在山區,河谷沖洪積層中往往埋藏有豐富的地下水。由于這種地下水水量大、埋藏淺、容易開采,所以常常是生活用水和灌溉用水的主要水源。
值得注意的是,并不是所有的山區河谷沖洪積層中都有地下水,事實上,只有具備以下一個基本條件,沖洪積層中才可能埋藏有較豐沛的地下水源。
1.要有不漏水的基底
位置比較高的山區,河床的基底如果是由石灰巖、白云巖組成,往往造成地下水的大量漏失。
如山西省五臺縣陳家莊生產隊的大口井,河床基底是寒武系頁巖,砂卵石層中的潛水水位埋深只有0.7米,水量很大,可以滿定4寸離心泵抽水;而下游500米處,南坡生產隊施工的大口井,河床的基底是漏水的寒武系石灰巖,該并在砂卵石層中開挖8米,尚未見到地下水(圖93)。
2.要有廣大的集水面積
在其它條件相近似的情況下,山區河谷沖洪積層中的地下水量,大體上與它的集水面積成正比。如果集水面積不大,那么河谷沖洪積層中的地下水水量也就有限。
如五臺縣劉家莊生產隊的大口井,位于河床的中心,并徑6-8米,井深13米見基巖,雖然井下全部是砂卵石層,但是由于該井上游集水面積只有9平方公里,地勢又比較陡峻,所以枯水季節該井出水量只有350立方米/晝夜。
了。要有良好的砂卵石層
如果只有不漏水的基底和集水面積,沒有良好的含水層,那么,河谷沖洪積層仍不能構成理想的水源地。
如五臺縣閣家賽生產隊施工的一眼大日典,基底是不漏水的片巖,集水面積5.5平方公里,但是大口井附近是紅土堆積,并下全部是紅土夾塊石,透水性不強。該井直徑4一7米,深15.8米,雖然水位埋深只有1米,但出水量只有85立方米/晝夜。
山區河谷的上游、中游和下游,水文地質條件有很大的差異,尋找和開采地下水的方式也不相同。
1.河谷上游
山區河谷的上游,河谷比較狹窄,河床的縱坡較大,覆蓋層不厚,多由塊石組成,在這種情況下,以施工截潛流和大口井工程比較適合。其中截潛流工程應該布置在覆蓋層不厚、河谷窄狹的地方。
如五臺縣檀家溝生產隊的小型截潛流工程,上游溝長15公里,施工位置覆蓋層厚4米,寬5米,開挖以后,枯水季節出水7立方米/晝夜。
在山區河谷上游施工大口井,則應選擇在河床縱坡比較平緩,覆蓋層較厚的地方,最好是選擇在泉水附近,因為這羊的地方,地下水水位比較高,松散的沖洪積房里儲存有比較多的水最,補給的條件比較好。
如五臺縣外河府生產隊的大口井,附近分布的是片麻巖,溝長2.5公里,集水面積5.5平方公里,雨季附近有小泉水出露。大口井直徑8-10米,深10米,井下有直徑3米的大塊石,水位埋深5米,枯水季節出水400立方米/晝夜,雨季大于2000立方米/晝夜。
2.河谷中游
到了中游,河谷逐漸開闊,河流出現了蛇曲,凸岸的部分,堆積了小面積的階地。在這里,由于砂卵石層較薄并且往往夾有直徑很大的塊石,因此,常常不適合施工管井,同樣以施工大口井和截潛流工程為宜。
我們知道,大口井最好施工在卵礫石之中,因為卵礫石不僅出水量大,而且井壁穩固便于施工;亞砂土和粉砂出水量小,而且往往流動坍塌,給施工帶來很大的困難。
在中游,沖洪積層的巖性有較大的變化,而沖洪積層的巖性,主要決定于沉積環境,決定于水流的急緩,因此,在選擇大口并井位的時候,要十分注意觀察和分析河谷一帶微小的地貌景觀?,F參閱圖94,
結合山西省五臺縣的一些實例,敘述如下。
其中,適宜施工大口井的位置有
(1)間歇泉出露的地點:河床中有間歇泉出露的地段,砂卵石的透水性往往比較好,水位埋藏比較淺。
(2)邊山裂隙水補給的泉水附近,邊山裂隙水補給的泉水附近,地下水的補給條件較好,水位埋藏較淺。
(3)故河床:河谷中,往往有遺留的故河床。故河床一般比較低洼,砂卵石層的透水性好,是開挖大口并比較理想的地點。
(4)河流侵蝕沖刷的陡岸附近,在河流侵蝕沖陡岸的坡腳,往往沉積一些顆粒粗大的砂卵石,透水性能良好
(5)沖洪積層孔隙水補給的泉水附近,在河床比較低洼的地方,往往有沖洪積砂卵石層孔隙水補給的泉水出露。泉水出露的位置,砂卵石層透水性較強,補給條件較好。
不適宜施工大口井的位置有:
(1)基巖山嘴的死角;在山嘴的死角,多沉積有細顆粒的土層,不利于地下水的補給。
如呂家莊生產隊的大口井,井徑2-8米,井深10米,水位埋深9米,不能滿足4時離心泵抽水。
(2)支流洪積扇的頂部;支流洪積扇頂部地勢較高,土層的分選性不好,透水性較差。
如東峪口生產隊1號大口井,并徑2-7米,井深7米,水位埋深63米,平水期出水量260立方米/晝夜,只相當附近主河床中大口井出水量的1/5.
(3)支流洪積扇的下部,支流洪積扇的下部,仍不理想。
如東峪口生產隊2號大口井,井徑7-20米,井深8米,深部卵石及塊石層半膠結,天旱時無水。
(4)支流洪積扇的死角,支流洪積扇的死角,也就是洪積扇的下游一側,由于洪積扇的阻攔,得不到主流的沖刷和沉積,因此,這里的土層分選性不好,常常夾有亞砂士夾層。
如陳家莊生產隊大口井,井徑13米,井深11米,其間夾有近3米厚的亞砂土。天旱時,該井水位埋深8.2米,出水量為350立方米/晝夜。
(5)河流的凸岸,靠近河流的凸岸,洪水期水流比較平緩,沉積物的顆粒較細,透水性較差。
如蘭家莊生產隊大口井,井徑12米,井深4米,其間已開挖流砂2.3米,施工困難,水量不大。
3.河谷下游
山區河谷的下游,河流的縱坡逐漸平緩。河谷也更為開闊,河流沖積層的厚度比較大,一般有10-40米,其間往往夾有厚度較大且分布較穩定的粘性土夾層。這里的沖積層中沒有大的塊石,以施工管井比較適合。
如山西省陽泉市辛興地區勘探結果,桃河冰積層寬300-400米,厚11-34米,主要由砂卵石組成,其間夾有03-3米厚的亞砂土,含水層厚8-18米,滲透系數24-90米/晝夜,鉆孔單位涌水量33-7.1升/秒米(圖95)。