摘要：基于在黃河流域長孝巖溶水系統(tǒng)開展的1∶5萬水文地質(zhì)調(diào)查工作，系統(tǒng)總結(jié)了該水文地質(zhì)單元的邊界條件、含水巖組分布及富水性空間分布特征，分析了區(qū)內(nèi)地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件與地下水動(dòng)態(tài)變化特征，探討了黃河長孝單元與周邊地下水的相互作用。黃河向北側(cè)補(bǔ)給孔隙水，向南側(cè)補(bǔ)給孔隙水及巖溶水，其中對(duì)孔隙水側(cè)滲補(bǔ)給帶范圍至王營村—龐道口—太平莊—姚河門村一帶，對(duì)巖溶水補(bǔ)給主要發(fā)生在望口山村至柳河圈村一帶、孝里鎮(zhèn)勝利村附近。圈定了以朱砂洞組為含水巖組的雙泉鎮(zhèn)段店村裂隙巖溶水富水地段、以三山子組馬家溝群為含水巖組的歸德孝里馬集裂隙巖溶水富水地段，分析其富水機(jī)理，總結(jié)了層間巖溶斷層阻水型及單斜斷裂型兩種基巖蓄水構(gòu)造模式，可為該區(qū)域找水定井提供參考。

關(guān)鍵詞：長孝巖溶水系統(tǒng)；地下水動(dòng)態(tài)特征；蓄水模式；黃河流域

中圖分類號(hào)：P641.134""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""" doi：10.12128/j.issn.16726979.2024.03.015

0 引言

我國北方巖溶水多以相對(duì)獨(dú)立單元進(jìn)行循環(huán)，構(gòu)成一系列規(guī)模不等的巖溶水系統(tǒng)［1］，具有“巖溶含水層連續(xù)沉積巨厚，資源要素構(gòu)成多、地下水資源分布不均、轉(zhuǎn)化關(guān)系復(fù)雜、環(huán)境質(zhì)量脆弱”等特點(diǎn)［2］。巖溶地下水在魯中地區(qū)城鄉(xiāng)居民供水、工農(nóng)業(yè)發(fā)展及能源基地建設(shè)中發(fā)揮著不可替代的支撐性作用，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，地下水開采量急劇增加，人類活動(dòng)影響加劇，資源型缺水及水質(zhì)型缺水已成為制約區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大問題［34］。

濟(jì)南市面臨供水和保泉的雙重壓力，水資源供需矛盾尤為嚴(yán)峻［5］。長孝水文地質(zhì)單元位于黃河流域濟(jì)南段，為典型的單斜巖溶水系統(tǒng)，區(qū)內(nèi)匯水面積廣，地下調(diào)節(jié)庫容大、水量水質(zhì)穩(wěn)定，建有長孝水源地（曹樓、三官廟、薛莊井組）向濟(jì)南市區(qū)供水約5萬m3/d。前人對(duì)該巖溶水系統(tǒng)的研究主要針對(duì)長孝水源地開展，例如1986年開展了長清孝里鋪地區(qū)供水水文地質(zhì)勘探，2011年開展了長孝水源地曹樓井組階段性開采抽水試驗(yàn)等，而對(duì)巖溶水上游補(bǔ)給區(qū)及孝里鎮(zhèn)以西、黃河北等下游排泄區(qū)勘查精度仍然較低，對(duì)于黃河水與周邊地下水的相互作用關(guān)系研究較少。

本文在總結(jié)前人研究基礎(chǔ)上，結(jié)合山東省自然資源廳地質(zhì)勘查項(xiàng)目“山東省1∶5萬孝里、石橫幅水文地質(zhì)調(diào)查”（魯勘字〔2021〕46號(hào)），系統(tǒng)掌握長孝巖溶水系統(tǒng)水文地質(zhì)條件、動(dòng)態(tài)特征、地下水循環(huán)及賦存規(guī)律，總結(jié)蓄水模式，尋找優(yōu)質(zhì)富水地段作為濟(jì)南市后備供水水源，對(duì)指導(dǎo)地下水資源開發(fā)利用規(guī)劃、城鎮(zhèn)建設(shè)、服務(wù)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展等具有重要意義。

1 研究區(qū)概況

1.1 氣象水文

長孝巖溶水系統(tǒng)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。區(qū)內(nèi)多年平均氣溫14.2℃，無霜期202d，年平均降水量為657.7mm（1951—2022年）。降水多集中在7—8月，占全年降水總量的60%左右。

研究區(qū)位于黃河流域，地表水系較為發(fā)育，黃河是區(qū)內(nèi)最主要河流，自平陰縣望口山村進(jìn)入研究區(qū)，沿濟(jì)南市境逶迤東北，其支脈河流均從東側(cè)南岸匯入，主要有南大沙河、清水溝等［6］。

1.2 地形地貌

研究區(qū)位于魯中南構(gòu)造侵蝕為主中低山丘陵區(qū)與魯西北沖積平原區(qū)的過渡地帶［7］，地形東南高，西北低。東南部屬低山丘陵區(qū)，基巖裸露良好，海拔一般80～441m，切割深度一般為50～300m，屬構(gòu)造剝蝕成因。西北部黃河沖積平原呈自東南向西北緩傾的平原地形，海拔一般30～35m。

1.3 地層巖性

研究區(qū)位于華北地層區(qū)、魯西地層分區(qū)［8］。區(qū)內(nèi)地層出露較為齊全，由東南向西北依次為新太古代泰山巖群變質(zhì)巖；古生代寒武紀(jì)朱砂洞組白云巖，饅頭組頁巖、砂巖及薄層灰?guī)r，張夏組灰?guī)r，崮山組薄層灰?guī)r夾頁巖；炒米店組竹葉狀灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r；奧陶紀(jì)三山子組白云巖，馬家溝群厚層灰?guī)r、白云巖。石炭二疊系隱伏于黃河北趙官鎮(zhèn)一帶，以砂質(zhì)頁巖、黏土巖為主。新生代新近系僅發(fā)育明化鎮(zhèn)組，分布于黃河西北部沖積平原，以鈣質(zhì)黏土為主；第四系在區(qū)內(nèi)主要分布于山前沖洪積平原及黃河沖積平原，以粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂為主。

1.4 構(gòu)造體系

研究區(qū)地處魯中隆起，位于泰山凸起及齊河潛凸起兩個(gè)構(gòu)造單元的交界部位［9］，區(qū)內(nèi)脆性斷裂發(fā)育，以張性、張扭性為主。主要發(fā)育NNE向斷裂，沿走向延伸多在10km以上，例如孝里鋪斷裂、北傅莊斷裂。NNW—NW向斷裂為區(qū)內(nèi)較發(fā)育斷裂，規(guī)模較大有馬山斷裂、牛角店斷裂（圖1）。

2 水文地質(zhì)特征

2.1 邊界條件

長孝單斜巖溶水系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的水文地質(zhì)單元，其東邊界為馬山斷裂；南邊界為地表地下分水嶺，南邊界的東部分水嶺為晚太古代侵入巖，西部分水嶺為寒武系碳酸鹽巖夾碎屑巖；西邊界南部為黃山巖脈，北部為牛角店斷裂；北邊界為灰?guī)r頂板埋深400m界線，西部位于黃河以北，東部在黃河南長清區(qū)的苗莊—東倉莊一帶，總面積約935.4km2。黃山巖脈具有阻水性，牛角店斷裂具有導(dǎo)水性；馬山斷裂南部崗辛孫莊段，斷層兩側(cè)寒武系與奧陶系接觸，導(dǎo)水性較差，為阻水段；老屯前隆段斷層兩側(cè)均為奧陶紀(jì)灰?guī)r，具透水性（圖2）［1012］。因此，長孝巖溶水系統(tǒng)南、北邊界均為隔水邊界，東、西邊界的北部均為透水邊界，南部為隔水邊界。西邊界北部牛角店斷裂為一流入系統(tǒng)內(nèi)的流量邊界，東邊界馬山斷裂長清老屯段具透水性，流入流出隨兩側(cè)地下水開采情況而定。

2.2 含水巖組與富水性

依據(jù)地下水賦存條件、水理性質(zhì)、含水介質(zhì)及其空隙特點(diǎn)，區(qū)內(nèi)含水巖組主要可以分為松散巖類孔隙含水巖組、碳酸鹽巖類裂隙巖溶含水巖組及巖漿巖變質(zhì)巖類裂隙含水巖組。受地貌單元、地層巖性、構(gòu)造等影響，研究區(qū)內(nèi)地下水的流動(dòng)和賦存特征差異性明顯（圖3）。

（1）松散巖類孔隙含水巖組。分布在山間河谷、山前沖洪積平原及黃河沖積平原。孔隙水主要富集于南大沙河沖洪積扇附近，第四系沉積厚度從30～90m不等，含水層巖性以中粗砂，粗砂夾礫為主，在沖洪積扇頂部較粗，含卵礫較多，含水層2～3層，累計(jì)厚度10～15m。在沖洪積扇中部，含水層增至4～6層，厚度20～25m。歸德鎮(zhèn)莊樓村至路莊村一帶，富水性較好，單井涌水量一般500～1000m3/d，局部可達(dá)1000～3000m3/d。

（2）碳酸鹽巖裂隙巖溶含水巖組。在區(qū)內(nèi)廣泛分布，寒武奧陶紀(jì)碳酸鹽巖地層呈NE—SW向展布，傾向NW。在丘陵山區(qū)，含水層巖性主要為三山子組白云巖、炒米店組灰?guī)r、張夏組灰?guī)r和朱砂洞組白云巖，分布地勢(shì)較高，富水性整體較差，單井涌水量一般小于500m3/d，局部受斷裂構(gòu)造等影響形成小型富水地段。奧陶紀(jì)馬家溝群在山前平原區(qū)多隱伏第四系之下，地下水徑流變緩，含水層裂隙、巖溶發(fā)育，富水性增強(qiáng)，單井涌水量一般1000～5000m3/d，在歸德、孝里鎮(zhèn)以西及黃河北一帶單井涌水量可達(dá)5000～10000m3/d。

（3）巖漿巖變質(zhì)巖類裂隙含水巖組。分布于研究區(qū)東南部雙泉鎮(zhèn)、馬山鎮(zhèn)東一帶基巖山區(qū)，含水巖組主要為新太古代侵入巖，巖性以花崗閃長巖、二長花崗巖類為主，風(fēng)化帶厚度一般小于20m，地下水賦存在表層風(fēng)化裂隙中，富水性整體較差，一般小于100m3/d。

2.3 地下水補(bǔ)給、徑流、排泄特征

（1）松散巖類孔隙水。主要接受大氣降水補(bǔ)給，豐水期接受南大沙河、清水溝等河道雨洪水滲漏補(bǔ)給及下伏巖溶水的頂托補(bǔ)給，在沿黃一帶接受黃河測(cè)滲補(bǔ)給。地下水徑流方向與地表水徑流方向一致，總體上由東南向西北方向徑流?？紫端饕判狗绞綖閺搅髋判埂⑥r(nóng)業(yè)分散開采及蒸發(fā)排泄。

（2）碳酸鹽巖類裂隙巖溶水。長孝單斜地層整體傾向NW，地表水、地下水流向與碳酸鹽巖地層傾向基本一致，形成順置式巖溶地下水系統(tǒng)［13］。大氣降水入滲和河流、水庫滲漏是巖溶水的主要補(bǔ)給來源。在山前平原的第四系較薄處，巖溶水接受孔隙水下滲補(bǔ)給。黃河滲漏補(bǔ)給巖溶水發(fā)生于平陰縣望口山至柳河圈一帶、長清區(qū)孝里鎮(zhèn)勝利村附近，第四系較薄，馬家溝群灰?guī)r與黃河直接接觸，河水沿層面、裂隙和破碎帶滲入補(bǔ)給巖溶水。黃河北一帶巖溶水還接受牛角店斷裂以西平陰東阿巖溶水系統(tǒng)的側(cè)向補(bǔ)給。該區(qū)域巖溶地下水整體由東南丘陵山區(qū)向西北平原區(qū)徑流，向北徑流過程中在黃河北趙官鎮(zhèn)一帶受到石炭二疊系阻擋，又被上覆第四系、新近紀(jì)明化鎮(zhèn)組較厚的黏土層阻隔，巖溶水流向轉(zhuǎn)向NE或NNE。排泄方式主要為側(cè)向徑流排泄及人工開采。

（3）巖漿巖變質(zhì)巖類裂隙水。該區(qū)巖漿巖出露地勢(shì)較高，直接接受大氣降水補(bǔ)給，在地勢(shì)低處可接受地表水補(bǔ)給、松散層孔隙水補(bǔ)給及高處裂隙水徑流補(bǔ)給。由于地形坡度較大，大部分降水以表流產(chǎn)出，少量沿裂隙發(fā)育方向滲入地下形成徑流。地下水運(yùn)動(dòng)受地形條件控制，隨地形坡向成散流狀態(tài)，在溝谷下游多以潛流排泄于松散層中。在溝底及構(gòu)造破碎帶發(fā)育處，常呈下降泉方式排泄。裂隙水整體表現(xiàn)為就地補(bǔ)給、淺部運(yùn)動(dòng)、短途排泄。

2.4 地下水流場(chǎng)特征

地下水位是水平衡的主要反映，其主要受降水、蒸發(fā)、徑流、地形、地貌和巖性特征等自然條件及開采等人為活動(dòng)影響［14］。根據(jù)2022年枯水期（6月）及豐水期（10月）統(tǒng)測(cè)數(shù)據(jù)分別繪制了研究區(qū)地下水等水位線。由圖4可知，巖溶水整體流向?yàn)樽詵|南向西北徑流，在丘陵山區(qū)水力梯度較大，至山前平原一帶巖溶水徑流變緩，水力梯度減小。從年內(nèi)變化特征來看，上游補(bǔ)給徑流區(qū)巖溶水枯豐期變幅較大，一般10～20m，下游排泄區(qū)水位年內(nèi)變幅減小，一般3～5m。影響巖溶地下水流場(chǎng)特征的主要因素為地形及大氣降水。

孔隙水流向主要受控于地形，總體由東南向西北方向流動(dòng)。黃河在研究區(qū)為地上河，其水位在枯、豐水期均高于兩側(cè)孔隙水水位。在黃河以南，孔隙水水位表現(xiàn)為在山前及黃河附近孔隙水水位較高，枯水期水位29～30m，豐水期水位32.7～33m左右，而孝里鎮(zhèn)以西至洼里村北部一帶水位較低，枯水期水位28m左右，豐水期水位32.6m左右，水位年內(nèi)變幅約3～4.6m。由于孝里山前孔隙水自東南向西北徑流，黃河側(cè)滲自西北向東南徑流，在太平莊等交匯部位水流滯緩（圖5），黃河側(cè)滲補(bǔ)給帶范圍至王營—龐道口—太平莊—姚河門一帶。在黃河北平原，表現(xiàn)為黃河附近孔隙水水位最高，向西北方向水位逐漸降低，枯水期水位24～29m、豐水期水位29.5～32.5m，水位年內(nèi)變幅約3.5～5m。由此可見，黃河具備側(cè)滲孔隙水的水動(dòng)力場(chǎng)條件，枯水期水力梯度較大，豐水期水力梯度較小。影響孔隙地下水流場(chǎng)特征的主要因素為地形、大氣降水及黃河側(cè)滲。

2.5 地下水動(dòng)態(tài)特征

影響地下水水位動(dòng)態(tài)變化因素主要有氣象、水文、地層結(jié)構(gòu)、含水層的埋藏條件、農(nóng)田灌溉及人工開采等，是自然與人為作用綜合影響的結(jié)果［15］。以曹樓水源地巖溶水監(jiān)測(cè)點(diǎn)為例（圖6），其水位動(dòng)態(tài)曲線在年內(nèi)表現(xiàn)為典型的“陡升緩降型”，反映受大氣降水影響較快，地下水具有補(bǔ)給迅速、補(bǔ)給量充沛、排泄相對(duì)緩慢等特點(diǎn)。2022年地下水位介于28.7～32.69m，年變幅3.99m，年均水位31.39m，較上年偏高3.0m。年水位最大值出現(xiàn)在10月16日，最小值出現(xiàn)在6月21日。年末水位較年初水位下降0.95m，為負(fù)均衡。

根據(jù)長序列監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（圖7），1987—2022年，曹樓附近地下水位趨于動(dòng)態(tài)平衡，水位標(biāo)高25～35m，埋深0～10m，水位變幅10m左右；2002年為枯水年，2003年7月6日水位標(biāo)高降至多年來最低值22.88m，2003—2004年為連續(xù)豐水年，地下水位顯著上升，在2004年9月1日水位達(dá)到多年來最大值35.17m。2004—2020年，水位總體呈下降趨勢(shì)，2020年枯水期下降至近年來最低值24.86m，較2004年枯水期水位下降4.49m，平均每年降幅約28cm。2021年、2022年連續(xù)兩年降水量豐富，區(qū)域地下水得到充分補(bǔ)給，水位迅速回升，達(dá)到2013年來的最大值。從多年動(dòng)態(tài)可以看出，區(qū)域巖溶水受大氣降水影響明顯，在降水相對(duì)平均和偏少的情況下，巖溶水位呈逐漸下降趨勢(shì)，說明區(qū)域巖溶水處于負(fù)均衡狀態(tài)。同時(shí)雨季來臨時(shí)大氣降水快速補(bǔ)給導(dǎo)致巖溶水水位迅速回升，當(dāng)降水量豐富時(shí)，能夠補(bǔ)償多年開采形成的水位降幅，說明區(qū)內(nèi)巖溶水現(xiàn)有的開采量情況在多年尺度下具備可調(diào)蓄性。

研究黃河與周邊地下水的水位及動(dòng)態(tài)變化可以判斷其相互作用關(guān)系。以黃河水位（平陰黃金浮橋段）、安城鎮(zhèn)柳河圈村巖溶水監(jiān)測(cè)點(diǎn)（XZ31）及孝里鎮(zhèn)宋莊村孔隙水監(jiān)測(cè)點(diǎn)（XZ33）為例分析。該兩眼監(jiān)測(cè)井均位于黃河南岸，其中XZ31距黃河約600m，井深102m，含水巖組為馬家溝群北庵莊組灰?guī)r；XZ33距黃河500m，井深55m，含水巖組為第四系粉細(xì)砂。

由圖8可知，黃河沿岸巖溶水及孔隙水水位升降及變化幅度具有明顯的一致性。2022年9月中旬黃河水位顯著抬升，而后在9月底巖溶水及孔隙水出現(xiàn)響應(yīng)，地下水位明顯抬升，在10月5日左右達(dá)到年內(nèi)水位最高值，后隨著黃河水位緩慢下降，地下水位也隨之緩慢持續(xù)下降，10月中旬至11月底期間，柳河圈附近巖溶水水位與黃河水位高度基本一致，至2023年2月底，地下水位受農(nóng)灌影響出現(xiàn)顯著下降。由此可見，黃河南岸柳河圈宋莊一帶，地下水主要接受大氣降水入滲補(bǔ)給、黃河側(cè)滲補(bǔ)給，巖溶水與孔隙水水力聯(lián)系密切。

2.6 巖溶發(fā)育特征

2.6.1 地表巖溶發(fā)育特征

濟(jì)南是我國北方巖溶有代表性的地區(qū)之一［16］，丘陵地帶碳酸鹽巖裸露區(qū)地表溶蝕較為發(fā)育，巖溶形態(tài)有溶痕、溶溝、溶槽、溶孔、溶洞等，有利于大氣降水及地表徑流入滲補(bǔ)給地下水。

2.6.2 地下巖溶發(fā)育特征

受氣候條件、地層產(chǎn)狀和規(guī)模、巖石的礦物成份、地質(zhì)構(gòu)造、水的溶蝕性和流動(dòng)性等因素的影響，巖溶含水介質(zhì)具有強(qiáng)烈的不均一性和各向異性［1718］。根據(jù)野外調(diào)查及本次施工鉆孔揭露，在水平方向上，從補(bǔ)給區(qū)—徑流區(qū)—排泄區(qū)，裂隙巖溶發(fā)育深度、程度逐漸增強(qiáng)，上游補(bǔ)給區(qū)多為溶蝕裂隙，排泄區(qū)多為溶孔、溶洞。在垂向上，不同巖層的生成時(shí)代、沉積環(huán)境不同，導(dǎo)致礦物成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造均有一定差別，因此巖溶發(fā)育表現(xiàn)出明顯差異。

寒武紀(jì)碳酸鹽巖由于多含頁巖、泥質(zhì)條帶灰?guī)r、砂巖等碎屑巖夾層，各組灰?guī)r受頁巖隔水相互水力聯(lián)系差［19］，水位呈階梯狀，無統(tǒng)一水面，地下水主要沿構(gòu)造裂隙運(yùn)移，以垂向入滲作用為主，溶蝕裂隙面常見黃褐色鐵質(zhì)浸染，為地下水活動(dòng)痕跡，地層溶蝕作用整體較差。

奧陶紀(jì)碳酸鹽巖一般為質(zhì)純的厚層灰?guī)r、白云巖，多隱伏于山前平原，地下水徑流以水平運(yùn)動(dòng)為主，流速相對(duì)滯緩，巖溶發(fā)育多呈層狀分布，巖心常見大量溶蝕裂隙、蜂窩狀孔洞等巖溶現(xiàn)象，溶孔直徑一般0.5～3cm，溶洞直徑最大可達(dá)10～15cm。

3 富水地段及地下水蓄水模式

3.1 富水地段

3.1.1 雙泉鎮(zhèn)段店村裂隙巖溶水富水地段

段店富水地段位于雙泉鎮(zhèn)長孝巖溶水系統(tǒng)上游補(bǔ)給區(qū)（圖9），其范圍西至北傅莊斷裂，東北至段店白樓斷裂，南至西坦村，面積約0.79km2，該區(qū)域主要含水巖組為朱砂洞組中厚層含燧石結(jié)核白云巖，受構(gòu)造斷裂帶影響，地層巖溶裂隙較為發(fā)育，為地下水賦存提供了良好的蓄水空間與導(dǎo)水通道，主要接受大氣降水和南大沙河滲漏補(bǔ)給，西南、東南2個(gè)方向?yàn)榈叵滤饕a(bǔ)給區(qū)，地形上呈開口向南的簸箕狀展布，匯水條件好，地下水順地層由南向北徑流，在北傅莊斷裂及段店白樓斷裂交會(huì)楔形地帶前緣處，受到斷裂帶及侵入巖體的阻擋，巖溶地下水在斷裂帶前緣滯留、儲(chǔ)存，形成“楔形”富水地段，單井涌水量達(dá)5000～10000m3/d。經(jīng)XLZK01鉆孔驗(yàn)證，該井成井深度84.4m，水位降深1.74m時(shí)，單井涌水量達(dá)6171m3/d。

3.1.2 歸德孝里馬集裂隙巖溶水富水地段

該富水地段位于巖溶水系統(tǒng)下游排泄區(qū)，南部大致以東黃山組與三山子組地層界線為界、東北邊界為馬山斷裂，西北邊界至黃河北趙官一帶灰?guī)r頂板埋深400m界線，面積約249.5km2。

收集并統(tǒng)計(jì)了長孝水源地、孝里洼地及東阿縣下碼頭水源地附近的鉆孔資料，該富水地段主要含水巖組為奧陶紀(jì)北庵莊組灰?guī)r、東黃山組白云巖及三山子組細(xì)晶白云巖，巖溶發(fā)育在50～500m深度均有分布，大段蜂窩狀孔洞多集中在100～300m深度（圖10），組成脈狀網(wǎng)絡(luò)蓄水體系［20］，單井涌水量可達(dá)5000～12000m3/d，降深一般0.4～5m不等，富水性好，具有巨大的儲(chǔ)水空間，是一個(gè)天然形成的巖溶地下水庫。

例如本次在黃河以南孝里洼地施工的XLZK02鉆孔，孔深399.7m，蜂窩狀孔洞等巖溶發(fā)育段在土峪組、北庵莊組、東黃山組、三山子組均有分布，降深1.53m時(shí)，單井涌水量達(dá)6970m3/d。在黃河以北馬集鎮(zhèn)齊莊村施工的XLZK04鉆孔，含水層為奧陶系五陽山組，孔深332.1m，巖溶發(fā)育段位于193.4～233.3m，該孔鉆進(jìn)過程中自流，自流高度0.48m，自流量達(dá)2688m3/d，降深2.71m時(shí)，單井涌水量達(dá)到7020m3/d。

3.2 蓄水構(gòu)造模式

蓄水構(gòu)造是由透水層（帶）、隔水層（體）及地下水補(bǔ)給排泄條件組成的能在水交替循環(huán)過程中不斷富集和儲(chǔ)存地下水的開放性地質(zhì)構(gòu)造［21］。賈德旺等研究了魯南地區(qū)巖溶蓄水構(gòu)造模式，認(rèn)為主要包括阻水型、斷塊型、接觸型和層間巖溶型等四類［22］。結(jié)合工作區(qū)的地層分布、地質(zhì)構(gòu)造及本次開展的水文地質(zhì)調(diào)查、物探、鉆探、抽水試驗(yàn)等研究成果，總結(jié)了區(qū)內(nèi)兩種蓄水構(gòu)造模式：層間巖溶斷層阻水型蓄水構(gòu)造、單斜斷裂型基巖蓄水構(gòu)造模式。

3.2.1 層間巖溶斷層阻水型蓄水構(gòu)造模式

本次針對(duì)基巖山區(qū)廣泛分布的寒武系朱砂洞組提出了層間巖溶斷層阻水型蓄水構(gòu)造模式。朱砂洞組埋藏于地下，巖性以白云巖、泥質(zhì)白云巖為主，在該區(qū)域厚度15～20m，與寒武系基底侵入巖不整合接觸，受多期構(gòu)造活動(dòng)及熱液蝕變等因素影響，朱砂洞組底部順層形成不同規(guī)模的溶蝕空隙、層間虛脫、碎裂巖帶或揉皺帶等［23］，形成地下水蓄存與運(yùn)移的空間環(huán)境。地下水在巖層傾伏端及埋藏區(qū)段匯流，如遇到斷層阻水發(fā)生滯留，則形成一定范圍的富水段［24］。地下水富集帶常位于阻水體附近的地形低洼處，特別是來水方向的一側(cè)。本次勘探發(fā)現(xiàn)的雙泉鎮(zhèn)段店村富水地段屬于該種蓄水構(gòu)造模式（圖11）。

3.2.2 單斜斷裂型蓄水構(gòu)造模式

單斜構(gòu)造巖層或巖塊受地質(zhì)應(yīng)力作用常會(huì)產(chǎn)生明顯的破裂位移，斷層兩側(cè)巖石破碎，構(gòu)造裂隙發(fā)育，易于接受水流侵蝕，巖溶不斷發(fā)育，不僅為地下水提供儲(chǔ)存空間，更為地下水的徑流、排泄提供了運(yùn)移通道。孝里洼馬集富水地段屬于該種蓄水構(gòu)造模式，該區(qū)域主要發(fā)育一系列NE向斷裂，孝里鋪斷裂、黃河下部隱伏斷裂等將碳酸鹽巖地層切割，形成階梯狀單斜斷陷構(gòu)造（圖12），斷層兩盤均為可溶性巖石，在地下水作用下形成裂隙、溶孔、溶洞發(fā)育的層狀巖溶網(wǎng)絡(luò)。在斷層兩側(cè)接觸帶附近，往往富水性強(qiáng)，單井涌水量一般在5000～10000m3/d。

4 結(jié)論

在山東省1∶5萬孝里、石橫幅水文地質(zhì)調(diào)查工作的基礎(chǔ)之上，分析了長孝巖溶水系統(tǒng)水文地質(zhì)條件、地下水動(dòng)態(tài)特征、三水轉(zhuǎn)化關(guān)系、地下水循環(huán)及賦存規(guī)律。

（1）長孝巖溶水系統(tǒng)基巖地層呈單斜構(gòu)造產(chǎn)出，傾向NW。主要發(fā)育松散巖類孔隙含水巖組、碳酸鹽巖類裂隙巖溶含水巖組及巖漿巖變質(zhì)巖類裂隙含水巖組。巖溶水主要富水巖層為奧陶紀(jì)馬家溝群、三山子組、寒武紀(jì)朱砂洞組。區(qū)內(nèi)地下水主要補(bǔ)給來源為大氣降水、地表水滲漏補(bǔ)給，地下水水流向整體由東南向西北徑流，受構(gòu)造、地層等阻水條件影響后可形成富水區(qū)域，地下水排泄方式主要為人工開采、側(cè)向徑流。

（2）地下水動(dòng)態(tài)特征表明，區(qū)域地下水位受大氣降水影響明顯，巖溶水多年水位呈逐漸下降趨勢(shì)，豐水年時(shí)水位迅速回升，能夠補(bǔ)償多年開采形成的水位降幅，區(qū)內(nèi)巖溶水現(xiàn)有的開采量在多年尺度下具備可調(diào)蓄性。

（3）黃河向北側(cè)補(bǔ)給孔隙水；向南側(cè)補(bǔ)給孔隙水及巖溶水，其中對(duì)孔隙水側(cè)滲補(bǔ)給帶范圍至王營村—龐道口—太平莊—姚河門村一帶，對(duì)巖溶水補(bǔ)給主要發(fā)生在望口山至柳河圈一帶、孝里鎮(zhèn)勝利村附近。黃河南岸柳河圈—宋莊一帶巖溶水與孔隙水水力聯(lián)系密切。

（4）圈定了以朱砂洞組為含水巖組的雙泉鎮(zhèn)段店村裂隙巖溶水富水地段、以三山子組馬家溝群為含水巖組的歸德孝里洼馬集裂隙巖溶水富水地段，總結(jié)了層間巖溶斷層阻水型蓄水構(gòu)造模式及單斜斷裂型蓄水構(gòu)造模式，可為該區(qū)域找水定井提供參考。

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Analysis on Hydrogeological Characteristics and Water Storage Mode of Changxiao Karst Water System in the Yellow River Basin

ZHANG Wenqiang， TENG Yue， XU Qingyu， LIU Xiaotian， LIU Haoran， ZHANG Hailin

（No.801Hydrogeological Engineering Geological Brigade of Shandong Provincial Exploration Bureau of Geology and Mineral Resources，Research Center of Groundwater Environment Protection and Restoration Engineering Technology，Shandong Ji'nan 250014，China）

Abstract：Based on hydrogeological survey with the scale of 1∶50000 conducted in Changxiao karst water system in the Yellow River basin， the boundary conditions， distribution of water bearing rock formations， and spatial distribution characteristics of water richness of the hydrogeological unit have been summarized， groundwater recharge， runoff， discharge conditions， and dynamic changes in the area have been analyzed， and the interaction between the Yellow River and surrounding groundwater has been studied. The Yellow River supplies pore water to the north and pore water and karst water to the south. The range of lateral seepage supply zone for pore water is Wangying village PangdaokouTaipingzhuangYaohemen village. The supply of karst water mainly occurs in the area from Wangkoushan village to Liuhequan village and near Shengli village in Xiaoli town. The fractured karst water rich area are Duandian village in Shuangquan town， with Zhushadong formation as the water bearing rock group， and GuideXiaoliMaji fractured karst water rich area with Sanshanzi formation" Majiagou group as the water bearing rock group. Water rich mechanism has been analyzed. Two types of bedrock water storage structures have been summarized， they are interlayer karst" fault water blocking type and monoclinic" fault type. It will provide some references for water exploration and well location in this area.

Key words：Changxiao karst water system；dynamic characteristics of groundwater；rich groundwater area；groundwater storage model