彭洁杜真科
(1.贵州水利水电职业技术学院,贵州贵阳 550000;2.贵州煤田黔中地质咨询有限公司,贵州贵阳 550000)
研究区位于云贵高原东原,武陵山脉南东麓,地区总的特征南东高北西低,中间隆起。海拔标高270~976m,最高点位于区南东侧大水溪,海拔976m,北部三叉河一带海拔标高270~330m,为区内的最低侵蚀基准面。按地貌的成因类型划分为:溶蚀、溶蚀-构造、侵蚀-构造三种地貌,并以岩溶组合形态、山体及沟谷形态划分出4种组合类型。
1.2.1 地质构造
研究区内大地构造位置属扬子陆块江南复合造山带黔南坳陷区铜仁复式褶皱变形区,区内断裂、褶皱发育,断裂形成时间为燕山期。由于受多次运动影响,形成了一套较复杂的构造应变图像。按构造形迹的展布方向,将图幅内划分为北北东向、北东向、北东东向三组,幅区褶皱以向斜为主,分别为铜仁复式向斜、和田向斜、老屋场向斜、万山向斜。
1.2.2 新构造运动
研究区内的新构造运动主要表现为地壳的块体抬升,它控制了区自北西向南东各级剥夷面标高渐高,具有大面积间歇性掀斜隆起的特点。
研究区内主要分布碳酸盐岩及少量碎屑岩,碎屑岩面积40.67km2,占8.88%,碳酸盐岩面积417.33km2,占91.12%,其中以娄山关组出露最多面积为174.87km2,地层岩性以白云岩为主,次之为灰岩。
灰岩分布区,岩层倾角总体上5°~25°,地貌组合类型以峰从洼地为主,岩溶作用发育,地表岩溶个体形态以岩溶洼地、天窗、落水洞为主,沿向斜轴线方向形成单支状地下河管道。岩溶形态多分布在490~580m高程上。
白云岩分布区,岩层倾角总体上10°~25°,地貌组合类型以峰从谷地、垄岗谷地为主,白云岩地区地表岩溶个体形态主要为岩溶谷地,局部发育天窗、落水洞为主。岩溶形态多分布在600~800m高程上。深度的增加,地下水径流强度、循环交替速度和溶蚀能力逐渐减弱,岩溶发育强度也相应减弱。岩溶发育在垂向上表现为由上至下渐次减弱的特征。
区内地下水主要划分为碳酸盐岩岩溶水、基岩裂隙水及松散岩类孔隙水三大类型。地层岩性以白云岩占主导,根据出露地层岩性组合特征及收集的野外调查资料、钻孔揭露的含水介质空间分布情况等综合因素,将区内碳酸盐岩类岩石含水介质组合类型划分为四类:溶洞-管道、裂隙-溶洞、溶孔-溶隙、溶洞-裂隙。
溶洞-管道组合类型:该种含水介质组合类型是指地下水运移及赋存的空间主要为具有一定规模的溶洞、管道,地表岩溶洼地、落水洞等密集发育,且形成明显的地下河及伏流管道,含水介质极不均匀。
裂隙-溶洞组合类型:该种含水介质组合类型是指地下水运移及赋存的空间主要为岩溶裂隙及小型溶洞,地表一般发育有岩溶洼地、落水洞的个体形态,但又未形成地下河管道,含水介质不均匀。
溶孔-溶隙组合类型:该种含水介质组合类型是指地下水运移及赋存的空间主要为溶孔、溶隙,地表岩溶个体极少见,但垂向上岩溶却又密集发育,但发育的个体以极小规模的溶孔、溶隙为主,无大规模的裂隙、溶洞,含水介质相对较均匀,成为地下水富集的空间。
溶洞-裂隙组合类型:是指碳酸盐岩与非碳酸盐岩互层、非碳酸盐岩夹碳酸盐岩地层分布区含水介质的组合特征,该含水介质组合类型指地下水运移及赋存的空间主要为发育于碳酸盐地层中的小型溶洞、网络状裂隙及碳酸盐岩与非碳酸盐岩盐接触带上的层间裂隙,含水介质不均匀。
研究区地下水主要以大气降水补给为主,地表水补给为辅;地下水接受补给的方式主要为分散补给,大气降水沿岩石的构造裂隙、风化裂隙、溶孔溶隙、裂隙溶洞、落水洞等通道缓慢渗入补给地下水;不同的地下水系统地下水径流、排泄有所不同,主要受地质构造、地形地貌及地表水文网的控制。总体上,区内地下水在最低排泄基准面的控制下,以四级地表分水岭为界,北部地区由南西向北东径流,南部地区由北西向南东径流,排泄形式上表现为:碎屑岩、白云岩及不纯碳酸盐岩分布区,地下水主要沿不同成因发育的裂隙呈分散流状径流,流量大小受其补给面积的宽窄、岩层产状的陡缓控制,分散排泄,动态变化一般较稳定;灰岩出露区,地下水多沿岩溶裂隙及小型溶洞呈分散流状径流、排泄,部分以管道流形式集中径流、排泄,一般泉点流量较大,多出露于切割河谷。
地下水水位的埋深程度取决于大气降水渗流至潜水面所经历的垂直循环带厚度,而不同的地貌组合类型发育的垂直循环带所表现出的差异决定了地下水水位的埋深情况。不同地貌类型、地层岩性组合在一定程度上体现了地下水的径流特点,进而反映出地下水水位的埋深情况,如图1所示。
岩溶地下水分布位置高、埋藏浅、分布均匀,可分散就地供水的优点,对于没有平原、耕地稀少、土地与人口居住分散的贵州岩溶石山区而言,作为对社会和经济发展、生态环境及民生改善具有重要意义。尤其对解决岩溶山区分散村寨的农村人畜饮水机耕地灌溉具有重要的意义。
贵州省岩溶环境极为脆弱,在人口密集区,生活污水、农业污染依然使岩溶水遭受污染隐患,因此岩溶水环境保护和治理也将成为贵州省重要的、长期的工作之一。
图1 地下水水位埋深
图4 计算位移