陳 犇

(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局111地質(zhì)大隊(duì)，貴州 貴陽 550081)

0 引言

1 研究區(qū)概況

1.1 基礎(chǔ)地質(zhì)

研究區(qū)地層出露齊全，巖溶區(qū)面積12.96×104km2，占研究區(qū)國土總面積的71.7%。區(qū)內(nèi)先后經(jīng)歷了多個(gè)時(shí)期的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[7]，形成了復(fù)雜的構(gòu)造體系，進(jìn)而形成研究區(qū)內(nèi)巖溶含水層空間上具有平面分區(qū)和垂向分層的特征(見圖1)。

1-第四系 2-白堊系 3-侏羅系 4-三疊系 5-二疊系 6-石炭系 7-泥盆系 8-志留系 9-奧陶系 10-寒武系 11-青白口系 12-斷層 13-向斜 14-背斜圖1 研究區(qū)地質(zhì)略圖

在河谷侵蝕切割作用下，造就了區(qū)內(nèi)無平原支撐、南北大斜坡、地貌形態(tài)復(fù)雜多樣、正負(fù)地形及過渡斜坡地貌組合形態(tài)千變?nèi)f化，嚴(yán)格控制了區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄。

1.2 水文地質(zhì)背景

溶孔、溶隙、溶洞(管道)是研究區(qū)碳酸鹽巖中存在三種最基本溶蝕空間類型[5]，根據(jù)地下水的賦存條件、含水介質(zhì)組合類型和水動(dòng)力特征，區(qū)內(nèi)地下水類型劃分為三大類[6]。(見表1)

表1 研究區(qū)地下水類型一覽表

2 研究對(duì)象、數(shù)據(jù)采集與整理

2.1 研究對(duì)象

王明章等地下水的賦存、水動(dòng)力條件及排泄方式，將貴州省地下水系統(tǒng)劃分為“集中排泄系統(tǒng)”和“分散排泄系統(tǒng)”。按照集中排泄的形式，“集中排泄系統(tǒng)”可進(jìn)一步劃分為“地下河系統(tǒng)”和“巖溶大泉系統(tǒng)”。依此成果獲悉，研究區(qū)的基本研究單元為“以地下河為主的地下水系統(tǒng)”、“以巖溶大泉為主的地下水系統(tǒng)”和“以分散排泄為主的地下水系統(tǒng)”三類，共計(jì)1 055個(gè)(見圖2)。

圖2 研究區(qū)地下水資源評(píng)價(jià)分區(qū)圖

2.2 研究方法

本次研究主要采用的GIS軟件和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，開展研究單元內(nèi)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的相關(guān)分析。

2.3 數(shù)據(jù)采集與整理

研究數(shù)據(jù)主要是研究單元內(nèi)的水文地質(zhì)控制點(diǎn)的流量、涌水量，控制點(diǎn)數(shù)13 751個(gè)(見圖3)。

圖3 研究區(qū)控制點(diǎn)分布圖

2.3.1 水點(diǎn)

主要采集于2012年貴州省枯季地下水流量測(cè)量的數(shù)據(jù)，以及流域和圖幅水文地質(zhì)調(diào)查的數(shù)據(jù)，共計(jì)8 581個(gè)數(shù)據(jù)。其中，地下河出口1 458個(gè)、占總數(shù)的16.99%；枯季流量≥50 L/s的水點(diǎn)共計(jì)1 431個(gè)。(見表2和圖3)

表2 研究區(qū)控制性水點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表

2.3.2 水文地質(zhì)鉆孔

水文地質(zhì)鉆孔主要采集于2007-2015年貴州省地下水機(jī)井工程的數(shù)據(jù)，以及城市供水水文地質(zhì)勘查生產(chǎn)井等數(shù)據(jù)，共計(jì)5 170個(gè)。其中，抽水試驗(yàn)最大涌水量≥100 m3/d的水文地質(zhì)鉆孔3 886個(gè)、占總數(shù)的75.16%。

3 研究內(nèi)容

3.1 差異性和局限性

水文地質(zhì)控制點(diǎn)對(duì)不同類型地下水資源評(píng)價(jià)分區(qū)的控制存在差異性和局限性。本次統(tǒng)計(jì)的13 751個(gè)控制點(diǎn)中，“以地下河為主”和“以巖溶大泉為主”集中型排泄系統(tǒng)的控制點(diǎn)數(shù)8 223個(gè)、占總點(diǎn)數(shù)的59.80%，與該類研究區(qū)內(nèi)的巖溶發(fā)育特殊性、地下水賦存不均勻性一致(見表3)。

表3 研究區(qū)控制性水點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表

此外，本次控制性水點(diǎn)數(shù)據(jù)主要采用的2012年流量≥5 L/s枯季地下水流量測(cè)量數(shù)據(jù)，小流量的水點(diǎn)尚未參與統(tǒng)計(jì)，造成“以分散排泄為主的地下水系統(tǒng)”的水文地質(zhì)控制點(diǎn)數(shù)少，存在局限性。

3.2 分區(qū)性

平面上，水文地質(zhì)鉆孔控制點(diǎn)分布具有分區(qū)性。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：水文地質(zhì)鉆孔多分布于“以分散排泄為主的地下水系統(tǒng)”內(nèi)，點(diǎn)數(shù)2 769個(gè)、占水文地質(zhì)鉆孔總點(diǎn)數(shù)的53.56%。(見表3和圖3)

該區(qū)域主要為黔西南中三疊系、黔中三疊系、黔北寒武系一帶的白云巖區(qū)域，巖溶含水介質(zhì)組合類型以溶孔-溶隙為主，地下水賦存較為均勻，地下水開采井的成井率較高，即收集的水文地質(zhì)鉆孔數(shù)據(jù)對(duì)“以分散排泄為主的地下水系統(tǒng)”區(qū)域控制性顯著。而研究區(qū)南北兩大斜坡區(qū)內(nèi)，尤其是赤水河、烏江、南盤江、北盤江等深切河谷斜坡地帶為地下水集中型排泄系統(tǒng)區(qū)域，地下水開采井成井率低；控制點(diǎn)類型以地下河出口和巖溶大泉為主，分布零星。

3.3 適宜性

據(jù)上述分析成果，借助GIS軟件疊加地下水資源評(píng)價(jià)分區(qū)與水文地質(zhì)控制點(diǎn)可知：

水文地質(zhì)鉆孔的數(shù)量和涌水量，與“以分散排泄為主的地下水系統(tǒng)”評(píng)價(jià)分區(qū)的個(gè)數(shù)和面積呈正相關(guān)關(guān)系，控制程度強(qiáng)，適宜應(yīng)用于該類區(qū)域地下水可開采量的計(jì)算(見表4和表5)。

表4 研究區(qū)水文地質(zhì)鉆孔個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)表

表5 研究區(qū)水文地質(zhì)鉆孔最大涌水量統(tǒng)計(jì)表

“以地下河為主”和“以巖溶大泉為主”兩類型集中型排泄系統(tǒng)內(nèi)的地下河出口、巖溶大泉的個(gè)數(shù)與該類型評(píng)價(jià)區(qū)呈相反關(guān)系，大流量能夠很好控制該類型地下水系統(tǒng)的天然排泄量，其枯季流量亦能詮釋出該類區(qū)域地下水可開采量。(見表6和表7)

表6 研究區(qū)水點(diǎn)個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)表

表7 研究區(qū)水點(diǎn)流量統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)語

(1)研究區(qū)為西南巖溶山區(qū)中心，區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，在區(qū)域地下水資源評(píng)價(jià)時(shí)，歸類出“以地下河為主的地下水系統(tǒng)”、“以巖溶大泉為主的地下水系統(tǒng)”和“以分散排泄為主的地下水系統(tǒng)”三類型評(píng)價(jià)分區(qū)，控制性水點(diǎn)、水文地質(zhì)鉆孔對(duì)評(píng)價(jià)分區(qū)具有差異性、局限性、分區(qū)性和適宜性特征，在區(qū)域地下水資源量計(jì)算和水質(zhì)評(píng)價(jià)時(shí)宜選擇相應(yīng)的、適宜的控制點(diǎn)。

(2)影響貴州省巖溶山區(qū)區(qū)域地下水資源評(píng)價(jià)的因子諸多，不同地下水系統(tǒng)類型評(píng)價(jià)分區(qū)之間、同一地下水系統(tǒng)類型評(píng)價(jià)分區(qū)之間的地形地貌、水系、地層巖性、含水介質(zhì)等條件都不盡相同，可深入研究探索水文地質(zhì)控制點(diǎn)的流量、涌水量、滲透系數(shù)、給水度、水位、地下水動(dòng)態(tài)與各因子的空間分布和相關(guān)性規(guī)律。