凤城镇花岗岩风化裂隙水的赋存及开采意义

凤城镇花岗岩风化裂隙水的赋存及开采意义

邵旭新

邵旭新（辽宁省核工业地质局二四一大队）

摘要：本文通过对凤城市区多年进行水文地质钻进的施工经验，提出转变主含水层观念，充分利用花岗岩风化裂隙水水量充沛、水量稳定、水质良好的特点，为凤城市的工业与民用用水开辟新的供水水源的可能性。

关键词：风化裂隙水花岗岩凤城市区

1概况

凤城镇位于辽宁省东部山区，东南距丹东市57公里；西北距沈阳217公里；处于沈丹铁路和凤上铁路的交汇处。

该区气候为辽东寒温带湿润大陆性季风控制区。多年统计最大降雨量1459.6毫米，平均降雨量1062.8毫米，降雨多集中在7、8、9月份。冬暖夏凉，气候湿润，全年盛行西北风，平均风速2.2米/秒，最大风速31米/秒(台风影响时)。多年平均气温7.7℃，最高气温36.7℃，最低气温-32.7℃。最大冻土深度1.38米，最大积雪厚度33厘米。最早冰冻在十一月中旬；化冻在翌年的四月上旬。该区地势标高(绝对)一般为67.0米左右，最高(绝对)标高为830余米。

该区基底为燕山早期侵入的中粗粒的花岗岩，地貌属低山丘陵区。花岗岩之上覆盖了3.0~5.0米第四系松散层。

2水文地质及城市供水状况

凤城镇附近主要有二龙河、二道河及草河三条河流。二龙河为二道河的支流，河流在市内与二道河汇合，二道河在市区东部汇入草河，成为草河的支流，草河向东南汇入鸭绿江。

二龙河和二道河为季节性河流，枯水期断流，沿岸地下水埋藏浅，第四系含水层薄、面积小，地下水储量少且受季节因素影响较大。凤城市自来水公司现在主要采用草河水源地，日供水量仅能满足用水户日用水量的一半，致使自来水的供需矛盾十分突出。

通过近年来大量的水文地质野外勘察，我们认为该区的花岗岩风化裂隙水可作为该市区新的水资源地。

3花岗岩风化壳的垂直分带

凤城市区面积约13.2平方公里，市内由南北两条河流汇合所形成的冲积盆地。盆地近似一个不规则的三角形，凤城镇座落在盆地内的Ⅰ级阶地上，阶地堆积物具有较稳定的双层结构，表层有0.5~0.7米厚的粉土层，下部为砂卵石层，厚3.0~5.0米，盆地中潜水埋深3.5~5.0米。市区内卵石层下普遍分布着燕山早期(r52)中至粗粒花岗岩，随花岗岩埋深的不同，其风化程度不一。根据花岗岩风化程度，我们对其风化壳进行了垂直分带。将风化岩体划分成带，主要是为了能将其应用在工作实践中，正确判断岩体自上而下的变化规律，合理地设计供水井结构，决策水井的终孔深度。

花岗岩裂隙风化带自上而下划分为强风化带、较强风化带、中等风化带及微风化带。

3.1强风化带：颜色多呈灰白、灰绿、肉红、褐黄色，岩芯主要呈砂土及碎块状，但外观上仍保持原岩结构，除石英外，其余矿物已风化，钻进容易，厚度一般8.0~35.0米。

3.2较强风化带：颜色为褐灰、褐黄等色。风化裂隙发育，岩石结构松驰，岩体呈干砌块状，完整性和联结力差，岩块用手可折断。矿物成分中除石英外，其他矿物已大部分风化，岩块中心部分尚见新鲜原生矿物，干钻不易，泥浆钻进进尺较快，厚度为10~20米。

3.3中等风化带：呈灰黄至灰白色，具有一定的原岩结构。矿物成分部分风化，节理裂隙比较发育，岩芯呈呈碎块、圆片状，锤击声较清脆，厚度10~20米。

3.4微风化带：灰白色，岩石结构清晰，不易见风化裂隙，矿物成分略显风化，岩体节理裂隙多呈闭合状，岩芯呈长柱状，致密坚硬。

4风化裂隙水的赋存及开采意义

在凤城市区，过去相当长的一段时间里，工业、农业及生活用水均靠第四系孔隙潜水及地表河水，一般勘察单位认为，强风化花岗岩含水性能差，区域内的主要含水层为第四纪砂、卵石层。

从1993年我们对外施工服务以来，每年均为地方施工供水井几十眼，通过我们的大量水文地质勘察资料证明：在该区，钻孔穿透强风化带，再打到较强风化至中等风化带，仍可取到较丰富的花岗岩风化裂隙水，强风化带、较强风化带及中等风化带含水性能均良好。

花岗岩风化带的水质属重碳酸钙镁型水，水温一般在8~12℃，总硬度不大于100，PH值为7.0左右，细菌及大肠杆菌总数均满足有关饮用水质标准，可以直接做为生活用水使用，水质良好。

花岗岩风化带中的岩石裂隙水以大气降水补给为主，与第四系孔隙潜水具有同一自由水面。但花岗岩风化裂隙水具有汇水面积大，受季节影响因素小的特点。该部位的地下水在本区如同一天然"水库"，由于本区内年降雨量较大，蒸发量较小，所以致使"水库"内能够得到及时补充，从而有成为本区重要的新供水水源地的可能。

目前，凤城市区内花岗岩风化裂隙水作为资源已基本被开发利用，到2005年底，市内已打井100余眼，年开采(花岗岩风化裂隙水)水量达1.8×108m3，单井涌水量一般480~720m3/d，最大可达1200m3/d。

5结论

凤城市区内的花岗岩风化裂隙水水量充沛，水质良好，补给量大，应该成为凤城市区工业及民用用水的重要水源，有着较大的开采价值。合理对其进行开发利用，完全可以解决了凤城市区内的部分居民吃水难、一些厂矿用水难的问题。

近年来已有一些企业、个人对花岗岩中的基岩裂隙水进行了部分的开采、利用。但由于其未经总体规划，多数无序开采，造成国家水资源的较大浪费。因此我们认为在现今地表水水质污染日益严重，地表水水量日益减少的情况下，有必要由政府统一规划，进行凤城市区花岗岩风化裂隙水的总体水资源评价工作，对宝贵的地下水进行合理的开发、利用，为凤城市的经济发展、居民生活用水提供有力保证。