羅瑋瀟,王若帆
(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局114地質(zhì)大隊(duì),貴州 遵義 563000)
地下水系統(tǒng)是水文地質(zhì)學(xué)的研究重點(diǎn)之一,也是地下水開發(fā)利用、污染防治、礦區(qū)地下水等研究的基礎(chǔ)。特別是在西南巖溶地區(qū),地形起伏多變、巖性、構(gòu)造復(fù)雜,為地下水系統(tǒng)的劃分帶來了較大的難度。因此,找尋巖溶地區(qū)地下水系統(tǒng)劃分的方法尤為迫切。
雖然目前對地下水系統(tǒng)的劃分沒有統(tǒng)一的定論,但是對地表水的流域劃分是得到了世界的公認(rèn),其原則是以河流、溪溝地表水文網(wǎng)為基礎(chǔ),以相鄰?fù)?jí)流域間的最高點(diǎn)連線(即地表分水嶺)為界,其考慮的出發(fā)點(diǎn)是大氣降水對各級(jí)流域的歸屬問題(集水單元)。目前依照貴州的實(shí)際情況,筆者認(rèn)為在水利部門劃分的地表水流域的基礎(chǔ)之上,細(xì)分至五級(jí)流域,在五級(jí)地表水流域的基礎(chǔ)之上劃分地下水系統(tǒng),較為符合目前的研究現(xiàn)狀,也能實(shí)現(xiàn)地表水流域和地下水系統(tǒng)的統(tǒng)一。
傳統(tǒng)的巖溶地下水系統(tǒng)類型劃分方法主要有:按照碳酸鹽巖石的裸露程度劃分為裸露型、覆蓋型、埋藏型3類;按照巖溶地下水的出露條件劃分為集中排泄的地下河系統(tǒng)、巖溶泉系統(tǒng)以及分散排泄系統(tǒng)。第一類劃分較好的反映了巖溶水系統(tǒng)的補(bǔ)給條件,第二類劃分則集中反映出了系統(tǒng)中地下水的水動(dòng)力條件和排泄條件。因?yàn)槎看_定含水巖組的類型、富水性、厚度、空間分布特征等,成為現(xiàn)階段和未來水文地質(zhì)領(lǐng)域的發(fā)展方向,所以按照巖溶地下水的出露條件劃分更為合理。
那么劃分地下水系統(tǒng)的關(guān)鍵就是找準(zhǔn)地下水系統(tǒng)的邊界,筆者通過對貴州省1:50 000水文地質(zhì)圖編圖工作,總結(jié)了地下水系統(tǒng)邊界劃分的兩大要素,即地表分水嶺和地質(zhì)邊界2大類,見圖1。
圖1 地下水邊界劃分分類Fig.1 Classification of groundwater boundary division
該次研究基于貴州省1:50 000水文地質(zhì)圖編圖松桃幅。松桃幅位于貴州省北東角,涉及包括貴州省銅仁市和重慶市在內(nèi)的9個(gè)行政鄉(xiāng)鎮(zhèn)。在1:50 000水文地質(zhì)圖編圖過程中,將松桃幅一共劃分為11個(gè)地下水系統(tǒng),見表1,圖2。
表1 巖溶地下水系統(tǒng)劃分統(tǒng)計(jì)表Tab.1 List of karst groundwater system division
根據(jù)水利部門對地表水流域的劃分資料,將該圖幅劃分為松桃河和梅江河2個(gè)四級(jí)流域,在此基礎(chǔ)之上將2個(gè)四級(jí)流域細(xì)分為4個(gè)五級(jí)流域,即松桃河干流、響水洞河、大路河、梅江河干流,并對其進(jìn)行編號(hào)。因?yàn)槲寮?jí)流域的河流為其流域范圍內(nèi)的排泄基準(zhǔn)面,所以以此為框架,進(jìn)行地下水系統(tǒng)的劃分。
最典型的為松桃幅內(nèi)的四級(jí)流域界限,該界限由圖幅北部延伸至圖幅西南部,為該圖幅梅江河(F070320)和松桃河(F070330)的地表分水嶺,同時(shí)也作為地下水的分界線,地下水分別向東西兩側(cè)的排泄基準(zhǔn)面排泄。
1.河流及溪溝;2.水庫;3.四級(jí)流域界線;4.地下水系統(tǒng)界限;5.地下水系統(tǒng)界限;6.地下水系統(tǒng)代碼及名稱;7.縣駐地;8.鄉(xiāng)(鎮(zhèn))駐地;9.村駐地圖2 流域及巖溶地下水系統(tǒng)劃分圖Fig.2 Division of basins and groundwater systems
以斷層作為系統(tǒng)邊界的條件是該斷層為深大斷裂,且為阻水?dāng)鄬?。上棚地下河系統(tǒng)較為典型,該地下河系統(tǒng)位于圖幅北部東方紅水庫周邊,系統(tǒng)代碼F070320-1-3,面積9.81 km2,見圖3。該系統(tǒng)南部邊緣為新華斷層,新華斷層為一挽近期活動(dòng)斷層,該斷層為平移斷層,本圖幅內(nèi)長19.05 km,斷距為200~1 500 m。受新華斷層的阻隔,在斷層處發(fā)育有地下河出口,該系統(tǒng)的地下水在此處排泄,因此以該斷層作為系統(tǒng)的邊界。
1.四級(jí)流域界線;2.地下水系統(tǒng)界線;3.下降泉;4.地下河道及出口;5.伏流入口;6.挽近期活動(dòng)斷層圖3 上棚地下河系統(tǒng)示意圖Fig.3 Map of Shangpeng ground stream systems
天塘山地下河系統(tǒng)位于圖幅北東部長興堡鎮(zhèn)東部一帶,系統(tǒng)代碼F070330-2-3,面積5.20 km2,見圖4。系統(tǒng)內(nèi)含水巖組為寒武系第二統(tǒng)清虛洞組(∈2q),巖性為灰、深灰色中厚層灰?guī)r。巖溶管道發(fā)育。而東西兩側(cè)為寒武系第三統(tǒng)高臺(tái)組(∈3g),巖性為粉砂質(zhì)、泥質(zhì)粘土巖夾泥質(zhì)白云巖,該地層中泥質(zhì)成分多,為清虛洞組灰?guī)r的相對隔水層,因此東西兩側(cè)以相對隔水的地層作為系統(tǒng)邊界。
1.地下水系統(tǒng)界線;2.下降泉;3.地下河道及出口;4.落水洞;5.巖溶洼地圖4 天塘山地下河系統(tǒng)示意圖Fig.4 Map of Tiantangshan ground stream systems
(1)巖溶地區(qū)地下水系統(tǒng)的劃分是在地表水的流域劃分的基礎(chǔ)之上而來的。
(2)巖溶地區(qū)地下水系統(tǒng)主要分為集中排泄的地下河系統(tǒng)、巖溶泉系統(tǒng)以及分散排泄系統(tǒng)3大類。
(3)地下水系統(tǒng)的邊界主要由地表分水嶺和地質(zhì)邊界確認(rèn)。其中地質(zhì)邊界又包括斷層和相對隔水的地層2類。