Características de la estructura de almacenamiento de agua de Dongmen y desarrollo de recursos de aguas subterráneas en el condado de Fusui, Guangxi
(Instituto de Investigación del Servicio Geológico de Guangxi, Guilin 541001)
La estructura de almacenamiento de agua de Dongmen en el condado de Fusui, Guangxi, es un área (zona) estructural típica rica en agua en el vasto karst áreas de Guangxi se caracterizan por la falta de agua superficial, sequía severa para humanos y animales, desarrollo kárstico subterráneo, aguas subterráneas ricas y poco profundas y fácil desarrollo y utilización de pozos. Al resumir las características de la estructura de almacenamiento de agua y la experiencia en desarrollo y utilización de aguas subterráneas, proporciona una referencia útil para el desarrollo regional de aguas subterráneas con condiciones geológicas e hidrogeológicas similares en esta región y otras áreas kársticas de Guangxi.
Palabras clave: estructura de almacenamiento de agua; agua subterránea; Dongmen
1 Descripción regional
La estructura de almacenamiento de agua de Dongmen está ubicada en el suroeste y este del condado de Fusui. , Guangxi El área de Dongmen-Quduo al norte de Menzhen. El área rica en agua perteneciente al eje anticlinal del bloque de falla estructural se distribuye en forma de franja en dirección noreste, con un área total de unos 30 km2. El relieve es una pendiente de colina kárstica abierta y suave con grandes ondulaciones del terreno y una pequeña diferencia de altura, generalmente de 10 a 50 m, y la elevación de la pendiente es generalmente de 110 a 10 a 50 m. Es una de las principales bases de producción de azúcar del condado de Fusui. El terreno general de la región es alto en el sur y bajo en el norte. El sur es una zona montañosa baja y clástica, que es la zona de transición de la zona montañosa baja a la llanura kárstica.
Esta zona está situada al sur del Trópico de Cáncer y pertenece a la zona climática monzónica subtropical, con una temperatura diaria media plurianual de 21,9°C y una precipitación media anual de 1.000 ~ 1.200 mm. Es lluvioso de mayo a septiembre todos los años, representando el 74% de la precipitación anual, y el período más alto es de julio a agosto, representando el 36% de la precipitación anual. La evaporación anual es de 1192 ~ 1704 mm y la humedad relativa es del 74% ~ 83%. No hay un sistema de agua superficial en esta área, las precipitaciones son significativamente menores que en otras áreas y la distribución del tiempo es desigual. La sequía ha sido muy grave a lo largo de los años, restringiendo gravemente la mejora del nivel de vida de la población local y el desarrollo de la producción agrícola.
2 Características de la estructura de almacenamiento de agua
2.1 Características estructurales geológicas
La estructura de almacenamiento de agua de Dongmen se desarrolla al este de la famosa falla profunda activa de Pingxiang-Dali en Guangxi En un bloque de falla del segmento de puerta, se desarrollan dos ejes anticlinales paralelos. Su formación está estrechamente relacionada con las actividades tectónicas regionales y es el resultado de la concentración de tensiones tectónicas. Las fisuras y grietas formadas por actividades tectónicas proporcionan buenas condiciones para el desarrollo del karst subterráneo y el enriquecimiento de las aguas subterráneas, que son estructuralmente ricas. Desde la perspectiva de las características estructurales regionales, la zona de falla de Dongmen consta de cuatro fallas casi paralelas con tendencia noreste y varios pliegues distribuidos alternativamente a lo largo de la dirección axial de las fallas. En los bloques de falla a ambos lados de la falla principal, el anticlinal es dañado por fallas secundarias, dejando formaciones rocosas incompletas en el eje y los flancos. La estructura de almacenamiento de agua está compuesta por capas de piedra caliza de espesor medio y caliza dolomítica del Carbonífero Superior (C3) y Pérmico Inferior (P1m, P1q) expuestas en los dos ejes del anticlinal. Su periferia es relativamente impermeable. calizas del Pérmico Superior (P2c, P2h) y Triásico Inferior (T1). Esto forma un patrón en el que el karst de rocas carbonatadas puras se desarrolla fuertemente en la estructura de almacenamiento de agua, mientras que el karst de rocas carbonatadas impuras se desarrolla débilmente en la periferia (Figuras 1 y 2).
Figura 1 Mapa hidrogeológico de la estructura de almacenamiento de agua de Dongmen en el condado de Fusui, Guangxi
1-roca carbonatada intercalada con roca clástica; 2-roca carbonatada pura; 3-roca clástica; 4-cuaternario; 5-desagüe del río subterráneo; 6-pozo de solución de bombeo, la parte superior izquierda es el número, la parte inferior izquierda es la profundidad del pozo, la parte superior derecha es el volumen minero actual (10,000 m3/a) y la parte inferior derecha; es la profundidad del nivel del agua; 7 ——Agua de manantial que cae, con flujo de agua a la derecha; 8-Pozo de riego y minería agrícola de Dongmen Forest Farm, la parte superior izquierda es el número anterior, la parte inferior izquierda es la profundidad del agujero; es la carga de la bomba (profundidad de descenso), y la parte inferior derecha es la profundidad del nivel del agua 9- Pozo de producción, la parte superior izquierda es el número anterior, la parte inferior izquierda es la profundidad del pozo, la parte superior derecha es la carga de la bomba ( reducción de profundidad), y la parte inferior derecha es la profundidad del nivel del agua; 10 - límites estratigráficos medidos e inferidos; 11 - falla inversa; 15-Ocurrencia de roca; 16-Límite hidrogeológico
Nota: La unidad de carga de la bomba es m3/h, la unidad de profundidad es my la unidad de flujo es l/s.
Según la investigación, la estructura de almacenamiento de agua pertenece a la subcuenca kárstica del río subterráneo Quduo en la cuenca del río Wangzhuang en el oeste de Guangxi, formando una fuerte zona de drenaje para la escorrentía subterránea en la cuenca. Su delimitación se determina a través de investigaciones e investigaciones hidrogeológicas, estadísticas de entrada y salida de agua de pozo, exploración geofísica y otros datos, combinados con un análisis integral de las condiciones geológicas e hidrogeológicas. Según datos relevantes del estudio hidrogeológico regional 1:200.000, el río subterráneo Quduo se desarrolla cerca del eje sinclinal este-oeste, con un área de drenaje de 195 km2. El área de suministro aguas arriba está ubicada en el área de Bayang, fluye a través de laderas y múltiples canales, y desemboca en el río Wangzhuang. Tiene aproximadamente 13,3 km de largo y un caudal de salida de 1020 L/s en la estación seca. Estudios anteriores han especulado que el desarrollo de canales de ríos subterráneos y la gruesa piedra caliza de Maokoudian (P1m) subyacente a la Formación Changxing (P2c) cerca del eje sinclinal heredó el desarrollo de antiguas cuevas cerca de la antigua superficie de erosión (Fig. 3).
Figura 2 Sección hidrogeológica de la estructura de almacenamiento de agua
1-Código de roca y estrato carbonatado puro; 2-Código de roca y estrato carbonatado impuro; 4-Estructura de almacenamiento de agua; límite
La Figura 3 es un diagrama esquemático del perfil del río subterráneo multicanal predicho por investigadores anteriores.
1-Código de roca carbonatada pura y formación; 2-Código de roca carbonatada impura y formación; 4-Río subterráneo y su desembocadura; >En resumen, se puede ver que el desarrollo de estructuras de almacenamiento de agua y ríos subterráneos multicanal está controlado por estructuras geológicas regionales, y su formación es el resultado de la interacción entre las estructuras regionales y el movimiento de las aguas subterráneas.
2.2 Características hidrogeológicas
Según el estudio hidrogeológico y los datos de prospección geofísica, el espesor de la arcilla y la arcilla cuaternaria en esta área es de aproximadamente 10 ~ 30 m ~ 30 m, lo cual es una zona débilmente permeable. capa que contiene El volumen de agua es bajo y no tiene importancia para el suministro de agua. El desarrollo kárstico de las rocas carbonatadas subyacentes a la estructura de almacenamiento de agua se compone principalmente de fisuras de disolución, que junto con pequeñas cuevas forman una red de cuevas y fisuras. El desarrollo kárstico es fuerte y relativamente uniforme, y contiene abundante agua de fisuras kársticas. Según las estadísticas de perforación, la tasa de aciertos de perforación es alta, la tasa de encuentros de perforación es superior al 70% y la tasa de karst lineal es de aproximadamente el 4,6%. El karst vertical se desarrolla principalmente entre 30 y 70 m bajo tierra, y el volumen de entrada de agua desde un solo pozo es generalmente de 30 a 80 m3/h, con un máximo de 100 a 130 m3/h. El desarrollo kárstico de rocas carbonatadas impuras fuera del límite del agua. La estructura de almacenamiento es débil y desigual. El volumen de entrada de agua de un solo pozo es generalmente de 65438+100 m3/h. Por ejemplo, en Qupotun, ubicado en el lado noroeste de la estructura de almacenamiento de agua, los estratos subyacentes son fangosos del Pérmico superior (P2). y rocas carbonatadas impuras dolomíticas. Para resolver el problema del agua potable de los aldeanos, se construyeron cinco pozos de agua subterránea con una profundidad de 70 ~ 80 m alrededor del pueblo, excepto uno, el volumen de entrada de agua es de aproximadamente 65438+100 m3/h. La profundidad del agua subterránea en esta área es generalmente de 15 a 30 m, el rango de fluctuación anual del nivel del agua es generalmente de 8 a 15 a 30 m y es fácil de perforar, extraer y utilizar. En el área de la estructura de almacenamiento de agua se cultivan principalmente cultivos económicos relativamente tolerantes a la sequía, como caña de azúcar, árboles de catalpa y cítricos. La aplicación de fertilizantes y pesticidas químicos tiene poco impacto en las aguas subterráneas y ningún impacto en la descarga de aguas residuales domésticas o industriales. Los contenidos de los distintos componentes del agua subterránea se muestran básicamente como valores de fondo. El tipo químico de agua subterránea es agua tipo HCO3-Ca, con una salinidad de 200~500 mg/L, una dureza total (calculada como CaCO3) de 200~400 mg/L, un valor de pH de 6,7~7,8 y una temperatura del agua de 265438 ± 0 ~ 23 ℃. Es agua dulce neutra de baja salinidad, apta para consumo doméstico y riego agrícola.
La estructura de almacenamiento de agua no sólo recibe recarga de infiltración de las precipitaciones de la zona, sino que también recibe recarga de escorrentía lateral del agua subterránea kárstica de las zonas de rocas carbonatadas impuras del norte, oeste y sur, formando una colección en el Tramos medio e inferior de la zona de escorrentía del río subterráneo Quduo. El agua subterránea fluye de suroeste a noreste y finalmente se descarga desde la desembocadura del río subterráneo Quduo hasta el río Wangzhuang por la tubería principal aguas abajo del río subterráneo. El caudal de la desembocadura del río subterráneo en la estación seca es de 1020 L/s. Según la investigación, los pozos de disolución de desbordamiento de Chaoyang y Quduo están expuestos a aproximadamente 1 km y 1,5 km aguas arriba de la desembocadura del río subterráneo, respectivamente. En la actualidad, todos están equipados con equipos de bombeo de agua. Entre ellos, el caudal de desbordamiento del pozo de disolución de Quduo durante el período seco se midió en 245 L/s en la etapa inicial, después de 1998, 756 m3/h y 280 m3/h. Se instalaron bombas centrífugas en la fábrica de azúcar de Dongmen para la minería. El volumen de extracción actual ha alcanzado los 4.949 millones de m3/a (equivalente a 65.438+0,60 L/s). La extracción anterior utiliza su desbordamiento natural y no afecta el flujo de salida aguas abajo.
3 Descripción general del proyecto de desarrollo de aguas subterráneas
Esta zona, como la mayoría de las zonas calizas de Guangxi, tiene dificultades para beber agua para humanos y animales, y la sequía en las tierras cultivadas contiguas es muy grave. . La sequía y la escasez de agua se han convertido en un obstáculo para el desarrollo económico rural de la región, causando grandes inconvenientes a la producción y la vida de la población. Como resultado, las tierras cultivadas han estado en un estado de bajo rendimiento durante mucho tiempo y el nivel de vida de los agricultores ha sido bajo. Para deshacerse de la actual situación de escasez de agua y cambiar el modelo de plantación único e ineficiente, Dongmen Forestry Farm invirtió alrededor de 300.000 yuanes en la excavación de pozos en la estructura de almacenamiento de agua para desarrollar agua subterránea de 1997 a 2002, * * * construyó y Se fusionaron 4 pozos de máquinas mineras. Excepto el pozo 1, la tasa de entrada de agua en un solo pozo es de 50 m3/h, y los tres pozos restantes son todos de 80 m3/h (consulte la ubicación del pozo minero. Ajuste la estructura de plantación y cambie la tierra seca originalmente plantada). caña de azúcar hasta árboles de catalpa, cítricos, pomelo y otras frutas. Cada pozo riega 30 ~ 65 hm2, y el riego se realiza mediante riego por ducha artificial. Después de años de comparación de ingresos, los beneficios económicos han aumentado casi 10 veces en comparación con el cultivo de caña de azúcar.
4 Resumen de la experiencia de desarrollo de aguas subterráneas
En resumen, se puede ver que la sequía y la escasez de agua en esta zona son muy graves. A excepción de dos pozos de desbordamiento expuestos en la tubería cerca de la salida, no hay afloramientos naturales de agua subterránea en el camino y en la cuenca el desarrollo kárstico subterráneo se compone principalmente de fisuras de corrosión de la red. No hay forma de construir depósitos subterráneos y extraerlos directamente. Puntos de agua naturales para el aprovechamiento de aguas subterráneas en la zona. El intento de desarrollar aguas subterráneas en la estructura de almacenamiento de agua de Dongmen Forest Farm ha logrado resultados iniciales. La experiencia y los beneficios económicos de su desarrollo y utilización se resumen a continuación:
4.1 Desde las condiciones técnicas de la extracción de agua subterránea, el área de la estructura de almacenamiento de agua es muy adecuada para extraer agua subterránea kárstica para resolver el problema de la sequía y escasez de agua.
El Proyecto de Almacenamiento de Agua de Dongmen está ubicado en las laderas montañosas kársticas cubiertas por karst. La principal capa objetivo para la perforación de aguas subterráneas es la formación de acuíferos de carbonato puro. El karst subterráneo está fuertemente desarrollado, es relativamente uniforme, rico en contenido de agua, buenas condiciones de recarga, nivel de agua subterránea poco profundo, pequeños cambios dinámicos en el nivel y flujo del agua, alta tasa de perforación, condiciones técnicas de minería simples y proceso de formación de pozos, más adecuado para mecanizado. minería de pozos y mayores ganancias o un volumen de minería estable específico. Según el análisis de los pozos de extracción de agua potable en Dongmen Forest Farm y las áreas rurales o empresas e instituciones del área, el plan del pozo de extracción de agua subterránea es el siguiente: la profundidad del pozo de diseño es de 80 ~ 100 m, el espacio entre pozos es de 300 ~ 500 m, y el volumen de entrada de agua de un solo pozo es de 30 ~ 80 m3/h. La experiencia del riego por pozos motorizados en granjas forestales muestra que un pozo motorizado de 50 m3/h puede regar alrededor de 20~30 hm~2, y un solo pozo Un pozo de 80m3/h puede regar unos 50~70 hm~2. El riego se puede realizar una vez por semana.
Según estimaciones preliminares del método del módulo de escorrentía de la estación seca y el método de intensidad minera comparable, el volumen minero permitido de agua subterránea kárstica en estructuras de almacenamiento de agua es 5,67×106 ~ 8,545438+0×106 m3/a. Por lo tanto, esta zona es adecuada para la exploración. Desarrollar aguas subterráneas para riego puede alcanzar una cierta escala y logrará buenos beneficios sociales y económicos.
4.2 Los beneficios económicos del desarrollo y utilización de aguas subterráneas para resolver los problemas de riego agrícola son muy significativos.
Basado en años de resumen y comparación de Dongmen Forest Farm, se pueden sacar las siguientes conclusiones: Huertos con condiciones de suministro de agua, como árboles de catalpa, cítricos, pomelo, etc. Después de la producción de prueba en el tercer año, puede continuar produciendo fruta durante más de 10 años. En el cuarto año, el gasto general por mu de tierra frutícola es de 3.976 yuanes. A partir del quinto año, si el rendimiento por mu supera los 2.500 kilogramos, se realizará la deducción. Los árboles frutales en huertos de secano sin riego con agua crecen lentamente y normalmente solo dan frutos en el cuarto año. El rendimiento es al menos 500 kilogramos menor que el de los huertos con suministro de agua, y el rendimiento es inestable, con cosechas evidentes y, a veces, incluso sin cosechas. La caña de azúcar plantada originalmente en los campos frutales requiere una inversión de aproximadamente 1.820 yuanes por mu en tres años y una ganancia de aproximadamente 2.380 yuanes. El ingreso neto anual por mu es de sólo unos 186 yuanes. Se puede observar que los beneficios económicos del cultivo de frutas son más de 10 veces mayores que los de la caña de azúcar. De acuerdo con lo anterior, los huertos con suministro de agua pueden cosechar al menos 500 kilogramos más de fruta por acre al año que los huertos sin suministro de agua. Si el aumento del ingreso neto se calcula en base a 800 yuanes, si un pozo con una entrada de agua de 50 m3/h riega un área de 500 acres, el crecimiento económico anual puede alcanzar los 400.000 yuanes si un pozo con una entrada de agua de 80 m3; /h riega una superficie de 800 acres, el crecimiento económico anual puede alcanzar 800 acres ascendió a 640.000 yuanes. Además, basándose en la experiencia adquirida por los departamentos pertinentes del condado de Fusui en la construcción de demostración agrícola en zonas con condiciones geológicas similares, como el parque de demostración de caña de azúcar de Bazhong en el municipio de Changping, se perforaron pozos para desarrollar aguas subterráneas para el riego por goteo, y se perforaron pozos para desarrollar agua subterránea para el riego por goteo. El rendimiento fue un 1% mayor que el de la tierra seca circundante sin suministro de agua. Se puede observar que incluso si no se cambia la estructura de plantación original, los beneficios del aprovechamiento de aguas subterráneas para riego son considerables.
En resumen, la estructura de almacenamiento de agua de Dongmen tiene las características de escasez de agua superficial, abundante agua subterránea y nivel freático poco profundo, lo cual es exclusivo de otras áreas ricas en agua kárstica en Guangxi. Es adecuado para desarrollar y utilizar aguas subterráneas para resolver problemas de sequía, con baja inversión, resultados rápidos y beneficios económicos significativos. El intento de desarrollar y utilizar aguas subterráneas en la granja forestal Dongmen en esta área es muy exitoso y vale la pena aprender de su experiencia y promoverla.