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北东距水河不到2km
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  岩溶地域地下水勘查中加强根本地质研究的需要性 (贵州省地矿局第二工程勘测院,贵阳550604)摘要:岩溶地域因其特殊的地质地貌前提而具有奇特的岩溶水资本构成和分布纪律,地下岩溶 的发育形成大气降水敏捷转化为地下水,不只地表水资本窘蹙,并且地下水资本的时空分布极不 平均.岩溶干旱现象严峻。在岩溶地域进行地下水勘测必需加强对根本地质的研究,精确查明勘 查区的水文地质前提,以削减地下水勘查中的失误。 关麓词:岩溶地域;地下水;勘查;根本地质 贵州省境内地下水资本十分丰硕,在地质机关前提适宜、地貌前提有益的部位常构成丰硕 的地下水。按照《贵州省地下水资本评价演讲》,贵州省岩溶地下水天然资本量为316.67亿 m3/a,占全省地下水资本总量的80%以上,是贵州省次要的也是最主要的地下水类型。然而, 因为岩溶地域因其特殊的地质地貌前提而具有奇特的岩溶水资本构成和分布纪律,地下岩溶 的发育形成大气降水敏捷转化为地下水,不只地表水资本窘蹙,并且地下水资本的时空分布亦 极不服均,岩溶干旱现象严峻。跟着西部大开辟计谋的实施,贵州省经济成长与经济扶植速度 敏捷加速,对水资本的需求量也敏捷添加,这对于本来就严峻干旱缺水的贵州岩溶山区,水资 源的欠缺必然将限制并影响经济扶植的成长速度。因而,加速岩溶水的勘查与开辟操纵势在 必行。本文通过对笔者近年来在岩溶地域进行地下水勘测中呈现的一些失误事例进行阐发总 结,以申明在地下水勘查中加强根本地质工作的需要性。 1深切河谷两岸应留意查明疏干区的分布范畴 贵州省在新机关活动期间,处于不竭抬升过程。跟着地壳的抬升,河道下切感化加强,形 成一些峡谷。这些峡谷地域的地貌有一个配合的特征是,深切河谷的两岸往往是一些相对平 缓的溶蚀谷地或岩溶毓地,而这些谷地或盆地与河谷之间的高差一般在200--400m之间。溶 蚀谷地(盆地)内地势平展,在适宜的机关前提和岩性前提的有益组合下,又往往构成一些富水 块段。近年来,我们成功地在这些地域查了然一批具有供水意义的水源地,如仁怀市核心城区 的中枢镇富水块段,其谷地地表超出跨越东门河150余米,但因为紧靠东门河的中枢断裂起阻水作 用,地下水在谷地中富集而构成富水块段。又如余庆县的构皮滩镇,地处乌江畔流斜坡地带的 一个溶蚀谷地中,受区域性机关的节制,构成承平局部富水块段,在块段中,单井涌水量达 1000m3/d以上。 仍是在这些地域,因为河谷深切,谷地中地下水疏干,构成疏干区。在疏干区内地下水位 埋藏深,富水性弱,在这些地域进行岩溶地下水勘测该当高度注重根本地质研究,以确定勘察 第一作者简介:裴永炜(1960一),男,成都地质学院水文地质工程地质系结业,高级工程师,持久处置水文 地质工程地质工作。 中国岩溶地下水与石漠化研究 靶区,避免丧失。 1997岁首年月,受仁怀市一家私营制鞋厂委托,我院为该厂施工一供水成井,合同商定单井出 水量达30m3/d即可。该厂位于仁怀市鲁班镇冠英村水口寺,地貌上为一溶蚀谷地,在距该厂 不到800m的冠英村,我院曾施工过一个供水井,日产水量达1 280m3/d,该厂北侧约2km为深 切的盐津河,两地高差180m。因为谷地地形平展,出露地层为寒武系中上统娄山关群白云岩, 该层的岩溶裂隙水含水平均,成为黔北富含地下水的次要供水层位,加之已施工钻孔证明冠英 一带为富水块段,因而在厂区内随便指了一个孔位起头施工。抽水试验中,孔内的动水位呈典 型地匀速下降形态,不到15rain,水位即降到了泵头,再也抽不出水了。随后,我们将钻孔向冠 英标的目的挪动了500m,仍然失败。 两孔的失败,迫使我们认识到根本地质的主要性。进一步的地面水文地质查询拜访与物探成 果材料阐发表白,在冠英与鞋厂之间具有一条阻水断裂机关——水口寺断层,并且在断裂的冠 英一侧,电阻率曲线呈现低阻形态,而鞋厂一侧则较着为高阻。水口寺断层距鞋厂约250m,上 游的地下水受断层阻隔在冠英一带富集,而鞋厂到盐津河一带,为地下水疏干区,白云岩中的 岩溶裂隙水被疏干。 通过度析,找准了症结,将孔位再往冠英标的目的挪动200m,打出了日产840m3的供水井(图 l断层及缩号;2地质界线.寒武系中上统娄山关群;8奥陶系下统桐梓红花圃 2石灰岩分布区地下水勘查应留意查明地下河管道分布位置 贵州省境内碳酸盐岩普遍分布,次要岩性为灰岩和白云岩。在灰岩分布地域,地下岩溶发 育,往往构成岩溶管道,地下水沿岩溶管道径流并多构成地下河,地下水埋藏较深且集中径流。 因此这些地域大多是省内极其干旱缺水的地域,“地下水滚滚流,地表水贵如油’’是这些地域缺 裴永炜等.岩溶地域地下水勘查中加强根本地质研究的需要性 251 水形态的实在写照。 这些地域虽然地下水丰硕,但因为地下水集中径流,地下河管道成为该地下河径流区域的 地下水分泌“基面”。在这些地域进行地下水勘查必需精确查明地下河管道的位置,不然就会 呈现“差之毫厘,失之千里”的场合排场。虽然如斯,要真正查明“管道”位置却并非易事,同时也是 每一个水文地质工作者所必需配合面临的一个课题。 1998年至2000年在安龙县笃山地下水勘查中,即呈现了上述问题。 安龙县笃山村在贵州省乡镇撤并建之前为~乡当局地点地,出露地层为二叠系中统垄头 组灰岩。据1:20万安龙幅水文地质普查材料,四方洞地下河在原笃山乡当局南侧约800~ 1000m』tl:颠末。该地下水源西起安龙县的大梨树,流经笃山后向北东标的目的径流。在距笃山约 12kin的贞丰县的四方洞地下河出口排出地表,物探材料猜测地下河管道在笃山一带埋深 30m摆布。原笃山乡当局一带地表岩溶发育,仅落水洞就有4个。因为地表岩溶发育,地下水 埋深较大,构成了极为严峻的干旱缺水情况,每逢干旱季候,本地居民必需到lO余千米之外去 拉水,学校的数百名师生被迫“放假”。在这里进行地下水勘测过程中,在地下河的北侧先后布 置了3个钻孔,距地下河管道比来的一个孔约lOOm,孔深别离为150--200m,但3个孔均都未 打到地下河管道上,7L内地下水也没有与地下河管道连通,因此3个钻孔均为“干孔”。 通过进一步的查询拜访与阐发发觉,布孔时因为过度强调了成井后便于管埋,而忽略了岩溶管 道水分布区地下水的不均一性,从而导致}L位确定不精确。 在遵义县石板乡一地下河管道勘查中,岩溶水的不均一性及查明岩溶管道位置的主要性 更能申明问题。该地下河管道发育在三叠系下统茅草铺组灰岩中(图2),人们能够通过“天 窗”进入该管道,管道内地下水位距地面约25m。为便于取水和庇护情况卫生,拟通过钻孔将 水抽出,最后只颠末粗略估算后,便确定了孔位,当施工至40m时,起头进行抽水试验,成果孔 内没水。颠末孔内爆破,仍未能与管道连通。随后,再次进入管道复查并验算,发觉孔位偏移 地下河管道仅约0.8m,从头确定孔位,仅将孔位挪动1.5m,即获得成功。 3准确辨别地层岩性是岩溶地域地下水勘查中不成贫乏的环节 精确辨别地层岩性是岩溶地域地下水勘查中一个不容轻忽的问题,也是一个不成贫乏的 环节。分歧类型的碳酸盐岩地层,其岩性分歧,富水性也差别极大,目H使同是白云岩地层,也可 能因其泥质含量分歧,而导致富水性的差别。因而,一旦地层岩性的辨别判断失误,其成果也 就与“希望”相差甚远。 1998年,我们在息峰县温泉镇露台村供水勘查施工中,因为错误将寒武系中统高台组判 断为中上统娄山关群,导致勘查项目失利。息烽温泉镇露台村位于息烽温泉北西约5kin的一 处溶蚀谷地中,因为在谷地的出口处有一横向断裂机关通过起阻水感化,因而在谷地的出口处 有一系列岩溶泉出露和池沼地分布。在前期的供水勘查论证过程中,因为将寒武系中统高台 组误认为娄山关群白云岩,加之地表的各种“富水”迹象,因此也就误认为这里富水性好,是良 好的富水块段,成果钻孔施工竣事后,抽水试验成果表白该井出水量不足300m3/d,与业主方 要求的单井涌水量应达l OOOm3/d以上、最低不少于500m3/d相差太大。过后查明其岩性应 为高台组白云岩(图3)。 余庆县花山乡的供水勘查也呈现了雷同的错误,在这里是将寒武系下统清虚洞组二段的 薄层泥质白云岩错误地鉴定为寒武系中上统娄山关群白云岩地层。余庆县花山乡岩溶水出露 252 中国岩溶地下水与石漠化研究 电探1—1地质剖面及p s曲线与p s断面图 ps(0.m) 横比例 l:10 000 1070 970 070 70 断层及编号;2岩溶管道;3钻孔及编号;4泉及编号;5地层产状6地下水流向;7三叠系中统赖石科组;8.石灰岩 裴永炜等.岩溶地域地下水勘查中加强根本地质研究的需要性253 500 0500 1000 1500 III囤3息烽县露台寺水文地质略图 同,网s冈。同10田n同121断层及编号;2.地质界线寒武系中统 高台组;8.寒武系中上统娄山关组;9二叠系下统;10.二叠系上统;11三叠系下统;12.三叠系中统 地层为寒武系下统清虚洞组一段灰岩地层,该层岩溶发育,地下水通过岩溶管道向乌江畔流径 流分泌,其南侧为清虚洞组二段薄层泥质白云岩,该层并不富水,但受泥质夹层阻隔可构成地 下水的相对富集,地表有一些流量不大(tb于o.5L/s)的泉点出露和池沼地分布。按照区域水 文地质勘查材料,该层单井涌水量一般在200m3/d摆布。在现场踏勘过程中,我们将寒武系 下统清虚洞组一段灰岩与二段白云岩的一般接触界线误认为是断裂机关,并将二段的薄层泥 质白云岩误认为是富水性较好的娄山关群的白云岩(在附近的构皮滩镇的娄山关群的白云岩 中施工的供水井,出水量为1 200m3/d)。 在施工过程中,当孔深达123m时,孔内水位俄然下降,跟着孔深的逐步添加,孔内水位也 较着地下降,当孔深达到147m时,孔内水位已测不到了。 颠末现场从头勘测并对钻孔岩心阐发,查了然该层的切当层位应是寒武系下统清虚洞组 二段的薄层泥质白云岩,孔内地下水是在钻进中将清虚洞组二段泥质白云岩钻穿后进入一段 灰岩时,因为一段灰岩为乌江畔流的地下水疏干区,地下岩溶管道发育,地下水位埋藏深,径流 速度快,二段内的地下水敏捷通过钻孔漏入下伏的一段灰岩中。在该钻孔的处置过程中,我们 采用堵塞的方式,在120m处,用塞子将120m以下堵住,孔内水位逐步恢复。虽然如斯,但由 于地层鉴定错误,二段富水性差,因而成井的现实出水量仅150m3/d摆布(图4)。 4查明地质机关是岩溶地域地下水勘查的环节 在岩溶地域进行地下水勘测必需查明勘查区的水文地质前提,而决定水文地质前提的一 个主要要素是地质机关,地质机关对地下水补给、径流、富集起着节制感化。在统一地貌单位、 254 中国岩溶地下水与石漠化研究 逐个—————————————————————————————————————————————-————————————————————-————_————’——————一 500 0500 l000 l500 III图4余庆县花山乡水文地质略图 A一剖面示企图 小河 同9同10网11冈12目13圈14 1.断层及编号;2.地质界线寒武系下统金鼎山 组;7.寒武系下统清虚洞组一段;8寒武系下统清虚洞组二段;9寒武系中统高台组;10.寒武系中 上统娄山关群;11.奥陶系下统桐梓红花圃组;12奥陶系下统湄潭组;13.石灰岩;14.泥质白云岩 统一含水岩组中,因为所处的机关部位分歧,钻孔的出水量有着天地之别。在贵州省的良多地 方都有这种环境,如前面谈到的仁怀市水口寺断层就是如斯。在现实勘查过程中,各类断裂构 造、褶皱机关往往被第四系土层笼盖,地表很难发觉,这恰是在岩溶地域进行地下水勘查的难 点。因而在岩溶笼盖区,必需通过当真开展野外水文地质查询拜访,在查清水文地质前提的根本 上,连系开展物探的工作功效,对区域的地质机关前提进行当真的分析阐发研究,不然,对地下 水的勘察就很难取得优良的结果。 4.1断裂机关 在对地下水勘查中,因为没有查清断裂机关位置而导致勘查失败的教训比力多。1996 年,我院在遵义县三合镇刀靶移民村进行供水勘查时,因为未作细致查询拜访,先布了~个钻孔。 该孔按设想要求施工到150m时进行抽水试验,出水量不到30m3/d,达不到合同商定的水量 而报废。 移民村位于遵义县三合镇刀靶,南距乌江不到lOkm。地处乌江流域的两个小主流——大 麻水、刀靶水的分水岭地带,北东距水河不到2km,西距刀靶水河仅1.5km。移民村内海 裴水炜等岩溶地域地下水勘查中加强根本地质研究的需要性 255 拔最高点1 058m,最低点955m,相对高仅103m。移民村内岩溶凹地发育,凹地地表汇水面积 约1.Okm2,凹地底部超出跨越水河床30余米,超出跨越刀靶水河床40m。移民村南部(非移民村 范畴)有一小泉,低于凹地底部约30m。移民村内出露的次要地层为二叠系下统茅口组灰岩, 东部为二叠系上统龙潭组泥页岩,西侧为三叠系下统夜郎组泥页岩(局部)、茅草铺组灰岩(主 要),凹地发育在茅口组灰岩中,为村内可供选择的专一含水岩组。移民村在机关上位于遵义 复向斜马石岩背斜中,东为舟水桥向斜,西为南北向斜,马石岩背斜在地势上高于西侧的向斜, 背斜中地层出露完整,核部次要为茅口组灰岩地层(图5)。 500 0500 1000 1600 me同,网8砸Tlyi-j 1.断层及编号;2.地质界线二叠系下统茅口组;8二叠系上统龙潭组;9,三叠系下统夜郎组第沙堡湾及玉龙山段;10.三叠系下统 夜郎组九级滩段;11三叠系下统茅草铺组;12三叠系中统松子坎段;13.三叠系中统狮子山组 移民村附近发育有4条断层,此中北北东一南南西标的目的的压扭性断层,与背斜轴平行,分 布于背斜西翼。(Fl、F2)两断层均发育于茅口组灰岩中,都是阻水断层,Fl断层对村内供水影 响最大。F3、F4两断层走向南东东一北西西,近于轴向垂直,为两条平行的张扭性断层,别离 发育在移民村的南北两头,距移民村各有lkm以上,这两条断层亦具阻水性质。村内出露的 岩层中,以走向裂隙和横向张裂隙最为发育。因为地形前提与地质机关的节制,使得该处在地 表分水岭地带的移民村峰丛凹地构成了一个相对独立的水文地质单位。其水文地质特征为: (1)北部虽接近水河,但受Fl阻隔,地下水不成能北移,北部地势相对较高,为地下水 补给区。 (2)东部为龙潭组泥灰岩地层,地下水受泥灰岩阻隔东流无路;别的东部为附近最高山脉. 龙潭组与茅口组灰岩界线接近山脊线,大片的茅口组灰岩分布区亦为地下水补给区。 (3)西部F2、F3(北北东向)两断层为高角度逆冲断层,为阻水机关。 (4)南部F3(jt西向)断层阻遏了地下水向南继续运移,地下水在这里溢出地表成泉。 256 中国岩溶地下水与石漠化研究 (5)移民村内的凹地位于Ft、F3两断层中部,凹地底部相对位置较低,其西端发育有一落 水洞(位于F.断层西侧15m),旱季凹地内的积水和凹地底部涌出的水经此落水洞排走。 综上所述,在这个水文地质单位中,地下水在接管大气降水补给后,由南向北运移,凹地位 于该单位的地下水径流区。因为凹地底部位置相对较低,旱季常呈现部门地段涌水现象。近 于平行走向的裂隙和垂向的横张裂隙发育,为地下水的渗入、汇集供给了优良的通道。 第一个孔布在凹地西部F,断层带上,该当申明的是,该断层在已有的任何材料上都没标 注,地表迹象因笼盖层较厚而不显著。钻孔西侧约15m为落水洞,东侧20-40m处,旱季有涌 水现象。钻孔开孔在断层西盘上,仅10余米即见断层角砾岩,至30余米见炭化泥岩(断层 泥),其往下不断为断层角砾岩和断层泥,角砾胶结慎密,岩溶不发育,至150m终孔,岩心仍为 断层角砾岩。虽上部有10余米茅口组灰岩地层,但因为位于Fl断层西盘,没有什么汇水面 积,即几乎没有地下水补给,故该孔抽水试验不足30一/d。 按照~孔孔位及其揭露的断层特点与附近地表岩溶发育环境等,我们判断地将孔位东移 50m,获得成功,单井出水量达3‰,/d。 在岩溶地域进行地下水勘查中因轻忽断裂机关的感化而导致失误的另一个较为典型的事 例是遵义市开辟区高桥镇高水村的供水勘查。该村原有一口饮用泉水,因建筑高速公路将此 泉埋掉,作为补偿,公路扶植批示部同意打一供词水井还给该村。我们在现场进行了简单的水 文地质查询拜访,在该泉出露位置,沿岩层走向标的目的挪动了近100m,确定了第一个的孔位,成果该 孔正好打在了断层带上,在孔深100m时进行试抽水,水量不足50rn3/d。因为其时从孔内揭 露的岩性为灰岩,认为能够将该:fL自n深到150m,并要求继续施工,达到150m后,进行抽水试验, 成果出水量仍然不足50m3/d。该孔失利的缘由恰是轻忽了根本地质工作的成果,缘由如下: (1)在布孔前虽已查了然泉水出露位置及出水层位,但没想到断层的具有,认为该泉的出 鼹是受地形地貌前提的节制。若是其时当真阐发泉水的成因并查明断层的位置,间接将孔西 移30m以上就可一次获得成功。 (2)钻机出场后,在开挖轮回水池时,就挖到断层泥岩,但现场的地质辑录人员没有当真观 察和及时上报,忽略了这一现象,得到了纠错机遇。 (3)当孔深钻至30余米时,孔中呈现断层泥(炭质泥),虽认识到了是阻水断层,但误认为 是次级小机关,且断面西倾,只需穿过断层带就可能成功,带着这种侥幸心理去施工。 (4)当孔深在70余米、90余米又别离见到断层泥及断层角砾岩、裂隙不发育等无水现象 时,仍抱着侥幸心理,且不敢无视失败,盲目要求仍打到原设想孔深。 (5)当孔深达到100m并进行试抽水而证明该孔水量小而达不到设想要求时,却因在孔内 又“发觉”了三叠系下统夜郎组玉龙山段灰岩地层,误认为曾经穿过断层带进人了含水岩层,而 没有留意研究在岩溶地域因断层带阻水感化往往构成上盘富水、下盘贫水的一般纪律。 通过再次的现场勘查,当真地阐发第一孔的材料,进一步加强根本地质工作,频频阐发,大 家分歧认为: (1)在勘查区内有一阻水的断层机关,布孔应避开断层。 (2)区内旱季无数处涌水,申明区内具有地下水富集的地质前提和地貌前提,且地下水位 埋深不大。 (3)从地形地貌、地质机关、地层岩性等根基的地质前提判断、阐发表白,断层的东盘为富 水盘,次要含水层位是三叠系下统夜郎组玉龙山段灰岩地层和二叠系上统长兴组灰岩。新布 置的孔位应向东移。 裴永炜等岩溶地域地下水勘查中加强根本地质研究的需要性 257 通过当真阐发,同一了认识,改变了勘查方案,成果打出了合适合同要求的水量。 42褶皱机关 2000年,我院在遵义市新蒲镇施工供水井时,将孔位安插在新蒲背斜的核部。新蒲背斜 为一区域性储水机关,核部出露地层为寒武系中上统娄山关群白云岩,此前,我院曾在这一区 域进行过水文地质勘查,并在该背斜的翼部施工过几口水井,单井出水量均在500m3/d以上, 经勘查与供水成井施工均证明该储水机关富水性较好。然而,当按设想的孔深施工到150m 终孔时,抽水试验揭示出水量不到200m3/d,因达不到合同要求的300m3/d的水量,叉将孔深 加到200m,才根基满足合同要求。可见在背斜轴部,跟着孔深的添加,裂隙发育程度削弱,含 水岩组富水程度降低,从而导致在核部钻孔的出水量较在翼部钻孔的出水量要低。 5竣事语 从以上所列的供水勘查中获得的经验教训,能够看出在岩溶地域进行地下水勘查时,出格 是在布设勘察孔孔位和戒井施工过程中,必需加强根本地质的研究,既要重视对宏观地质构 造、地层岩性、地形地貌、地表水与地下水的转化关系的查询拜访研究,又要留意对小型机关与微地 貌的研究;既要研究岩溶地域地下水埋藏与分布的一般纪律性,又要研究其在分歧水文地质条 件下的特殊性。同时在施工过程中应出格留意对野外水文地质查询拜访和钻探获得的第一手地质 材料进行当真地阐发与研究,不竭总结和堆集在岩溶地域地下水勘查的成功经验。只要如许, 才能避免孔(井)布设与施工的盲动性.获得较高的成功率。 参考文献 J蒋忠实等.我国南方表层岩溶带及其对岩溶木的词蓄功能中国岩溶.2001.20(2):106[2]韩至均等贵州省水文地质志北京:地动出书杜,1996 [3]裒道先主编中国岩溶学北京:地质出书社,1993 ’【4]朱远峰等岩溶永系统方式及使用南宁:广西科学手艺出书社,1996 [5]杨明德等论贵州岩溶水赋存的地貌纪律性.中国岩溶,1982,(1) NECESSITY OF TIlE FOUNDATION GEOI。oGY s,兀fDY ON GROUNDWATER SURVEY IN KARST AREA Pei Yongwei Chen Ping Mu Gang (The Second Engineering Geology Institute. Bureau ofGeology Mineral,Guiyang 550004,China tAbstract:The special formation distributionlaw karstwater reLcuices resultedfrthe speciaI geology geographconditions ka/'staroxl The development undergroundkant re— suits quickconversion from rainfall groundwaterThe consequence onlvresuhs waterremurees,but aIso unevendistrihutioa timeaad space serious.Toinvestigate groundwater karstarea,the foundation g印logv must studied【norder reduceerrol'sin groundwaterinvestigation,the hydfogdog一 258 中国岩溶地下水与石漠化研究 ica]conditions must foundOUt accurately The essentiality foundationgeological research paper,basedOil sunmmrizing 80me error cases karstwater investigation recentyears Key words:Karst area;Groundwater;Investigation;Foundation geology

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