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12.补、迳、排条件（1）补给条件勘探区北部大片奥陶系碳酸盐裸露，据以往勘查资料统计，寿阳县北部灰岩裸露区面积为128km2，其中对勘探区直接影响的碳酸岩裸露区面积为21km2。由于受多次构造运动的影响，而且后期受风化、剥蚀作用，节理、裂隙十分发育，多为张性垂直裂隙，宽数毫米至数厘米，局部地段可见溶孔、溶洞等，这些裂隙岩溶为大气降水入渗、地下水运移和储存提供了良好的通道和空间。根据地下水位观测资料，2001年5月，北部补给区附近S8号孔水位标高为615.858，陈家河村附近水1号孔水位标高为609.897m，地下水自北向南沿地层倾向补给勘探区含水层。由于任家店背斜附近构造裂隙发育，地下水在该处富集。（2）迳流、排泄条件由于寿阳县一带为单斜型蓄水构造、北部奥灰岩裸露区灰岩接受大气降水入渗补给后，沿倾向自北向南迳流，至寿阳县一带受埋葬条件控制，转为自西向东，与寿阳县西部侧向补给地下水汇流，并沿地层走向向东迳流排泄。（三）矿泉水水文地质条件1.矿泉水赋存条件2矿泉水井位于寿阳盆地北部，任家店背斜轴部附近。02f2顶界面埋深394m，水位埋深约466.33-466.83m,主要含水介质为上马家沟组三段（02S3）、上马家沟组二段（02S2）角砾状灰岩、白云质灰岩。由于该井位于任家店背斜轴部附近，构造裂隙相对发育，据钻孔岩心裂隙统计，裂隙率达13.5%，富水性较强。据抽水试验资料，该井单位涌水量达14.60L/s.m，经水质化验矿化度为504.4-538mg/1，总硬度为313.5-322.17mg/1，锶含量2.63-2.85mg/1，水化学类型为HCO3·SO4-Ca·Mg型，符合国家饮用天然矿泉水水质标准。2.矿泉水成因分析该矿泉水是在其特有的地质构造、地层、岩性及水文地质条件下，地下水与周围介质长期作用的结果。（1）矿泉水形成的地质条件中奥陶统海相碳酸盐岩为提供该矿泉水井锶元素物质来源的母岩。统计资料表明，地壳上部锶元素平均约为375ppm，海相碳酸盐岩富含菱锶矿（SrCO3）、天青石（SrCO4）等矿物，使其锶含量可达2000ppm。在碱土金属族元素中锶的化学性质比钙还要活泼，只要暴露在空气中就会迅速被氧化。因此地表虽有大面积海相碳酸盐岩裸露，氧化后易溶于水被带走，井长期淋滤后裸露灰岩中的3锶含量变得极少，故地表水中不易形成锶矿泉水。任家店SG-11号水井附近碳酸盐岩埋深394m，含锶矿物不具备被氧化的条件，为该处形成锶矿泉水提供了物质条件。（2）矿泉水形成的水文地质条件富锶岩石地区能否形成含锶矿泉水，很重要的因素决定于水的侵蚀性以及地下水循环交替条件等因素。水的侵蚀主要取决于水中游离CO2含量。水源地地下水主要受北部碳酸盐岩裸露区大气降水入渗补给，游离CO2随大气降水进入岩石裂隙，溶解岩石中的含锶矿物，使地下水中锶含量不断增加。由于任家店背斜轴部附近岩石破碎，构造裂隙相对发育，地下水相对富集。据抽水试验资料，SG-11号水井单位涌水量达14.601/s.m，停泵后2小时内水位恢复稳定，反映了该处地下水循环交替条件较好。由于地下水循环交替条件好，使补给区地下水中游离CO2源源不断地进入勘探区，经与围岩作用使锶元素不断被溶解、富集，形成含锶矿泉水。3.矿泉水动态特征动态观测资料表明，SG-11号水井全年水位较为稳定。SG-11号水井水位动态曲线属气象-迳流型，水位滞后降水约20-30天。岩溶水位从5月末降低至全年最低点标高4607.136m.7、8、9三月为集中降雨期，水位开始上升，10月末上升至最高点标高607.636m。10月以后因降水量减少，全区水位又逐渐下降，以后一直在低水位波动。因此本区在2-6月为枯水期，7-10月为丰水期，11-1月为平水期，最高水位与最低数位相差0.5m,水温17℃。4.环境同位素特征经取样化验，SG-11号水井水样环境同位素氚（T）与14C值明显高于南部SG-4号孔，表明SG-11号水井水源主要受北部大气降水入渗补给，其T与14C值较大，相对年龄较新；而南部钻孔由于受西部远途径侧向补给影响，其（T）与14C值较小，相对年龄较老。三、矿泉水水文地球化学特征及水质评价（一）矿泉水水文地球化学特征矿泉水化学成份得形成与分布是在地质水文地质条件及物理化学平衡等因素的综合作用下元素迁移的结果。在很大程度上，岩溶水的化学成份取决于补给水的化学成份和含水介质的物质成份。该矿泉水含水介质为中奥陶统碳酸盐岩与硫酸盐岩混合的海相沉积建造。SG-11号水井中奥陶统灰岩主要矿物成份为方解石、白云石及石膏，它们的溶解决定了岩溶水中主要阳离子为5Ca2+(83.20-85.38mg/l)及Mg2+(25.4O-26.46mg／1)，Na+(8.60—9.2Omg／1)次之；主要阴离子为HCO3-(239.49—254mg／1)及SO42-(104.59—114mg／1)，C1-(8.90—16.05mg／1)次之。PH值7—7.70，矿化度504.1-538mg／l，总硬度313.50-322.17mg／1,水温17℃。属低矿化度钠含量低的中偏碱性水。此外，水中还有多种对人体健康有益的微量元素和组份，如钼、锌、硒、锂、铁、锰、偏硅酸、游离二氧化碳等，其中锶含量为2.63—2.856mg／1，达到国家饮用天然矿泉水水质标准(GB8537—1995)。(二)矿泉水水质检测及评价1、水质检测寿阳县任家店村SG-11号水井的水质检测是依据国家饮用天然矿泉水水质标准(GB537-1995)未进行的，通过对枯水期、丰水期、平水期三批水样的采集，系统全面检测了六十多个项目，每批样品均由专业技术人员按有关规程采集和送检。承担水质检测的单位地矿部矿泉水检测中心、地矿部山西省中心实验室、国家城市供水水质监测网太原监测站、寿阳ZY_生防疫站等单位对该井水样进行了全面的水化学全分析、微量元素分析、污染物分析、微生物分析，水质分析结果编制成七类表。（2）矿泉水质量综合评价6根据上述水质分析结果，按《饮用天然矿泉水》国标（GB8537-1995）对寿阳县任家店村SG-11号水井的水质评价如下：①矿泉水无色、无味、无异物、清澈透明、口感纯正清凉，水温17℃，PH值7--7.70，属弱碱性冷水；②矿泉水总硬度313.5—322.17mg/l，矿化度504.1--538mg/l，水化学类型为HCO3·SO4—Ca·Mg型水；③平、枯、丰水期水质检测结果表明，其主要组份的含量变化范围小于20%（见表9），说明矿泉水井水化学动态相对稳定；④矿泉水中污染物、微生物含量均符合国家规定的饮用天然矿泉水标准；⑤锶含量平均值2.739mg/l，达到GB8537-1995矿泉水标准的界限指标，同时各种限量组分含量均未超过矿泉水标准。矿泉水中还含有偏硅酸、钼、锌、氟、硒、锂、铁、锰、游离CO2等多种对人体健康有益的微量元素和组分，且该种矿泉水钠含量8.60-9.20mg/l，属钠含量低的矿泉水；⑥根据GB8537-1995标准，寿阳县任家店村SG-11号水井矿泉水可命名为含锶型重碳酸硫酸—钙镁型饮用天然矿泉水。以组分平均值表示其化学库尔洛夫式：71765.3131.62497.33337.6076.516739.2TMgCaSOHCOMSr式中：M——矿化度（mg/l）；T——水温（℃）。四、矿泉水允许开采量评价（一）允许开采量的确定地下水的允许开采量是指在一定的经济条件下，用合理的开采方法，在开采期不发生危害性的环境水文地质问题的前提下，允许开采的水量。由于矿泉水开采需水量为151.2m3/d，将需水量作为允许开采量。（二）总补给量及可开采资源量计算根据第三水文地质队于1991-1998年在寿阳县一带进行的供水勘查成果，寿阳县北部奥灰岩裸露区面积为128Km2，其中直接补给水源地的面积约为21Km2。采用入渗系数法计算北部大气降水入渗总补给量，将直接补给勘探区的补给量作为可开采资源量。降水入渗系数采用供水勘查均衡成果0.263，有效降水系数取0.85，降水量取枯水年降水量0.4091m/a（见表10）。寿阳县各特征年降水量统计表表108特征年（保证率）枯水年（75%）平水年（50%）丰水年（25%）特枯年（97%）降水量（mm）409.1479.9540.1296.3计算公式：1FPQ补2FPQ补式中：Q补:北部大气降水入渗总补给量（m3/d）；Q开:勘探区可开采资源量（m3/d）；P：枯水年降水量（0.4091m/a）；F1：北部灰岩裸露区面积（281028.1m）；F2：对勘探区直接补给的灰岩裸露区面积（27101.2m）；α：降水入渗系数（0.263）；β：有效降水系数（0.85）。计算结果：Q补=32071.6m3/dQ开=5261.8m3/d(三)SG-11号矿泉水井抽水试验及水文地质参数计算根据气象及地下水动态观测资料,SG-11号水井水位5月份为全年最低，4、5、6月份为全年枯水期，因此抽水试验选在5月份进行。2001年5月3日—5月7日对该井进行稳定流抽水试验，历时75小时。抽水设备为QYDB型潜水泵，用三角堰观测流量，9电测水位仪观测水位，并同时观测水温和水质变化情况。该井地下水静水位604.656m，最大出水量542.5m3/d（受抽水设备的限制，最大出水量只能达到542.5m3/d）,降深0.43m;出水量151.2m3/d时,降深仅0.034m(见图8、表11)。三次降程水位稳定时间均达24小时，水位、流量误差均在规范允许范围之内。Q-S曲线正常，为一抛物线型。抽水试验过程中，水质一直清澈透明，水温17℃。停泵后2小时，水位即恢复到604.656m。任家店SG-11号水井抽水试验成果表表11降程流量动水位（m）降深（m）单位涌水量（l/sm）延续时间（h）稳定时间（h）（L/s）（m3/d）16．279542．5604．2260．43014．60252423．894336．4604．4950．16124．19252431．751151．2604．6220．03451．502524根据抽水试验成果，用解析法计算，得矿泉水井奥陶系中统上马家沟组含水层渗透系数（k）为4.666m/d，影响半径（R）为9.288m。10矿泉水井允许开采量评价1992年10月9日—10月12日，第三水文地质队对SG-11号水井进行了一次抽水试验，最大出水量463.62m3/d，降深0.428m。本次抽水试验水量有所增加，水位降深变化不大,说明任家店背斜附近地质—水文地质条件稳定。北部大气降水入渗总补给量为32071.6m3/d，勘探区可开采资源量为5261.8m3/d，151.2m3/d允许开采量仅占可开采资源量的2.87%，有足够的补给保证。据寿阳县1965—2001年三十七年降水量统计资料，2001年降水量为308.0mm，保证率达92%，接近特枯年，且将抽水试验实际最小出水量151.2m3/d作为允许开采量，水位仅下降0.034m,保证程度较高，达到B级精度要求。(五)矿泉水二期远景评价由于矿泉水井位于任家店背斜轴部附近，构造裂隙相对发育，富水性较强。随着矿泉水市场的开发，二期规模定为400m3/d。根据抽水试验成果，采用插值法计算，出水量为400m3/d时，水位仅下降0.233m，不会引起危害性的环境水文地质问题。且寿阳县一带目前尚无开发奥灰水的先例，不存在取水影响其它水源地的情况。11五、矿泉水卫生保护区的建立与划分本矿泉水水源埋藏于奥陶系灰岩中，含水层标高315.466-472.066m。补给来源于寿阳县北部灰岩裸露山区大气降水入渗补给，且经过远途迳流，岩溶水自净能力较强。由于矿泉水井附近奥灰岩埋深394m，地表水不易对其污染。但为了确保矿泉水的稳定和安全开采，必须对矿泉水开采井建立卫生保护区。现结合本区地质—水文地质条件及生产井周围环境因素，划分三级保护区(图9)：Ⅰ级保护区（严格保护区）范围包括生产井外围半径15m范围，严禁建立与矿泉水无关的建筑物，禁止无关人员居住或逗留，以消除一切可能导致矿泉水污染及妨碍取水建