曹勁 王燦

（湖北省地質局水文地質工程地質大隊 湖北荊州 434020）

鄂西南巖溶地區(qū)水文地質測繪方法探討

曹勁 王燦

（湖北省地質局水文地質工程地質大隊 湖北荊州 434020）

本文結合巖溶地區(qū)1：5萬水文地質環(huán)境地質調查技術要求，對水文地質測繪工作手段地面調查、實測地層剖面、洞穴探測、示蹤試驗、長觀監(jiān)測等進行了詳細論述，為巖溶地區(qū)開展水文地質測繪工作提供參考借鑒。

巖溶地區(qū)；地質測繪；工作方法；參考借鑒

引言

鄂西南山區(qū)屬我國西部地區(qū)，由于地處偏遠、山高谷深、地形切割大、經濟比較落后等因素，巖溶地下水資源開發(fā)利用程度低。同時巖溶干旱、地下水污染等巖溶環(huán)境地質問題突出。在國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略實施十余年來，區(qū)內資源開發(fā)與基礎建設不斷加快和改進，為本區(qū)經濟發(fā)展注入了活力，也為區(qū)內地下水資源的開發(fā)提供了良好條件。因此，查明該區(qū)環(huán)境地質背景條件、巖溶水資源及開發(fā)技術條件，主要巖溶環(huán)境地質問題，編制巖溶水開發(fā)利用區(qū)劃方案，為推進西南巖溶地區(qū)干旱缺水現(xiàn)狀和地質環(huán)境綜合治理、地方經濟發(fā)展提供切實可行的依據(jù)。本文主要從水文地質測繪方法進行探討剖析。

1 工作方法

1.1 地面調查

巖溶地區(qū)野外調查一般采用1：5萬地形圖作底圖，各調查點采用手持式GPS定位后根據(jù)實際情況上到野外手圖上。以路線穿越～觀測點法為主，必要時輔以界線追索法。調查點密度控制：重點調查區(qū)為1～3個/km2、普通巖溶調查區(qū)為0.5～1個/km2、碎屑巖區(qū)點密度相應減小。調查路線長度為1000m/km2、調查路線間距為300～800m。所有野外調查點，均采用紙質卡片記錄，調查卡片中的附圖要詳細，附圖要有統(tǒng)一的、明確的線狀比例尺和圖例，根據(jù)調查側重點的不同共分為九種卡片，各種點的野外代號、圖例、調查內容分別詳細說明如下：

1.1.1 巖溶水點調查

對區(qū)內廣泛分布的地下河進口（伏流溶洞點，代號為K）、地下河出口（出水溶洞，代號為H）、巖溶大泉（枯季流量大于10L/S，代號為S）、巖溶裂隙泉（代號為S）、巖溶湖與巖溶潭（代號為S）、碎屑巖裂隙水（代號為S）都采用統(tǒng)一的水點調查卡片記錄，并按統(tǒng)一圖例標繪于野外草圖上。調查內容有：

（1）水點類型、位置與標高；

（2）地層層位、巖性及產狀；

（3）所處地貌部位及地貌特征；

（4）所處地質構造部位及其特征：斷裂帶的產狀、性質、延伸狀況、寬度、構造巖性狀、判別其導水或阻水狀況；褶皺構造的軸向、規(guī)模、縱張裂隙發(fā)育狀況等；

（5）測量其水位、水深、水溫與氣溫；

（6）描述水的物理性質：色、味、透明度等；

（7）用斷面法、三角堰、矩形堰、流速儀、量瓶法實測水點流量，并通過訪問了解其動態(tài)變化；

（8）繪制水點的水文地質平剖面圖或素描圖，表明其補、逕、排狀況；

（9）調查水點的補給邊界；

（10）水點的開發(fā)利用現(xiàn)狀：即利用方式、利用量、利用效益、存在問題及建議；

（11）調查水點的開發(fā)利用條件：排泄口提引水條件、筑壩蓄水條件、成庫條件、地下河天窗抽提水條件、地下河段打井開采條件等；

（12）現(xiàn)場測定水的水溫、pH、電導率、氧化還原電位、溶解氧等；

（13）地下水可開采潛力：現(xiàn)有潛力、地質工程可增潛力。

1.1.2 巖溶點調查

對調查線路上所見大小不等的所有巖溶個體形態(tài)：洼地、槽谷、地下河天窗、地下河進口、盲谷、斷頭河、落水洞、溶洞等進行定點描述，巖溶點代號為K，卡片的主要內容是：形態(tài)名稱、位置、高程、規(guī)模（高、寬、長）、層位與巖性、地質構造與地貌部位、繪制平剖面圖與攝影。要選擇小面積典型地段，統(tǒng)計單體巖溶形態(tài)發(fā)育個數(shù)，計算巖溶率。按統(tǒng)一圖例標繪于野外草圖上。要注重巖溶洞穴調查，查明其形態(tài)特征（高、寬、長）、分布與發(fā)育規(guī)律及與地下河的聯(lián)系等。

1.1.3 地質點調查

對調查線路上所經過的碳酸鹽巖巖組之間的分界線，重點是碎屑巖與碳酸鹽巖的分界線，主要是對區(qū)內地層層位及巖性界線進行調查。地質點的代號為D，調查描述的主要內容包括：

（1）地層層位及巖性分層序號：如嘉陵江組（T1j）第③巖性分層的代號記為：T1j3；

（2）巖石結構構造、結晶程度、成層狀態(tài)與層厚、顏色、產狀等；

（3）調查可溶巖與非可溶巖接觸帶內巖溶發(fā)育特征及地下水賦存特征；

（4）涉及到的碳酸鹽巖中各巖組所夾碎屑巖厚度大于5m者、或碎屑巖連續(xù)厚度大于5m者，要定分界點，并在野外清圖中反映，如大冶組（T1d1）底部碎屑巖段。

1.1.4 石漠化調查

主要是對區(qū)內石漠化的發(fā)育特征進行調查。代號為M，調查描述的主要內容包括：地理位置、現(xiàn)狀、分布、原因、時間、災情、治理狀況、發(fā)展趨勢及石漠化等級劃分：分為重度石漠化區(qū)（巖石裸露面積大于70%）、中度石漠化區(qū)（巖石面積在70～50%）、輕度石漠化區(qū)（巖石面積50～30%）、潛在石漠化區(qū)（巖石裸露面積小于30%）等。定點范圍本著能在圖上反映為準，即分布面積在0.5km2以上者。

1.1.5 洪澇災害點調查

對區(qū)內洪澇災害發(fā)育特征進行調查。代號為P，調查描述的主要內容包括：地理位置、現(xiàn)狀、分布、原因、時間、災情、治理狀況、發(fā)展趨勢等。

1.1.6 干旱缺水點調查

主要是對區(qū)內干旱缺水發(fā)育特征進行調查。代號為Q，調查描述的主要內容包括：地理位置、現(xiàn)狀、分布、原因、時間、災情、發(fā)展趨勢、冶理措施等。定點范圍（分布面積）至少在5km2以上。注：缺水量按每人40kg/日，牲畜按20kg/日，每畝地按200m3/年核算。

1.1.7 水污染調查

主要是對區(qū)內水污染環(huán)境地質問題進行調查了解。代號為R，調查描述的主要內容包括：受污染體名稱（地下河、泉、井等）及基本情況，污染區(qū)及外圍巖溶水文地質特征，污染源特征（污染物種類、位置、排施量、排放方式、排放途經等），巖溶地下水受污染特征（污染水質物理特征變化、分布范圍、程度、物理途經），污染對生態(tài)環(huán)境地質的影響及危害，巖溶水污染的發(fā)展趨勢，水污染的防治現(xiàn)狀及效果、下步防治建議等。

1.1.8 構造點調查

為了解區(qū)內儲水構造情況，代號為F，需調查富水斷裂帶及富水褶皺的形成條件、地下水賦存特征、富水性、富水范圍及裂隙發(fā)育情況等。主要調查內容是：斷裂帶的產狀、性質、延伸狀況、寬度、構造巖性狀、判別其導水或阻水狀況；褶皺構造的軸向、規(guī)模、縱張裂隙發(fā)育狀況等。

1.1.9 環(huán)境點調查

主要是對區(qū)內水土流失、工程滲漏等水文地質、工程地質、環(huán)境地質問題進行調查了解，代號為HJ，調查描述的主要內容包括：巖溶地質、地貌與第四紀地質、水文地質、工程地質、環(huán)境地質、土地資源、植被群落及生物多樣性，人類經濟-工程活動，放射性生態(tài)、旅游資源和礦產資源狀況及其開發(fā)引起的環(huán)境效應等。

1.1.10 需注意工程建設對地下水環(huán)境的影響調查

對公路、隧道、礦山開采和一些水利水電工程施工除應調查上述內容外，還應重點訪問調查以下內容：

（1）工程建設前后是否存在有地下水點的消失或增多情況，消失或新增地下水點的位置、流量、高程、出露層位等；

（2）消失或新增地下水點的消失時間與出現(xiàn)時間，水點消失前的物理現(xiàn)象，即水的水量、水溫、色、味、透明度等變化情況；

（3）對工程施工沿線的大小水點應重點訪問調查工程建設前后的水量、水溫變化情況，尤其是水點的補給區(qū)、逕流區(qū)、排泄區(qū)在工程建設影響范圍內的地下水點；

（4）分析水點消失或新增的原因。

1.2 實測地質剖面

（1）實測地質剖面的目標是為含水層細分作基礎；

（2）開展地質剖面實測，剖面實測精度為1：10000；

（3）實測剖面要選擇露頭清晰的地段開展，實測過程中若有土體覆蓋，應剝土實測；

（4）所選剖面要具有代表性，實測地質剖面過程中，對地層厚度等于或大于25m的巖性層，須劃分出來，地質剖面兩側端點必須用GPS定位；

（5）填寫實測地質剖面記錄表，剖面實測完成后，及時整理出剖面圖和相關說明。

1.3 洞穴探測

為了解地下河發(fā)育規(guī)律，需對一些巖溶洞穴（主要是地下河主、支管道和與之相通的落水洞、天窗等）進行專門性探測，對溶洞或地下河測制大比例尺洞穴底板展示圖、縱剖面圖及控制性橫斷面圖若干；對落水洞或豎井測制兩條方向相互垂直的大比例尺剖面圖及控制性水平橫斷面圖若干。

洞穴探測時需詳細記錄每段導線的長度、方位、坡度、洞穴管道規(guī)模等，還需調查洞穴洞口位置、標高、形狀、大??；洞穴所在地層層位、巖性與產狀、地貌與地質構造特征；洞內化學沉積與堆積物性狀；洞內地下水洪枯水位、水深、流速、流量、水溫、氣溫及生物等。

1.4 示蹤試驗

為證實地下巖溶管道的進出口是否連通和地下水流逕流特征，作示蹤試驗。

（1）用熒光素鈉、羅丹明、天來寶作示蹤劑，用AIbillia GGUN-FL30/FL24野外地表水和地下水熒光示蹤儀檢測地下河水出現(xiàn)異常變化作試驗。

（2）根據(jù)示蹤試驗長度、水力坡度、枯季地下河進出水段的流速，預估示蹤劑從投入點到達出口處所需時間，決定在出口處的檢測起始時間。

（3）試驗前作地下河水本底值檢測。觀測延續(xù)時間要求出現(xiàn)高峰后恢復本底值止。

（4）根據(jù)示蹤儀記錄數(shù)據(jù)繪制示蹤劑隨時間變化曲線圖，并編制示蹤試驗報告。

1.5 巖溶地下水動態(tài)監(jiān)測

工作區(qū)內對具代表性的地下河、巖溶大泉、表層帶巖溶泉及有水鉆孔的水溫、水位、流量進行動態(tài)監(jiān)測。

（1）監(jiān)測內容：水溫、氣溫、水位、流量、水質。

（2）流量測量方法：根據(jù)流量大小采用不同測流方法，Q＜500L/s者，設置固定堰測流；Q＞500L/s者采用流速儀斷面法測流；對水潭，用低速流速儀測定潭內不同深度的流速。

（3）監(jiān)測周期：動態(tài)監(jiān)測持續(xù)時間不少于一個水文年；水質監(jiān)測，于豐、枯水期分別采樣測試。

2 結語

鄂西南地區(qū)巖溶發(fā)育，地下水資源豐富，開發(fā)前景可觀。中國地質調查局于近期按圖幅推進開展了1：5萬巖溶水文地質調查，查明巖溶水文地質條件、巖溶發(fā)育規(guī)律、巖溶水系統(tǒng)特征，評價地下河、巖溶泉和蓄水構造的水資源狀況及開發(fā)利用的條件；系統(tǒng)總結巖溶水分布規(guī)律、構造控水特征及不同巖性及其組合的富水特點，提出工作區(qū)地下水開發(fā)利用區(qū)劃，為進一步開發(fā)利用地下水提供指導。對其進行深入調查與研究對環(huán)境保護、巖溶研究、國土開發(fā)、工程建設都具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文從工作方法方面進行論述，為鄂西南巖溶地區(qū)水文地質環(huán)境地質調查工作提供了借鑒參考。

P641

A

1004-7344（2016）04-0204-02

2016-1-20

曹 勁（1978－），男，工程師，本科，地質測繪專業(yè)，從事地質測繪、水工環(huán)地質調查評價工作。