深层气井气测录井资料校正处理及其解释评价.doc

深层水漏斗区开采量组成变化特征与机制张光辉 深层水漏斗区开采量组成变化特征与机制 张光辉 1 , 费宇红 1 , 杨丽芝 2 , 刘中培 1 , 连英立 1 ( 11中国地质科学院水文地质环境地质研究所 , 河北 石家庄 050061; 21山东省地质调查院 , 山东 济南 250013 ) 摘要 : 为阐明强烈开采条件下华北平原深层水的开采水量来源及组成问题 , 以德州地区深层水漏斗分布区为重点 研究区 , 通过基于大量钻孔资料对含水层组及其粘性土夹层或透镜体的分析和野外地下水采样 、动态监测及地面 沉降测量资料等分析 , 采用分层 、分区计算方法对漏斗中心至外围的各分区弹性释水量 、粘性土压密释水量 、侧向 流入和越流补给量进行均衡计算 。结果表明 : 在强烈开采条件下 , 深层水开采量中弹性释水量和压密释水量所占比 率不是常量 , 随着深层水位下降的幅度和深度增大 、超采释压持续时间愈长 、开采层中粘性土夹层或透镜体愈多 , 则区内弹性释水和压密释水的强度及累积地面沉降量愈大 ; 愈靠近漏斗中心 , 弹性和压密释水强度愈大 , 相同降深 下平均单位降深的地面沉降量愈小 。在深层水开采量中粘性土压密释水占 3515 % ～6119 % , 与地面沉降密切相关 。 关键词 : 华北平原 ; 深层水 ; 超采 ; 开采量组成 ; 粘性土压密释水 中图分类号 : P64118 文章编号 : 100126791 ( 2010 ) 03文献标志码 : A 本文 “深层水 ”是指第四纪松散地层中承压含水层组内地下水的简称 。在大规模强烈开采条件下华北 平原深层水呈明显的 “非再生性 ”特征 , 疏干属性的深层水位 (水头 )降落漏斗 (简称“深层水漏斗 ”, 下同 ) 及伴生的地面沉降日趋严重 , 已引起广泛关注 。但在华北平原中 、东部地区 , 例如衡水 、沧州和天津地区的 深层水开采量占当地地下水总开采量的 4717 % ～6318 % [ 1 23 ] , 对当地经济社会发展发挥着重要作用 。徐建新 等从区域水资源系统动力学分析角度 , 认为大气降水 2地表水 2浅层地下水 2深层地下水系统的开放程度和受外 界干扰的程度逐渐减小 [ 4 ] 。刘花台等提出深层地下水的开采主要是消耗其储存量 , 应分 阶段 、分 层位 开 采 [ 5 ] 。金光炎认为深层水组成中的弹性释水量和粘土层压密释水量是无后续性水量 , 浅层向深层的越流补 给量为重复水量 [ 6 ] 。陈宗宇等根据大量同位素资料研究结果 , 得到河北平原承压含水层 1985 ～1995 年平均 更新率为 0109 % , 1990 ～2000年平均更新率为 0112 % , 表明大规模开采激发了侧向补给加强 [ 7 ] 。 Fo ste r和 Kreuze r指出 , 深层水虽然再生性差 , 但仍是可利用的 [ 8 29 ] 。在水资源紧缺地区 , 深层水开发利用是经济社会 发展的重要保障条件 [ 1 , 10 ] 。因此 , 探讨深层水漏斗区开采水量组成的空间变化特征与机制 , 对于正确认识和 合理开发利用深层水具有积极意义 。 本文以德州地区深层水漏斗分布区为重点研究区 , 基于大量钻孔资料和野外采样 、动态监测和地面沉降测 量等资料 , 通过研究漏斗中心至外围的各分区弹性释水量 、粘性土压密释水量 、侧向流入和越流补给量占开采 量比率的空间变化特征 , 揭示随深层水位下降和超采程度加剧背景下开采水量来源及其组成的变化机制 。 1 德州深层水漏斗概况 德州深层水漏斗是华北平原典型深层承压水位降落漏斗 , 它的中心位于陈庄乡张庄一带 , 目前中心水位 的埋深 13416 m。 1965年德州地区深层水规模开采前 , 水位埋深 210 m 左右 。 1970 年在德州城区出现深层水 漏斗 , 至 1980年区内深层水开采量 1 66913万 m3 , 漏斗中心水位埋深 5212 m , 漏斗面积 12117 km2 , 开采层 收稿日期 : 2009 207231 基金项目 : 国家重点基础研 究 发 展 计 划 ( 973 ) 资 助 项 目 ( 2006CB403401 ) ; “十 一 五 ”国 家 科 技 支 撑 计 划 资 助 项 目 ( 2007BAD69B 02 ) 作者简介 : 张光辉 ( 1959 - ) , 男 , 辽宁沈阳人 , 研究员 , 博士生导师 , 主要从事区域水循环演化和水资源可持续利用研究 。 E2m a il: H uan jing@ he info1ne t 位