南阳地区水文地质特征研究-毕业论文

南阳师范学院20XX届毕业生毕业论文（设计）题 目：南阳地区水文地质特征研究完 成 人： 班 级： 学 制： 专 业：地理科学指导教师： 完成日期： 目 录摘要（1）0引言（1）1水资源概况（2）1.1总概况（2）1.1.1地下水资源量（3）1.1.2地下水分类（3）1.1.3地表水资源量（6）1.2水质（6）1.2.1水化学特征（6）1.2.2地下水水质评价（6）1.2.3水功能区水质评价（7）1.2.4 河流水质评价（7）2影响地下水分布的因素（8）2.1降水量与蒸发量（8）2.2水文地质概况（8）2.2.1东部平原含水组（8）2.2.2西部垄岗含水层（9）3地下水开发利用现状及存在的问题（9）3.1地下水开采现状（9）3.2地下水开采存在的问题（10）3.2.1地下水严重开采（10）3.2.2水资源浪费严重（10）3.2.3地表水污染地下水（10）3.2.4水资源缺乏统一规划，开采井布局和水资源管理的不合理（10）4地下水资源开发利用的对策（11）5结论（11）参考文献（12）Abstract（12）南阳地区水文地质特征研究 摘要：研究南阳地区水文地质特征有重要的理论和实践意义。本文通过系统分析南阳地区地下水的分布、含水层再结合前人大量地质和科研工作的多项成果资料，探究了南阳地区地下水富集规律，得出了南阳地区水资源总特征、地下水类型、水质状况以及影响地下水分布的因素。根据目前地下水开采利用的现状和存在问题，提出了相关的对策。关键词：水文地质特征；地下水类型；分布；南阳0 引言南阳盆地位于秦岭以南，气候分布带上属于温带大陆性季风气候向亚热带过度的特点，降水量多集中在69月份，雨热同期。但是年内将水分配不均，常形成本区的旱涝灾害。多年平均降水量为799.6mm，年平均蒸发量为1449.2mm。全市大小河流共有20多条，其中白河是流经南阳城区的最大天然水系，河水常年补给地下水。现有小型水库56座，水库总容量25.53多亿立方米。该市水系分属长江、淮河、和黄河。长江水系汉江流域面积23764平方千米，占全市面积的89%；淮河水系流域面积2805平方千米，占全市面积的11%；黄河水系流域面积仅24平方千米。多年平均降水量830mm，是河南省降水较为丰沛的地区之一。流域面积在100km2以上的河道78条，其中流域面积5000平方千米以上的河道有3条；流域面积在10005000平方千米的河道有9条；1001000平方千米的河道有66条。水资源的开发和利用对南阳地区工农业发展至关重要，研究南阳地区水资源分布及特征有重要的理论和实践意义。目前，有关南阳地区的地下水资源状况特征，如对南阳市水资源现状与可持续发展对策3的探讨，进一步探讨了南阳市地下水资源的开发现状2,进一步制定了其有关的可持续对策。但从目前研究成果来看，对南阳地区地下水资源分布与类型特征的系统研究较少，对水文地质和地层含水组的研究不足，只是仅局限在某些水文地质构造单元，同时还存在水资源勘查的手段比较单一、水资源管理不合理的问题。1 水资源概况1.1 总概况从分析计算成果看，南阳市多年平均径流量为67.16亿立方米，浅层地下水资源量多年平均为26.84亿立方米，扣除重复计算量，南阳市多年平均水资源总量为70.35亿立方米。不同保证率（P=5%，P=75%,P=95%）的水资源总量分别为65.9、46.1、27.6亿m3。人均占有水量803立方米/人，为全省人均占有水量460立方米/人的1.75倍；顷均水量为7245立方米/hm2，为全省顷均水量4635立方米/hm2的1.58倍。就全省而论，属偏丰地区，但与全国相比，顷均、人均占有水资源量仅为全国均值的31%和33%，远远低于全国平均水平。南阳市地表水可利用量计算采用倒算法。河道内最小生态环境和其他用水，采用多年平均天然径流百分数法估算。通过对南阳市河流径流特性分析并结合代表站典型年的分析估算，河道内最小生态环境用量按多年平均天然年径流量的15%估算。采用长系列天然径流量资料，逐年估算汛期难于控制的下泄洪水量，计算多年平均汛期不可能被利用的洪水量。通过估算，全市多年平均地表水可利用量19.03亿立方米，占多年平均天然径流量61.69亿立方米的30.9%。全市平原区浅层地下水可利用量（可开采量），采用可开采系数法进行计算。经过分析计算全市平原区地下水可开采量为7.22亿立方米，平均可开采系数0.764，可开采模数为10.9万立方米/平方千米。全市水资源可利用量的估算采用地表水资源可利用量加上降水入渗补给量与河川基流量之差的可开采部分。经评价全市水资源可利用总量为24.23亿立方米，可利用模数为9.1万立方米/平方千米，可利用率为35.4%。其中丹江口以上区4.05亿立方米、可利用模数为7.0万立方米/平方千米，可利用率为27.7%；唐白河区18.11亿立方米，可利用模数为10.40万立方米/平方千米，可利用率为41.2%。1.1.1 地下水资源量全市平原区地下水资源量为9.10亿立方米/a。其中降水入渗补给量为8.04亿m3/年；地表水体补给量为0.51亿立方米/年；山前侧渗补给量为0.55亿立方米/年。山丘区地下水资源量为16.55亿立方米/年。其中河川基流量为14.64亿立方米/年，开采净耗量为1.37亿立方米/年，山前侧深量为0.55亿立方米/年。全市地下水资源量为24.94亿立方米/年，其中山丘区16.55亿立方米/年，平原区9.10亿立方米/年，山丘区与平原之间地下水的重复计算量0.71亿立方米/年。1.1.2 地下水分类全市地下水资源丰富，浅层地下水总量可达19.29亿立方米，其中可采量可达7.75亿立方米。地下水类型可分为五种：第四系孔隙潜水、新第三系裂隙空隙承压水、老第三系裂隙空隙弱承压水、山地基岩裂隙岩溶水和地下热水、矿泉水。第四系孔隙潜水分布于唐河、白河、潦河、湍河附近的冲积地层中，埋藏深一般在35米，局部地段可达1215米。地下水补给以降水为主，其次为地表水渗漏、农田灌溉回渗与深层地下水超流域补给等。地下水排泄方式有地表蒸发、植物蒸腾、人工开采以及地下径流。第四系空隙含水层有全新统、上更新统、中更新统及下更新统四个含水组。全新统含水组包括四个地段：白河地段分布于南阳县、新野县一带，东西宽10.624.5公里，厚1227米，岩性为砾石、砂砾石、砂土以及亚砂土；唐河地段在源潭镇一代宽5.5公里，厚3538米，在唐河县城南靖港附近宽9公里，厚3537米，上部69米为亚砂土，下部为粗砾石或砂砾石与亚砂土互层；潦河地段宽2.23公里，总厚度20米左右，上部78米为亚砂土，下部以砾石层为主；湍河地段在内乡城北张楼附近宽约5公里，在邓州张村至庙沟一带宽11公里，厚约1121米，上部69米为亚砂土，下部为砂砾石层。上更新统含水组分两个地段：白河地段含水层主要储存于古白河床沉积地层之中，宽4060公里，埋深12.365.3米，厚3453米，岩性为砾石、砂砾石及亚粘土；湍河地段埋深1641米，岩性自上往下为中砂、亚砂、粗砂及砂砾石，呈互层状。中更新统含水组厚度变化较大，一般630米，局部地段含上层滞水，岩性为黄褐色粘土夹钙质结核。下更新统含水组在平原区埋深40米左右，在垄岗区埋深2570米，岩性为泥质半胶结砂砾石。含水层富水性以全新统及上更新统含水组最强，白河、潦河一带单井抽水量29.1777.92吨/时，唐河、湍河一带为16.2141.67吨/时，二者渗透系数在17.6534.44米/日之间，单井抽水影响半径5001390米。中更新统含水组富水性很弱，单井抽水量1.043.48吨/时，近白河段可达4.98吨/时，影响半径80150米，渗透系数0.60.91米/日。下更新统富水性一般，埋藏深，开采利用难度大。潜水位变化基本与降水量变化一致，呈略带滞后同步关系，一般910月出现高水位，56月出现低水位，其余月份为平水位。地下水位多年变幅平均值趋向零，仅局部地区因人为因素影响，使地下水平衡破坏特别是南阳市浅层地下水已形成区域下降漏斗，中心水位埋深已超过10米。新第三系裂隙空隙承压水主要分布在南阳盆地边沿地带。承压水补给以山地基岩裂隙水远程侧向地下径流补给为主，排泄方式为越流消耗与人工开采。含水层岩性为砂岩、砂砾岩，自盆地边缘向中部岩石粒度变细，透水性渐差，并具有多套泥岩砂岩砂砾岩韵律组合的特点，顶板埋深50米一下，厚200300米。含水层富水性差异很大，单位涌水量1.85.4吨/h . m，承压水位215米，局部地段超出地面形成自流水，新第三系空隙、裂隙承压水有南阳社旗和平氏安棚两个含水组。老第三系裂隙空隙弱承压水分布于南阳盆地中部、东部及桐柏县吴城盆地内，赋存于第三系新统至始新统的滨湖至深湖相碎屑岩及碳酸盐地层中，埋深2002500米，局部拗陷地带可达3000米。含水层被数百米厚的泥岩及油页岩等隔水层所封闭，富水性极差。据桐柏县吴城盆地老第三系上段地层钻孔抽水试验，水位埋深12.2926.49米，单位涌水量0.00030.0196吨/小时米，导水系数0.00690.2644m2/d。南阳县金华至唐河县张店及桐柏县安棚一带油田钻孔试油见水单井出水量0.04172.0883吨/小时。老第三系空隙、裂隙弱承压水质为氯化钠型盐质水和碳酸钠、碳酸氢钠碱质水。山地基岩裂隙岩溶水主要分布于伏牛山及桐柏山区。补给形式为大气降水，排泄途径有泉水及地下径流。裂隙及岩溶水主要赋存于石灰岩、大理岩及片麻岩、风化花岗岩中，由于风化及破碎的深度和程度不一，各岩层含水层厚度及富水性相差悬殊。淅川县荆紫关至内乡县师岗一带古生界石灰岩发育，赋存有丰富的裂隙岩溶水，最大泉水流量约300吨/小时。西峡至内乡一带及桐柏山区则以前震旦系多次变质岩裂隙潜水为主，富水性较差，泉水量一般小于1吨/小时，仅在局部大理岩地层中出现裂隙岩溶水。此外，山区较宽大的河流谷地中，如丹江、老鹤河、白河、淮河上游的山间谷地，主要含水岩组为砂、砂砾石，水量丰富，一般单位涌水量1050吨/小时米。地下热水及矿泉水地下热水主要分布在南召县马市坪、板山坪、窑湾、白土岗乡竹园庄、南河店镇水泉沟、皇路店，内乡县大桥乡灵山头，镇平县柳泉铺，淅川县陶岔汤山，邓州彭桥等地，都曾发现水温20.533度温水泉（井），寻找地下热水资源有前景。皇路店地下热矿水资源区在南阳市北31公里南召县皇路店镇，面积1平方公里，隐伏于白河南岸二级阶地中，含水层盖层为第四系冲积粉砂质粘土，热矿水储集在其底部砂砾层中，沿南北向宝丰南阳超壳隐蔽压性断裂与东北向隐伏晋庄皇路店小龙窝断裂交汇处涌出，井中混合水温38度，推测深部水温93度以上，水中含钠、钙、硫酸根、碳酸根、氯和氟离子等，含偏硅酸达矿泉水标准，还有锰、铝、钒、锌、铬和铜等元素，水质有望成为医疗热碱水，对发展养殖业、农业亦有一定的意义。现已发现独山矿泉水，泉水含偏硅酸5258.5毫克/升、锌0.661.90毫克/升，属含锌偏硅酸重碳酸钙镁型水，并含有锯、澳30多种有益于人体健康的微量元素，感官指标、污染指标、微生物指标均符合国家标准。矿泉水由大气降水、地表水体渗入地下经过溶滤地下深部独山岩体各种矿物后，通过断层通道由泉、井、矿坑（巷）涌出。1.1.3 地表水资源量全市多年平均地表水资源量是61.69亿立方米，折合径流深232.7mm；其呈现山区多于盆地的区域分布特点。桐柏山区地表水资源最丰富，淮河上游王家坝以上南岸区多年平均地表水资源量5.29亿立方米，折合径流深391.8mm；唐白河区多年平均地表水资源量37.54亿立方米，占全市的60.8%；丹江口以下区地表水资源量最少。南阳市地表水资源量年际变化大，丰枯非常悬殊。据多年分析，最大的年份可达186.37亿立方米，而最小年份仅为17.44亿立方米，丰枯倍比为10.7倍。1.2 水质1.2.1 水化学特征南阳市地表水矿化度以二、三级为主，属中低矿化度水。市辖淮河流域矿化度为二级的面积占70.0%；市辖长江流域天然水质好，矿化度为二级的面积占56.3%，属低矿化度水；矿化度为三级的面积占43.7%，属中等矿化度水。总硬度分布与矿化度基本一致，总硬度介于100300mg/L之间。其中在100150mg/L之间的软水占31.2%，在150300mg/L的适度硬水占68.8%。根据阿列金分类法，南阳市地表水均为重碳酸盐类水，水化学类型共划分为3种，其中CCa型水为主要类型，分布面积最广，约占南阳市水体总面积的60.2%，CCa型面积占14.4%，CCa型占25.4%。1.2.2 地下水水质评价全市地下水水化学类型主要为HCO3-型，占评价区面积的97.3%；HCO3-+SO42-型占评价区面积的2.7%。矿化度=1g/L的监测井占总数的53.6%，300450mg/L的检测井占总数的32.1%，450550mg/L的监测井占总数的14.3%。全市地下水PH值绝大部分在7.08.0，占监测井总数的92.9%。PH值在6.57.0的占监测井总数的7.1%，7.07.5占监测井总数的82.1%，7.58.0占监测井总数的10.7%。在全市的66眼地下水水质监测井中，类水有4眼，占6.1%，类水有12眼，占18.2%；类水有33眼，占50.0%；类水有11眼，占16.7%；类水有6眼，占9.1%，即劣质水井（、类水，下同）共有17眼，占全部水质监测井的25.8%。在全市平原区9.14亿立方米地下水中，地下水I类水资源量为1.29亿立方米，占总资源量的14.6%；地下水类水资源量为2.93亿立方米，占总资源量的32.0%；地下水类水资源量为2.48亿立方米，占总资源量的27.2%；地下水类水资源量为1.25亿立方米，占总资源量的13.7%；地下水类水资源量为1.18亿立方米，占总资源量的12.9%，即劣质地下水为2.43亿立方米，占到总资源量的26.6%。1.2.3 水功能区水质评价南阳市境内长江、淮河两流域5条主要河流共划定一级水功能区42个，二级水功能区17个。一级区划河长为1572.6km，二级区划河长为120.4km。水功能区水质监测断面38个，评价河长1542.3km。全市38个水功能区中，全年达标27个，达标率71.1%；评价河长1542.3km，达标河长1275.5km，占评价河长的82.7%；汛期合肥汛期分别有91.2%和56.8%的功能区达标，达标河长分别占评价河长的98.3%和76.4%。评价结果显示全市水功能区水质现状与功能区水质目标要求存在一定的差距。1.2.4 河流水质评价白河、唐河、湍河3条河流污染物氨氮、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、总磷沿城从保护区、保留区进入开发利用区呈逐渐上升态势，表明开发利用区工矿企业、人口相对集中，大量的污废水排入河道，导致河流水质受到不同程度的污染，尤其是南阳市解放广场以下河段水质类别均为劣类，河流受污染非常严重。全市综合水质评价结果显示，淮河流域评价河段3个，评价河长40km，全年、汛期、非汛期类河长均占70.0%，超标河长占30.0%。淮河流域水质污染较轻。长江流域评价河段3135个（评价河长1258.8km1502.3km），全年类河长占83.0%，超标河长占17.0%；汛期、非汛期超标河长分别为0.70%、23.6%。长江流域水质污染较轻，汛期水质明显好于非汛期。在全市评价的11条河流中，污染严重的河流为白河，主要污染项目为高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量和氨氮。2 影响地下水分布的因素2.1 降水量与蒸发量自然降水量是南阳市水资源的最主要来源，当然也是地下水的主要补给来源。根据全市气象部门12个台站多年观测资料分析，南阳市多年平均降水量在地理分布上是不均匀的。按行政区划分各县市的降水量多年平均值在691.6mm1149.8mm之间。其地理分布特点是：西北部山区和东南部山区多，东北部和西南部少，全区桐柏最多达1149.8mm，其次是唐河达904.5mm，镇平最少年平均总降水量仅有691.6mm，与桐柏差458.2mm。按流域划分南阳市长江流域部分平均降水量为812.0mm，淮河流域部分平均降水量952.7mm。南阳市降水量充沛，但是季节分配不均，各县市降水主要集中在夏季（6月9月），一般占全年降水量的60%左右。冬季（12月次年2月）降水量在全年属偏少，约占全年降水量的3%8%。全市多年平均水面蒸发量964.8mm，多年平均干旱指数为0.861.56，自山区向平原递增。2.2 水文地质概况南阳盆地地质构造为三面环山向南开口的新生代山间盆地。南阳市位于全国第一级地貌台阶向第二级地貌台阶过度的边坡上，西部、北部、东部被伏牛山和桐柏山环绕，中部为一开口向南的半圆盆地，地势由北、西、东三面向中南部倾斜，属于山地、丘陵、平原组合而成的盆地型地类型。受地形的制约，众多的河流分别由北、西、东三面呈扇形流入盆地的唐河与白河。根据地貌和地岩层性不同，南阳市城区含水层分东部平原区含水组和西部垄岗含水层。2.2.1 东部平原含水组东部平原含水组分布与东部白河一、二级阶，有全新统、上更新统及中更新统冲积层组成。岩性为含砾卵石中粗砂、中细砂、砂砾卵石和含泥质砂砾石。由于新构造运动和地貌差异，含水层可分为：潜水极福区：分布于市区东北部的白河漫滩、一级阶地、二级阶地南部及一级阶地的东段部分，含水层岩性主要为砾卵石粗砂和砂砾石，含水层厚度在25m50m，单位涌水量3060立方米/h.m，地下水深埋5m15m，该区主要接受大气降水和白河侧渗补给，是南阳市饮用水集中供水水源地。潜水丰富区：该区在白河右岸，主要呈带状分布在二级阶地与一级阶地的中部，含水层岩性主要为砂砾石。含水层厚度一般在4m15m之间，单位涌水量1530立方米/h.m，地下水深埋5m15m。该区主要接受大气降水入渗补给。潜水中等区：分布于白河右岸二级与一级阶地西段，含水层岩性主要为中粗砂、中细砂含砾卵石，含水层厚度一般在5m25m，单位涌水量515立方米/h.m，地下水深埋10m17m，该区主要由大气降水补给。2.2.2 西部垄岗含水层西部垄岗含水层分布于焦枝铁路以西的岗区，由中更新统垂直节理发育的冲洪积粘土层组成，属于贫水区，可分为：潜水贫水区：分布于焦枝铁路以西垄岗地区，为粘土裂隙含水层。含水层厚度一般在5m15m，地下水深埋5m左右。该区主要接受大气降水入渗补给，地下水仅能满足人畜生活用水零星开采。潜水极贫区：该区主要分布在焦枝铁路以西的广大垄岗区以及独山周围坡积群，含水层厚度受季节和降水影响较大，一般在8m15m，地下水深埋一般小于5m，该区接受大气降水。3 地下水开发利用现状及存在的问题3.1 地下水开采现状南阳市开采地下水主要用于城市居民生活和工农业生产。随着城市规模不断扩大和人口数量的增加，地下水开采量也逐年增多。1978年以后，沿白河岸边陆续新建了东水厂、二水厂、三水厂以及宛城区水厂等傍河水源地，连同原西水厂及自备井水源井总数发展到近300多眼，其中浅水层日供水能力19.8万立方米。南阳市傍河水源地包括一、二、三水厂及宛城区水厂位于白河左岸，多分部在沿河漫滩中。一水厂水源井距白河水边线平均250m，橡胶坝蓄水后现有7眼井位于橡胶坝回水区中；二水厂为直线井排，距水边线200m，其中5眼井位于橡胶二坝回水区（南阳大桥）上游；宛城水厂以及三水厂分别位于白河大桥上下游，宛城水厂供水规模较小。上述傍河水厂现供水能力13.4万立方米/日。3.2 地下水开采存在的问题3.2.1 地下水严重开采南阳市长期过量开采城区浅层地下水，在白河两岸形成了两个浅层地下水位下降漏斗，引起水位线持续下降。3.2.2 水资源浪费严重首先是农业用水浪费严重，水的有效利用率低。其次是工业用水浪费也很严重，由于设备老化和技术落后，水的重复利用率也较低。第三是生活用水浪费，自来水管网年久失修，跑、冒、滴、漏损失率达24%。城市居民生活用水浪费现象普遍存在，节水卫生器具的使用率也未普及。第四是市政工程及建筑业中大量的排水不经任何利用即由城市排水系统排走，甚是可惜。3.2.3 地表水污染地下水作为地下水的重要补给源，其水质直接影响到地下水水质。而大量沿河工农业及城市生活的废、污水排入城区的河流，致使河水污染严重，也使河流两侧地下水的水质越来越差。3.2.4 水资源缺乏统一规划，开采井布局和水资源管理的不合理随着城市规模的不断扩大，许多水源井已被生活区所包围，水源无法得到有效的保护。靠近白河两岸开采井布置过密，水源井多数傍河取水，过密的布局致使地下水位降深过大，加剧井间干扰。由于水资源的管理体制和管理系统不尽完善，全面规划、统一管理的力度不够，使水资源权属管理与开发利用产业管理、水资源开发和水资源保护、水利的投入和产出之间的矛盾时有发生。县乡村之间、工农业之间、工业生产用水与城市生活用水之间也经常出现争水矛盾。如桐柏采油区地下水开采与当地人畜用水的矛盾，唐河上游的水污染造成唐河县城饮用水紧张，白桐干渠上下游争水等。可持续水资源管理是当前水资源管理发展规划中的一个热点。其中心问题有两点，一是除了考虑水量的变化分配管理外，还要考虑水质水环境问题，亦即水量水质并重。二是未来一代的利益，如果水资源的开发管理仅仅考虑现实的需求，而给后代造成危害，这是不可持续的水资源系统。这一方面，我们缺乏系统全面的规划，往往只注意工程兴建前后的生态质量的评价与比较，而忽略目前状态和未来状态环境的比较评价。4 地下水资源开发利用的对策优化城市供水结构开采白河河漫滩区和白河傍河浅层地下水作为城市供水主要水源，扩大城市自来水供水覆盖面及功水量，限量开采城区地下水。科学有序地封停自备井自来水管网到达区域内的超开采和水质污染区，应停止审批凿井，已有的水源井要逐步封闭或核减开采量。积极开发替代水源。通过城市公共供水系统系安装工程挖潜、增大橡胶坝蓄水工程的供水能力、污水资源化以及利用“南水北调”中线工程水源等措施，开发地下水削减开采量的代替水源，实现水资源的供需平衡。加大对白河补源地表水的水污染防治力度严格禁止在饮用水水源保护区内设置排污口，禁止采砂和破坏水资源保护设施的行为，取缔保护区内台地上的夜市餐饮摊点，加强游船管理；对白河上游水土流失和农业面源污染主要产生区采取水土保持综合管理和生态自然修复措施。节约用水主要包括调整产业结构，发展节水型产业，限制高耗水工业发展；推广农业节水灌溉；加强计划用水管理；落实节水“三同时”制度，建设节水工程，提高城市节水器具普及率；开展节水宣传，强化居民节水意识等等。加强地下水监测和研究建设地下水监测预警系统，做好地下水、地表水、地质环境的监测与研究工作，以随时掌握、准确及时提供地下水量、水位、水质、地质环境动态变化信息，监督地下水控制开采与保护方案的实施情况。5 结论从论文研究应该能得出：南阳盆地地质构造为三面环山向南开口的新生代山间盆地。根据地貌和地层岩性不同，南阳地区含水层分为东部平原区含水组和西部垄岗含水层。全市地下水资源量为24.94亿m3/a，