青海省曲麻莱县城地下水位上升及致灾原因分析

青海省曲麻莱县城地下水位上升及致灾原因分析 青海省曲麻莱县城地下水位上升及致灾原 因分析 青海斟技2011年第5期 青海省曲麻菜县城地下水位上升 及致灾原因分析 李广军,李巧欣,梁志祥,苌有全.何胜 (青海省环境地质勘查局,青海西宁810007) 摘要:青海省曲麻莱县约改滩镇自2006年3月以来,城区地下水位整体上升,至5 月29日水位累计上升3.32, 16.7m,致使地势较低的拉热那滩地下水溢出地,导致部分居民房屋倒塌或墙体 开裂,受灾面积1650亩,受灾户78 户.本文分析了该县城地下水位上升的原因. 关键词:地下水位上升;致灾原因分析;青海省曲麻莱县城 1前言 曲麻莱县位于青海省南部青藏高原腹地,通天河 左岸,约改滩盆地中部,海拔4175m.约改滩盆地东 西长17km,南北宽6.5kin,整体地势呈西北高,东南 低,由西北向南倾斜.约改滩镇现有人口0.87万人【". 曲麻莱县城约改滩镇白2006年1月以来,特别 是3月下旬以来,发现很多干枯多年的弃用民井出现 蓄水现象.4月份该镇地下水位上升加剧,水位上升 少则2m,多则lOm.在地势低洼的拉热那滩一带, 有40余口民井地下水外溢,形成较大面积的沼泽. 许多居民屋内积水,房屋墙体开裂,倾斜,成为危 房,迫使部分居民搬出家园,受灾面积1650亩,受 灾户78户,受灾人数381人l1_. 县城地下水位普遍上升3,5m.当地下水位埋深 在0.5m以内时,地基变形,导致建筑上部结构损坏, 房屋被毁,地下水位埋深0.5,1.Om的房屋绝大部分 成为危房,地下水位埋深在1.5,2.Ore的房屋大部分 受损?. 2区域水文地质条件 曲麻莱县约改滩镇位于龙纳沟与龙价沟交汇处. 龙纳沟发源于县城北部宗龙山区,流域长53km,龙 纳沟沟口以上长34km,汇水面积462kmz.9月份实 测流量为0.56m,4月份枯水期流量0.32m?S,. 龙纳沟为季节性河流,河水在出山口后大量渗漏,在 龙纳村西2km附近渗失殆尽,至县城西峡口处,溢出 地表转为地表水,汇入通天河中,实测流量为 0.672m.龙价沟2006年6月24日用流速仪测得 流量为90.28m?8-112]. 曲麻莱县约改滩镇历年最高气温24.2?,极端最 低气温一34.0?,年平均气温为一1.17?,多年平均降 水量405.6mm,多年平均蒸发量1373.3mm(降水量 及蒸发量月均值变化见图1),年平均风速最大为 3.7m.该地分布有多年冻土及季节性冻土,季节 性冻深2.6m.在4000m以上地段广泛分布着多年冻 土,厚十至数十米.在县城附近及龙纳沟的勘察建设 中发现,因人类活动影响未见多年冻土分布(县城附 近人工掘井18,19m,龙纳沟河谷勘察井深25m均未 见多年冻土).地下水接受龙纳沟和龙价沟地下径流 侧向补给和地表水垂直渗漏补给,在城区附近形成径 流区,在城区西南的珠穆泉一带溢出补给地表水,最 终排泄于通天河中『3j. 莲 口降雨量 ?蒸发量 _- _? ?_j_厂JJ一I____厂__JJ厂l23456789101112 月份 图1曲麻莱县蒸发,降雨量月均值变化柱状图 突破口,以国省道主干线为重点,以一,二类维修企 业为依托,逐步推进全省汽车维修救援体系的建设. 4结语 西部大开发以来,青海省交通科技工作取得了辉 煌的成绩,破解了公路交通领域发展的技术难,全 省公路交通事业得以健康快速发展,伴随着全省公路 建设向青藏高原地区的推进,需要更加注重科技工作 对于公路交通的支撑作用. I【)?T45 加?印?加?踮??0 2011年第5期青海斟技 县城区0,16.Om为松散砂砾卵石,是构成县城 区松散岩类孑L隙潜水含水层的主体,16m以下为新近 系红色泥岩,构成潜水含水层的隔水层底板,在8— 9m分布有一层厚度不足1.Om的红色黏土.在县城南 部的拉热那滩一带,地表还分布有0.5m左右的黏土 层,致使部分地段的地下水具微承压性甚至自流.地 下水位埋深为0,1.5m,向北,向东随着地势的不断升 高,地下水位埋深逐渐增大,在长江路一线约为1.5, 2.Ore,黄河路一线约为5.0,7.0m.通常状态下,县城 地下水位的高水位一般在6,7,8月份,低水位在11, 12,1月份,地下水位的年变幅在2m左右,补给一径 流区略高于径流一排泄区,地下水位的低,高值较之 降水的枯,丰水期,基本对应或滞后1,3月[11. 3地下水上升现状 拉热那滩居民区曾经是一片天然沼泽地,上世纪 80年代初地下水位逐渐下降,使该地区变成干旱沙 地,随着县城居民的不断增加和居民区规模的不断扩 大,在拉热那滩一带建房居住的常住居民已达百余 户.从2006年3月下旬开始,发现很多单位和居民 区干枯多年而弃用的民井出现蓄水,尤其4月份以 来,县城拉热那滩地下水位呈现猛涨态势,出现大面 积地下水渗溢现象.截至4月中旬,已有21户居民 室内及院中地表严重溢水,有25眼水井先后坍塌, 40余眼民井外溢,部分住房墙体出现裂缝,倾斜.截 止4月27日,受灾面积扩大为450亩,受灾户78 户,受灾人数381人,有630亩地表已严重渗水, 570亩地表中度渗水,特重灾户14户,73人,重灾 户25户,121人,中等受灾户39户,187人…. 4地下水上升致灾原因 4.1降水 曲麻莱地区2004年降水量485.9ram,2005年降 水量545.8mm,连续2年降水量增加(见图2),2005 年冬季发生的大暴雨达到5O年来的最高记录,降水 量的增加引起区域地下水位上升,地下水补给量增 大,使地下水位升高达到5O年来的最高值.通常雨 季地下水位上升与降水的最大滞后时间为3个月,即 水位上升最迟可能会延续至2006年1月,之后可因 降水因素的消除,渗透造成的水压力消散,缓慢进入 下降阶段,逐渐恢复至正常周期和变幅.然而,2006 年1月地下水位却不断升高,4月升幅最大,地下水 位最浅…. 46?T 图2约改滩镇拉热那滩地下水位与降水关系曲线图 4.2供水管网渗漏 第二水源地(龙纳沟水源地)供水管线渗漏引起 的地下水位,补给量变化与县城区域地下水位升高有 直接关系(第二水源地管线渗漏改变了县城附近的区 域地质环境条件).曲麻莱县城地下水位上升现象于 2006年1月被发现,正是第二水源建成供水时间,3 月底,4月初上升幅度加剧,5月下旬趋于平缓.这 种枯水期地下水位抬升的反常现象显然是供水管线渗 漏补给引起区域地下水位上升所致. 曲麻莱县城镇供水始建于上世纪80年代, 供水管网为铸铁管,部分地段已改造成新管,仍有部 分地段没有改造更换,地下供水管网存在多处漏, 跑,冒,致使城镇供水不正常,居民生活受到很大影 响.第二水源地采用虹吸式自流供水,未设控制阀 门,水源地下泄流量多少尚不清楚.输水管线在修建 改造后没有经过打压测试,未经验收就交付使用,造 成管线在长达15.5km的沿线多处渗漏,到达县城储 水池时管中的水已所剩无几,供水管网中渗漏的水又 补给了地下水,从而导致了县城及那热拉滩地下水位 的上升. 4.3地质因素 县城及拉热那滩附近建筑物下伏地层为第四系冲 洪积砂砾卵石,其下基底地层为新近系红色碎屑岩, 由北东向南西,第四系松散堆积物泥砂质含量由少到 多,渗透性能由强变弱,地层由厚变薄,一般厚16— 12m,中间夹亚黏土及黏土薄层,新近系红色碎屑岩 为不透水或透水性微弱的隔水层.第四系松散堆积物 为地下水的储存提供了空间,地下水在上游地区得到 地下径流及河流的垂直渗漏补给,由地势较高地段向 地势低洼的下游地段径流.上游地区含水层厚度较 大,泥砂含量少,渗透性能强,径流通畅,水循环交 青海斟技2011年第5期 替快.下游地区含水层厚度变薄,泥砂含量增多,渗 透性能变弱,地下水径流不畅,流速缓慢,导水性能 变差,地下水位也由深埋变成浅藏.在拉热那滩附近 8,9m间夹有一层黏土或亚黏土,又使该地段地下水 具有弱承压性.基于上述水文地质结构,2004,2005 年降水量增大,引起地下水补给量增大,地下水位随 之升高,加之城镇供水管网中的大量饮用水渗漏,含 水层厚度较薄,泥砂含量大,地下水径流不畅,下部 又是新近系隔水底板,从而引起地下水位迅速抬升导 致成灾. 5治理措施 5.1避让措施 在拉热那滩,目前地下水位埋深小于2m范围内 的居民房屋受到不同程度的损害,大部分已成危房, 而且该范围内今后仍将经受冻涨与融沉作用,从长期 看仍然会受到天然水位上升的影响,因此处在该范围 内的居民宜搬迁安置?. 5.2工程措施的选择 (1)工程措施的选择原则为因灾设防,自动调 节,经济实用. (2)工程措施的选择:?定降深集廊道法.降深 相对较小,自流排水,排水区域大,但存在已有建筑 物拆迁问题;?防洪排洪沟排水法.加深拉热那滩溪 流,设置防洪排洪沟,可排泄地下水和洪水;?防止 供水管道渗漏法.严格检修供水管网,采取全面的防 渗措施,对水源地输水管线进行检查,维修,打压测 试,以杜绝由供水管道渗漏引起的地下水位上升. 上述方法经比选,防洪排洪法较为可行. 5.3防洪排洪法方案 设置排洪泄水沟,其位置和走向与现代溪沟大致 平行.底部标高低于拉热那滩溪流的最低标高2m, 首端与地下水泄出带上端持平,高程4188m,尾端位 于拉热那滩县城西侧,高程4167m,地形坡度1.5%左 右,设计沟长2.25kmt". 6结论 (1)曲麻莱县城地下水位普遍上升3,5m.当地 下水位埋深在O.5m以内时,地基变形,导致建筑上 部结构破坏,房屋被毁,地下水位埋深在0.5,1.Om 的房屋绝大部分成为危房,地下水位埋深在1.5, 2.Om范围的房屋大部分受损l1l. (2)县城地下水位上升的原因是:含水层和包气 带厚度薄,渗透性能和导水性能较差,在2004年, 2005年降水量大增的基础上,叠加了第二水源输水管 线及城镇供水网的渗漏补给量[1.. (3)曲麻莱县城地下水位的变化趋势取决于天然 条件下的降水量,渗入补给量和自来水输水管道的渗 漏补给量【l?21. (4)在经历了2004年,2005连续两年超过历年 平均降水量20%,35%的降水丰水年后,降水量会逐 渐降低进入平水期,恢复至原有天然状态川. 参考文献: ,安勇,等.青海省曲麻莱县城地下水位上升灾害勘 [1】李玉军 查报告[R】.西宁:青海省地质环境监测总站,2006. 【2]赵国华.曲麻莱县城供水龙纳沟水源地勘查论证报告[R].西 宁:青海省环境地质勘查局,2003. 【3]赵国华.关于曲麻莱县城龙纳沟水源供水工程在井水位下降 后供水不足的调查说明[RJ.西宁:青海省环境地质勘查局, 2006. [4]梁志祥,李西宁,等.青海省城镇供水安全保障[R].西 宁:青海省九.六工程勘察设计院,2007. o?T47