泉水流量与岩性及水文网的关系

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泉水流量与岩性及水文网的关系
(自然资源部 钱学溥 88岁)
根据多年野外工作的经验,笔者认为,泉水流量的大小,与岩性及水文网等有着内在的关系。
1. 按流量的大小,泉水可以分为小泉(流量小于1 L/s),中泉(流量1~100 L/s)和大泉(流量100~10000 L/s)。在山西,五台山山区,分布有大面积的太古界片麻岩,出露有众多的小泉,在这样的地区,不缺少生活用水,但是不能建立大、中、小型水源地。在晋中,分布有大面积的三叠系砂岩,其中榆次市五龙泉和太谷县龙凤山泉水,都属于中泉的范畴,可以建立小型水源地。汾河源头,雷鸣寺奥陶系岩溶泉水,流量1.2m3/s,属于大泉的范畴,可以建立中型的水源地。保德县黄河峡谷,天桥奥陶系岩溶大泉,流量12m3/d,也属于大泉的范畴,可以建立大型水源地。
2. 小泉一般出露在花岗岩、片麻岩、页岩分布的地区,其中代表性的岩性是花岗岩。这些岩石只发育有微弱的裂隙,导水性很弱,渗透系数一般小于0.1m/d。
中泉一般出露在砂岩、玄武岩、烧変岩分布的地区,其中代表性的岩性是砂岩。这些岩石裂隙、孔隙比较发育,导水性比较强,渗透系数一般是0.1~1 m/d。
大泉一般出露在石灰岩、硅质石灰岩、白云质石灰岩分布的地区,其中代表性的岩性是石灰岩。这些岩石裂隙、溶隙发育,导水性很强,渗透系数一般是1~10 m/d。
3. 小泉出露在山地小型的沟谷中,处于水文网的末梢位置,其相对高程最高。中泉出露在一般的河谷中,处于水文网的分支位置,其相对高程较低。大泉出露在深切的河谷中,处于水文网的主干位置,其相对高程最低(见图片)。
4. 小泉的泉域面积一般小于1 km2,补给区地下水位埋深小于10m。中泉的泉域面积一般是1~100 km2,补给区地下水位埋深10~200m。大泉的泉域面积一般是100~10000km2,补给区地下水位埋深200~600m,其补给区,是典型的缺水山区。
5. 小泉泉水的年龄小于1年,水质良好,旱季可能干枯。中泉泉水的年龄1~3年,水质良好,流量比较稳定。大泉泉水的年龄3~10年,水质良好,流量十分稳定(见附表)。
泉水规模 |
小泉 |
中泉 |
大泉 |
泉水流量L/s |
小于1 |
1~100 |
100~10000 |
岩性 |
花岗岩、片麻岩、页岩 |
砂岩、玄武岩、 烧変岩 |
石灰岩、硅质石灰岩、白云质石灰岩 |
代表性岩性 |
花岗岩 |
砂岩 |
石灰岩 |
渗透系数m/d |
小于0.1 |
0.1~1 |
1~10 |
地貌位置 |
山地小型沟谷 |
一般河谷 |
深切河谷 |
水文网位置 |
水文网的末梢 |
水文网的分支 |
水文网的主干 |
相对高程 |
最高 |
较低 |
最低 |
泉域面积km2 |
小于1 |
1~100 |
100~10000 |
补给区最大水位埋深m |
10 |
10~200 |
200~600 |
泉水年龄 |
小于1年 |
1~3年 |
3~10年 |
水质 |
良好 |
良好 |
良好 |
泉水稳定性 |
旱季可能干枯 |
比较稳定 |
十分稳定 |
用途 |
只能解决生活用水 |
能建立小型水源地 |
能建立大中型水源地 |
