南京城区的古泉群
戴长寿
我国在城区内有泉水而且非常有名气的数山东省会济南市,福建省会福州市。古都南京城区有没有泉水?有没有丰富的地下水资源?有,在南京约43平方公里的老城区就有泉群,而且是百万年前的古泉群。南京的地下水资源十分丰富。
揭露古泉群的是江苏地质局水文地质大队上世纪七十年代进行南京人民防空工程地质勘察的深部钻探资料,由于当时勘察的主要目的是服务南京市人民防空工程需要,着重研究地下浅部工程地质水文地质条件。而全面思考南京人防勘察深部钻孔资料是在我退休后,深入的研究对南京城区的地质及水文地质条件,写出了《南京主城区的远古地貌》、《宁镇山脉与宁芜凹陷的分界》、《南京城区地下空间利用的构想》等数篇文章。其中《南京主城区的远古地貌》文中阐述了南京古泉群的位置、水文地质特征、古泉群在远古玄武湖中的位置、作用。
古泉群位于南京鼓楼以北的原化工学院、原南京汽车制造厂子弟小学、南京火车站南、部分玄武湖区,中心位置在原南汽子弟小学包括小学东北的湖区范围。古泉群范围均有超150米深钻揭露。
揭露古泉群的钻孔基本打到了三叠纪上部周冲村组角砾状灰岩,这一富水性极好的地层从湖北武汉向东到安徽到江苏南京均有分布。有出露地表、有埋藏地下,因位置和与不同火成岩接触,岩相变化较大,有的地区能很好认证:如仙鹤门水源地地区,灰岩中各种杂岩角砾十分明显,溶蚀溶洞大大小小,十分曲型;而凤凰山地区钻探期间没能认证;而南京城北的化工学院,南汽子弟小学揭露的周冲村组地层较薄、角砾较小,不如仙鹤门水源地周冲村组角砾状灰岩易辨认。南京城北三叠纪周冲村组地层现在已被近代约百万年以上第四纪沉积地层掩埋,百万年前周冲村祖地层裸露当时的地表,当时城北地表是标高约25米至30米的低洼湖盆。该地层丰富的地下水资源以上升泉的形式涌出地表,涌向低洼湖盆,该湖盆还有紫金山北麓、及北面郭家山、红山,西面八字山、丁山、古平岗、五台山等雨水汇集入湖盆,形成了比现在玄武湖大约6倍以上的古玄武湖,直至近现代的南朝古玄武湖还是现玄武湖的4倍,是历代水军训练、水军阅兵的宽广水面。古玄武湖不断得到古泉群极丰富地下水的补给达数十万年之久。
南京古泉群的水文地质依据
南京汽车制造厂原子弟学校钻孔资料是说明古泉群的典型,钻孔深161米多,三叠纪周冲村组富水角砾状灰岩埋藏于第四纪近现代沉积之下,在近现代沉积地层掩盖前是裸露地表的,其岩层厚度达61米多,其构造裂隙溶隙发育,含极丰富的地下水资源,地下水具有较大的承压性,远古当时其水头高出岩层表面约40多米,以喷泉涌出岩层表面,涌向古玄武湖盆。还要说明的是三叠纪周冲村组地层不是孤立存在的,它与东面仙鹤门地区周冲村组地层有联系,与西边安徽,湖北的同地层也有水文地质上的联系,从当年南汽子弟小学钻孔对深层周冲村组地层抽水试验可以看出水量的丰富。抽水试验三次降深,最大降深39.3米,稳定24小时,每天出水量可达4498立方米,钻孔口径还是159毫米的小口径。其水量之大说明周冲村组角砾状灰岩地层水力联系较好,抽水试验说明有远方地下水资源向抽水钻孔补给,而不是当地汇水面积补给,当地汇水面积也无水可补给。
从南汽子弟学校钻孔资料分析可知:周冲村角砾状灰岩层面标高29.49米,该地层地下水承压水头高度为39.5米,如此高的承压水头,自然会形成一处喷泉群,喷出百多万年前的当时地表标高29.49米低洼湖盆中,成为远古玄武湖湖水的重要补给水资源之一。
基本封闭的远古玄武湖同其它湖泊一样,被四周汇入物填充,及湖中水生生物水生植物遗体填埋,逐步变浅为沼泽,再演化成陆,古泉群也逐步被掩埋。
南京城区发现古泉群的意义
七十年代江苏地质局水文地质工程地质大队开展的南京人防工程地质勘察工作为省会南京市人民防空工程提供了翔实的地质资料。
对60多眼钻孔的深部资料全面分析研究后,首先对南京的古地理古地貌有了全面认识;二是掌握了深部地质结构地层状况,其中给城市地下空间利用提供了重要依据;三是在建城区北发现了地下水资源丰富的古泉群及富水地层的层序、时代、特征。古泉群已被第四系中近代约百万多年沉积物掩埋,但形成古泉群的富水极好的三叠纪周冲村角砾状灰岩存在于地下,钻探揭露后经水文地质抽水试验说明该地层富水性极好,在省会城市的繁华的建城区内有此富水地层是人民的福音。
首先是可以在勘察到的三叠纪周冲村组地层的较中心位置设计布置应急供水水源地,在供水水源受到污染或战争时供水水源、供水系统受到破坏时发挥作用。该应急供水水源地地下水水质优,无菌类生物、无有机物质、富含微量元素及人体必需的矿物质,应急供水时直接供给饮用,无须过滤等繁杂加工处理,且水温恒定在18摄氏度,不加温也能供应给民众直接饮用。应急供水一般7—15天,应急水源地可以加大抽水量,降深至50米或更大,若抽水量达每天一万立方米,按每人每天应急供水20升,可供50万人应急饮用,如按每人每天应急供水10升,则可供100万人应急饮用,停止应急抽水,水量、水位会很快恢复,因为该富水地层有极好的水力联系。
此应急水源地的短时天抽水不会产生安全问题,因为此含水地层为岩石坚硬地层,且上覆约40米第四纪地层。关键是应急抽水仅7天左右。
当然,应急水源地建设设计中必须有进一步水文地质试验一项。
除可建应急供水水源地外,在繁华都市利用地下空间的建设中可以发挥古泉群丰富地下水资源的优越作用。地下空间利用可分为浅层、中层、深层,现分析中层、深层地下空间的利用。一般来说中层地下空间约30米左右,深层空间约50米左右,这两个地下空间利用有不同的功能侧重,但总有人群的活动,中层人群数量要偏多,深层相对人群数量要少些。有人的活动,就会有对水的多方面的需求,首先是饮用水要绝对安全供应。古泉群位于鼓楼以北,为了今后能将优质地下水供给地下空间,在设计应急供水水源地时在井旁地下可建有调水蓄水空间,安装有井中深井水泵的变频器,做好供给地下空间用水的应有的准备。
地下空间工程启动后,建议将饮水直饮管道同时铺设,地下空间建好后,直饮水龙头的直饮水欢迎进入地下空间工作、观光、娱乐的人们,直饮水龙头送入口腔的是18℃符合中华人民共和国国标的优质饮用天然矿泉水。
2026.2.28凤凰山