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1、灵山岛地下水资源储存特征与利用研究张振克黄海军( 烟台师范学院地理系, 烟台 264025) ( 中国科学院海洋研究所, 青岛 266071)摘要 探讨了灵山岛地下水资源储存特点、时空分布变化规律, 计算出该区地下水资源的储量, 并讨论了水资源利用现状及其合理开发途径. 关键词 灵山岛, 地下水资源, 储水构造, 水资源开发 中图法分类号 P 641灵山岛位于青岛市东南部黄海之中, 面积7166km 2 , 最高海拔51316m , 为我国第三岛. 该区地处温带大陆性季风气候区, 受海洋的调节, 气候的海洋性特征也较明显, 年平 降水量703. 9mm. 岛屿地势南高北低, 南部主峰歪头山海拔
2、51316m , 北端小灵山147m ;山岛呈南北向展布, 南宽北窄, 坡度西缓东陡, 山坡上部重力作用强烈, 坡脚分布厚度不岛上基岩出露面积达5km 2 , 为中生界下白垩统青山组安山岩与砂的残坡积、洪积物.岩, 主要分布在岛屿中部地势较高的低山丘陵区. 灵山岛沿海低地有零散的村庄, 由环公路将其联系起来. 近十几年来随着灵山岛经济的发展, 水资源短缺已成为愈来愈严重 问题, 供水紧张限制着灵山岛经济的稳定发展. 因此, 探讨灵山岛地下水资源储存特征水资源合理开发利用, 对灵山岛经济的持续发展具有重要意义.地下水储存条件的遥感解译1地下水储存条件主要由构造、地貌部位、第四纪堆积层厚度、岩性等
3、因素决定, 这类质地貌因素在经过增强变换处理后的卫星遥感照片 (TM卫片) 上均有清晰的反映. 地水资源在地表的表现为湿度大小及植被覆盖程度的差异, 两者在 TM 卫片上反映相当感, 因此, 遥感技术在地下水资源的调查方面是十分有利的手段之一.1) 地貌在 TM 卫片上灵山岛形似琵琶, 北窄南宽, 山体为单面山, 山脊由若干200 500m 的山峰组成, 大体呈南北走向. 灵山岛西海岩平直, 东海岸弯曲多变, 在沟 涯村附近形成一个小海湾. 岛屿北端有小岛及礁石, 在海域中呈弧形点状展布; 南端呈圆状, 海岸地势险峻. 灵山岛汇水面积较小, 岛上发育许多冲沟, 而无常年河流. 较大的沟有李家村
4、后山冲沟、沙嘴子冲沟等12条, 冲沟沟口多有洪积扇发育, 为该区地下水储 的主要地质体.2) 构造灵山岛断裂构造十分发育, 将灵山岛切割成许多小块岩体, 主要构造呈收稿日期: 1996204211近南北向伸展, 在 N E 向断裂构造作用下错动, 如唐泉哑脖子断层错动. N E 向断裂系大都具有张裂性质, 利于地表水的入渗. 近 N S 向断裂在灵山岛东部前阳山向北至试刀石 附 近, 该断层露头十分明显, 试刀石附近有宽达3m 的断层破碎带, 沿断层向南至沟南涯村西侧, 发育有较大的冲沟. 该断层具有张裂性质 ( 图1). 上述断裂构造所在位置岩体破碎, 裂隙发育, 利于大气降水 入渗, 并能
5、储存一定数量的构造裂隙水.3) 地层与岩性灵山岛分布的地层比较单调, 岛屿 中部地势较高处发育下白垩统青山组安山岩, 分布面积约3km 2 , 岩体破碎, 储水性相对较好. 灵山岛西部、东部 分布下白垩统地层, 岩层厚达210m , 岩性为深灰色薄层中 厚 层 砂 岩 与 砂 质 页 岩、粉 砂 岩 互 层, 分 布 面 积 约2km 2 , 该沉积岩系储水性差.第四纪松散沉积物中的残坡积物在 TM 卫片上较易区分, 主要零散分布在灵山岛海拔30m 以上的山坡上, 厚度一般小于0. 5m , 为灰黄、棕 黄色亚粘土、亚砂土 ( 含碎石). 残坡积物因堆积厚度小,植被稀疏, 储水条件较差. 洪积
6、物主要分布在沙嘴子李 家村打鱼口子一带, 呈狭长带状分布, 内侧大体以宽图1 灵山岛地质构造 (TM 卫片解译)30m 左右的环岛公路为界. 在灵山岛较大山谷的下游, 洪积物也比较发育, 厚度多在1020m左右, 洪积物分布区地下水埋深浅, 植被条件好, 在卫片上有明显反映, 在第四纪松散堆积物的诸类型中, 洪积物分布区地下水储存条件较好.2地下水资源储存特征1) 地下水资源空间分布特征对灵山岛地下水资源储存条件的分析表明, 基岩裂隙水与洪积物孔隙水是该区地下水资源的两种主要类型. 第四纪洪积物分布区储水条件好, 但因分布星散、面积较小, 洪积物本身所储存的地下水资源有限; 灵山岛基岩中储存的
7、构 造裂隙水相对比较丰富, 水井钻孔资料表明裂隙水是该区主要的地下水源. 在全岛统计的18眼水井中, 89% 的水井出水层在基岩中, 只有11% 的水井 ( 上庵村西和毛家沟西南的两 口井) 出水层在洪积物底层. 灵山岛地下水资源空间分布很不均匀, 其中以打鱼口子、城口子、沟南涯村为顶点的三角形范围内地下水资源最为丰富 ( 图1). 按汇水区域可将灵山岛划分出七个汇水小区, 上述三角形范围地下水资源为1217104m 3 , 约占灵山岛地下水资 源的63%. 据中科院海洋所1992年对灵山岛资源的综合调查资料, 计算灵山岛地下水资源n6的公式如下: W R =S i r D i r . 式中W
8、 R 为地下水资源量, S i 为第 i 个汇水小区含水层i= 1面积, D i 为第 i 个汇水小区含水层厚度, 为给水度. 经计算, 全岛地下水资源为 20. 1104m 3. 其区域分布见附表.附表 灵山岛地下水资源分布径流面积(km 2)含水层面积(km 2)含水层厚度(cm )贮水量( 104m 3)汇水小区给水度沟南涯上庵毛家沟 唐泉城子口 沙嘴子李家村 打鱼口子南辛庄大羊皮沟东南端高地 合计0. 840. 560. 901. 330. 770. 402. 867. 660. 350. 280. 450. 600. 380. 201. 003. 261501001001501001
9、001000. 060. 050. 050. 060. 050. 050. 053. 151. 402. 255. 401. 901. 005. 0020. 1灵山岛中部沟南涯、打鱼口子、城口子为顶点的三角形范围内, 地下水资源 相对比较丰富, 与断裂构造有较好的一 致性 ( 图 1). 该 范 围 内 有 灵 山 岛 规 模 较 大、类型较多的断裂构造, 地表沟谷地貌 沿断裂构造方向发育, 沟谷密度较大, 沟 谷控制的径流面积达3. 87km 2. 因断裂 活动, 岩体破碎, 构造裂隙发育, 利于大 气降水的入渗, 故该区成为灵山岛地下 水资源较为丰富的区域.2) 地下水资源的季节变化灵山
10、岛地下水资源主要来自大气降水, 受季风气候的影响, 降水的季节变化明显, 对地下水资源动态变化产生重要影响. 每 年5月下旬开始进入丰水季节, 至10月份 降水量开始下降, 枯水季节通常持续到次年5月中旬. 枯水季节岛上80% 的水井 供水紧张, 影响灵山岛工农渔业生产, 人图2 灵山岛水井年内平均水位与降水量变化a 城子口村; b南辛庄井畜用水也难以充分供应. 从水文地质的角度来看, 灵山岛基岩烈隙透水性良好, 导水性好, 难以调节大气降水的季节性分配, 造成丰水季节地下水位直线上升, 枯水季节水位 剧下降 (图2).3灵山岛水资源利用现状与合理开发途径目前, 灵山岛共有人工开挖水井26眼,
11、 其中两眼水井因水质硬度过高而无法利用,余水井水质除 H g 含量超标外, 各项指标均达国家地面水环境质量的一级标准.打鱼子、城口子、陈家村各建有一个1500m 3 的贮水池, 9个100 300m 3 左右的小型贮水池散灵山岛村庄附近. 随着灵山岛经济的发展, 水资源的供求矛盾不断加剧。1986年灵山岛 需水量为4, 35 万 m 3 , 1990 年总需水量达11182 万 m 3 , 预测到2000 年全岛总需水量将的利用, 难以满足灵山岛经济的发展.要解决灵山岛水资源紧张的局面, 必须采取措施增加水资源的蓄、储水量, 封山育林,实行小流域整治, 搞好水土保持, 涵养水源. 在沟谷较长、
12、汇水面广、水源丰富的冲沟沟底 开挖贮水池, 拦蓄雨季地表水, 增加地下水的入渗量, 目前, 可考虑投资兴建规模较大的贮水池, 在城口子、沟南涯、打鱼口子为顶点的三角形范围内, 有长度较长、控制径流面积较大的冲沟, 该区内村压、人口也较多, 是理想的修筑贮水池的区域. 由于灵山岛地质构造复 杂, 故在裸露的砂岩、页岩分布区可能存在局部储水构造, 在中部的单斜构造区最有希望 发现新的水源地; 沟南涯、沙嘴子、李家村等山麓地带, 孔隙水与裂隙水较为丰富, 在洪积物堆积体的下部开挖水井, 也可能找出新的水源地. 另外, 节约用水, 发展节水型工业与农 业也是灵山岛减轻水资源供求矛盾、保证灵山岛经济持续
13、稳定发展的重要途径.参考文献1 刘忠敏, 李成治, 黄海军等. 应用 TM 卫星影像对灵山岛地质构造及边坡稳定性的调查. 海洋科学,1990 (6) : 35 38作者简介: 张振克, 男, 34岁, 在读博士, 副教授. 已发表的论文有“全新世以来大沽夹河滨海平原的海岸变迁”,“烟台附近海岸风沙地貌的初步研究”等.Study on Stora ge Fea ture s an d U t il iza t ion of Groun dwa terRe source s in L in g shan Islan dZh an g Zh en k e(D ep a r tm en t o f G
14、eo g rap h y, Yan ta i T each e r s U n ive r sity, Yan ta i 264025)H u an g H a iju n( In st itu te o f O ceando gy, C h ine se A cadem y o f Sc ience, Q ingdao 266071)A bsta c tT h e sto rage fea tu re s an d ch an ge s o f t im e2sp ace d ist r ib u t io n o f g ro u n dw a te r re2so u rce s a r
15、e p re sen ted. T h e g ro u n dw a te r sto rage is ca lcu la ted an d th e p re sen t u t iliza t io n an d w ay s o f ra t io n a l exp lo ra t io n o f w a te r re so u rce s in L in g sh an Islan d a re d iscu ssed.Key word sL in g sh an Islan d, g ro u n dw a te r re so u rce, st ru c tu re o f w a te r sto rage, exp lo 2ra t io n o f w a te r re so u rce s(责任编辑刘兆光)
