸盐岩裂隙溶洞水赋存于个旧组(T2g)灰岩中, 属埋藏型岩溶水区, 上覆上第三系(N) 泥灰岩。


 
 
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