示范区地质环境及水文地质条件
一、水文地质条件
1.地质背景
实验区在大地构造上位于扬子准地台黔南台陷贵定北东向构造变形区,宽缓的雅水背斜和克度向斜的过渡地带。构造线方向南北。区内出露地层为二叠系中统栖霞、茅口组(P2q-m)、石炭系上统马平组(C2mp)、黄龙组(C2hn)、下统摆佐组(C1b)及大塘组二段(C1d2),岩性以石灰岩、白云质灰岩为主。岩层缓倾,倾角一般小于20°。区内碳酸盐岩广布,岩溶发育,地表以峰丛洼地为主。
2.地下水类型及岩组含水性
巨木地下河流域内出露的碳酸盐岩类地层岩性以质纯、层厚的石灰岩、白云质灰岩为主,岩溶化程度高,地表洼地、落水洞、地下河天窗、竖井等岩溶个体形态发育,分布密度大,碳酸盐岩体中规模大小不等的溶蚀裂隙、溶洞、廊道以及构造成因的裂隙相互沟通,形成网状溶蚀空间,构成地下水储集和运移的含水系统。除补给区石炭系大塘组一段碎屑岩含基岩裂隙水外,其余范围内地下水类型为裂隙-溶洞水。含水层的富水性强但含水极不均匀(图3-3)。
3.地下河结构特征
受岩性和构造控制,碳酸盐岩中地下河在平面上多沿“X”节理追踪发育,形成树枝状地下河系统。
(1)平面分布
巨木地下河系主要由西混、抵塘、望窝三条分支管道组成。其中,抵塘、望窝支流在水淹坝合并后,狭义上称为巨木地下河,流域面积83.0平方千米;西混地下河为独立支流,流域面积45.4平方千米,排泄于大洞脚,两出口间相距约0.4千米。
1)抵塘支流。发源于惠水县抵季乡蛮纳寨,由北西向南东径流,地下河上游具明、暗相间径流特征,中下游为暗流。从源头至抵塘寨河段,地下河通过的地层有石炭系大塘组一段(C1d1)、大塘组二段(C1d2)及摆佐组(C1b)。其中,石炭系大塘组一段(C1d1)碎屑岩分布区,地表溪流较发育,在进入碳酸盐岩出露区后即转为伏流。该支流管道流域区,地貌组合类型主要为丘峰洼地,沿途时有地下水露头分散出露,地下河管道轨迹特征在地表的显示不明显。290号地下河出口是本段流量最大的地下水天然露头点,其形成的地表溪沟自西向东径流,之后于羡塘乡高家院寨327号落水洞注入地下,转为暗流。抵塘寨至高家院寨河段,地下河管道基本沿走向南东的断裂带发育。沿地下河管道延伸方向,落水洞呈串珠状排列。丰水期,地表水沿落水洞渗漏补给巨木地下河。高家院寨至羡塘乡拉扫寨河段,地貌组合类型为峰丛洼地,出露地层岩性为石炭系大塘组(C1d)、黄龙组(C2h)、马平组(C2mp)石灰岩、白云质灰岩,岩溶发育强烈,地下河天窗、有水竖井等显示了地下管道的延伸轨迹。拉扫寨附近地下河轨迹由于受F15断裂影响而出现强烈弯曲现象,由西向东再折向南东进入水淹坝洼地地带。
图3-3 巨木地下河流域水文地质略图
2)望窝支流。发源于惠水县抵季乡龙家湾寨附近,由西向南东径流,全程为暗流。望窝地下河管道在石炭系大塘组(C1d)、摆佐组(C1b)、黄龙组(C2h)及马平组(C2mp)碳酸盐岩地层内穿行。由源头至中游地带,地下河管道沿F15断裂带延伸,地表呈串珠状排列的漏斗状洼地及落水洞发育密集,地下水水位埋藏较深。中下游至出口段,地下河管道追踪走向南东的一组溶蚀裂隙发育,368号溶井附近地面高程为海拔861米,地下水水位埋深7.0~7.4米,结合与周边溶洞、洼地发育方向之间关系的对比分析,望窝地下河在此向北东径流,于板木寨进入水淹坝洼地后直至总出口排泄。
3)西混支流。发源于惠水县羡塘乡西混村,自北向南径流,系明、暗交替式的地下河。流域上游,地形相对平缓,地貌组合类型为峰丛谷地。谷地内地下水水位埋藏较浅,有水竖井、天窗、地下河出口及伏流入口等地下水天然露头较多;西混村到水淹坝之间,地下河全部转为暗流。沿地下河轨迹,地表有地下河天窗、溶井等分布。丰水期地下水位上升,地下水在水淹坝洼地北侧通过天窗溢出地表成明流,在洼地内径流1千米后于南侧的伏流入口重新转入地下。枯水期,地下水水位下降,地下水以暗流形式沿地下河管道通过水淹坝谷底向南径流。
(2)剖面结构
地表发育的地下河天窗、有水竖井等岩溶个体形态,其形态直观地反映出地下河管道的空间形态。
抵塘地下河支流在羡塘乡拉扫寨到水淹坝洼地间沿地下河管道发育方向上,分布有多个地下河天窗、有水竖井,其空间形态多表现为高几米至十余米,宽数十厘米至数米的廊道,规模较大,空间形态复杂多变。丰水期,可见地下水处于明显流动状态;平水期或枯水季节,地下水则呈深潭状。如拉扫327号地下河天窗,洞内北西侧出水口为裂隙,宽约1.2米,中段呈溶潭状,至南东侧演变为廊道(图3-4);368号地下河天窗沿南东向裂隙发育而成,形态表现为宽4~10米,高约20米的宽大廊道。望窝地下河基本上为暗流,至板木寨附近发育的368号竖井,为近于垂直的洞穴,洞内平面形态近似为圆形,其中的地下水呈潭状。西混地下河管道上分布的天窗、竖井形态与上述两地下河的相似。据此,巨木地下河系统管道空间多为廊道、地下溶潭及宽大裂隙的组合。
图3-4 拉扫地下河天窗纵剖面示意图
1—灰岩;2—白云岩;3—石炭系上统黄龙组;4—岩层产状 5—地下水水位线;6—地下水流向
为进一步验证地面调查成果,对巨木地下河系中的抵塘支流拉扫至巨木地下河出口段进行了地下河示踪实验。示踪剂选用食盐,投放量为500千克,投剂点为357号地下河天窗,观测点为巨木地下河出口(图3-5)。同时,为验证西混地下河与巨木地下河之间的连通情况,对西混地下河出口及其在水淹坝的出口和伏流入口也同步进行了观测。试验时段从2003年10月25日开始,至当年12月20日结束,历时55天。
图3-5 示踪试验平面图
在巨木地下河出口地下水样中检测到的Cl-浓度时间历时曲线呈多峰且波峰为舒缓状(图3-6)。多峰特点反映出该地下河系统具有的树枝状多支流特点;而舒缓的波峰、Cl-浓度衰减时间长,则反映了地下河示踪实验段的水力坡度较平缓,管道中发育有类似于潭状的储水空间。据此,推测巨木地下河系中下游段地下河管道空间由众多形态极不规则的廊道、溶潭以及溶蚀裂隙组合而成。对各支流汇集的水淹坝洼地中岩溶地面塌陷坑分布的特征分析,地下河系统在水淹坝地段地下管道成网络状特征。
示踪试验期间,在西混地下河的有关地下水露头点处均未检测到Cl-的变化,说明除丰水期间外,平水和枯水季节两条分支地下河系统间无水力联系。
图3-6 示踪实验地下河出口Cl-含量检测曲线图
4.地下河水动力特征
抵塘支流:拉扫谷地地面高程850米,谷地中KS357号地下河天窗地下水位标高845米,天窗至地下河出口距离为4.05千米,地下河出口水位标高815米,计算平均水力坡度为7.4‰(图3-7)。
图3-7 巨木地下河抵塘支流纵剖面图
西混支流:西混谷地中水位标高845米,水淹坝谷底中地下水位标高为830米,西混谷地与水淹坝谷地相距2.1千米,该河段水力坡度7.14‰;水淹坝谷地至巨木地下河总出口距离长1.4千米,出口地下水位标高815米,计算地下河水力坡度10.7‰(图3-8)。地下河示踪试验以拉扫谷地中357号地下河天窗为投剂点,投剂后首次试剂峰值检测时间为197.1小时,最后一个峰值出现在投剂后700.8小时,由此计算出地下河流速为138.70~488.00米/日,平均313.34米/日。
图3-8 巨木地下河西混支流纵剖面图
对巨木地下河河床水力坡度及示踪试验取得的地下河实际流速、结合巨木地下河系统空间结构分析结果,可以认为:该地下河流域下游地段地下岩溶发育充分,地下空间由“缝”、“隙”、“大厅”等构成形状复杂的网络,地下水则以“管”、“脉”、“潭”等形式赋存在含水岩体中,试验期间为“平水期”,试验成果反映了该时段地下河系统中下游地下水流速缓慢,具有类似“层流”的特征,同时也反映出,地下河系统中强烈发育的岩溶空间具有较强的储集和调节地下水资源的能力。
5.地下水补给、径流、排泄条件
(1)补给
大气降水是区内地下水的唯一补给来源。流域降水量充沛,但降水量年内分配不均,每年5~9月为雨季,降水量占全年降水量的50%~70%,是地下水的主要补给期,其他季节大气降水量偏少,地下水接受补给的量少。地形、地貌条件影响着大气降水入渗补给强度。巨木地下河流域地貌组合类型主要为峰丛洼地,地表覆盖层薄,地形坡度大,落水洞、天窗、竖井及岩体内的溶蚀裂隙极为发育,雨季大气降水迅速通过地表发育的溶蚀裂隙、落水洞等渗入地下补给地下水,具有补给量大、集中、迅速的特点。
(2)径流
流域内地势由北向南倾斜,岩溶发育强烈,地下河延伸方向与地形倾斜方向一致,总体也呈南北向展布。地下岩溶管道是区内地下水集中汇集和运移的场所。地下水接受补给后,在含水岩层中向空间相对较大的地下河分支管道和大的溶蚀裂隙中汇流,再从这些支管道和大裂隙中汇集到地下河主管道内,并在主管道中形成集中径流。受地形条件控制,地下水从北向南径流中,具有径流集中、水利坡度较大、流速快的特点。
(3)排泄
巨木地下河流域中各支流在距出口上游1.4千米的水淹坝洼地汇集后继续向南径流,最终在平塘县塘边镇巨木寨附近,受二叠系上统吴家坪组(P3w)碎屑岩阻隔而集中排泄出地表,转为地表明流。对巨木地下河出口流量动态长期监测的结果,地下河流量丰水期最大为10.34立方米/秒,最枯流量0.19立方米/秒。
6.地下河动态特征
流域内碳酸盐岩广泛分布,地表及地下岩溶强烈发育,无地表水体,大气降水后汇集在地表的地表径流多由地表发育的落水洞、天窗、竖井等集中灌入给地下,成为地下水的主要补给来源,因此,地下水动态成因属于气象类型,受大气降水的控制特征极为明显。另一方面,含水岩组的含水介质为溶洞-管道组合类型,加之受地形条件控制,水力坡度较大,地下水在含水系统中的运动快补快排,动态变幅大。水位和流量动态与大气降水具有同步和暴起暴落的特征。雨季随降水历程,地下河出口流量动态呈现出不规则的多峰、锯齿状(图3-9)。
根据2003年9月~2004年8月对巨木地下河流量一个水文年的长期观测资料,丰水期降水集中,地下河流量增长快,一般在降水后一日内,其出口流量可达到峰值,峰值持续时间短,之后开始衰退。年内地下河出口总流量最大值多现于5~7月,峰值流量为10335.2升/秒,流量最小值出现在翌年1月,为191.7升/秒,年平均流量为1126.9升/秒,流量动态的年变化率达53.9倍。
7.地下水化学特征
地下河流域内地下水无色、无味、透明、清澈。水温16~17℃,为冷水;pH值7.15~7.23,为中性水;地下水总硬度(以CaCO3计)为141.41~277.19毫克/升,为微硬至硬水;矿化度为189.9~442.40.2毫克/升,为淡水。
图3-9 巨木地下河出口流量动态曲线图
地下水类型为HCO3-Ca型。水样中重金属离子及有毒、有害物质均未检出。
地下河出口处地下水类型为HCO3-Ca型水,总硬度132.70~167.54毫克/升,溶解性总固体209.40~272.20毫克/升,pH值8.12~7.80,重金属离子及有毒、有害物质未检出。
8.地下水开发利用条件
巨木地下河流域内有如下特点:
1)地形起伏大,地貌组合类型以峰丛洼地为主,碳酸盐岩含水岩组的含水性极不均匀,地下水以管道流形式赋存,水位埋藏较深,采用深井开采地下水从技术上来说风险较大,成功的几率小。
2)流域下游及出口下游谷地中耕地多分布在为820~850米高程,而出口处水面海拔高程为815米,天然条件下丰富的地下河水资源没有自流引水开发利用的条件,必须采取相应的提水工程措施方可达到目的。
3)流域内及下游地带各乡镇的经济收入主要来源于农业,社会与经济发展水平低,农民经济收入不高,经济承受能力不强。采用电力从地下河天窗及出口提水,运行成本较高,群众难以承受高昂的运行费用。
客观自然地理环境和岩溶水文地质条件使得农田、集镇和村寨分布位置较高,农田灌溉及人畜饮水严重缺乏;地下水资源丰富但出露位置过低难以得到利用;采用电力提水成本高,群众又难以接受。因此,合理协调三者之间的矛盾,采用合理的地下水开采方式,达到既有效开采地下水,又使地下水开采的运行成本降低,使群众乐于接受,是地下水开发工程成功的关键所在。
通过分析认为,巨木地下河具有丰水期流量大、枯季流量偏小,下游段地下空间规模大、调蓄地下水的能力强的特点。结合出口地形条件,可在出口地带筑坝拦蓄地下水建地下水库,一方面利用地下水库库容调蓄地下水量,另一方面可达到抬高地下水位,提高对下游地区耕地灌溉有效面积的目的。具有投资少、见效快、社会和经济效益好的优点。
二、岩土地球化学背景
(一)母土微量元素及含量
为研究流域内岩土的地球化学背景,对区内4种不同岩性分布区的母土分别进行了采样,并送室内进行了分析。共采集组合样4组,分别分析了19种元素和有机质含量,总体结果为:
吴家坪组(P3w)硅酸盐岩分布区母土微量元素含量总和为19550.80×10-6。其中,N,P,K的含量分别达到了800.00×10-6,540.00×10-6,7800.00×10-6;Mn,Mo,Zn,Cu,V,B的平均含量较高;Se平均含量达到了1.03×10-6,属偏高水平;微量元素La、Ce含量的平均值也较高,对农作物生长有促进作用;重金属元素中,Cd,Hg平均含量低,而Pb含量的平均值为24.00×10-6,As为10.70×10-6,Cr为140.00×10-6;有机质7.18×10-6(表3-1)。这些成分,在当地农产品成分中也有所反映。
表3-1 示范区母土微量元素含量统计
二叠系中统栖霞茅口组(P2q-m)及三叠系(T)石灰岩白云岩分布区母土微量元素含量总和仅为(7898.14~9727.56)×10-6。其中,N,P,K的含量分别为(0~1200)×10-6,(210~310)×10-6和(3230~3480)×10-6,总体较吴家坪组中同类元素含量低;Mn,Zn,Cu,B的平均含量及对农作物生长有促进作用的稀土元素La,Ce含量远低于吴家坪组硅质类岩;Se平均含量为(0.52~0.61)×10-6,属偏低水平;重金属元素中,As含量为(18.3~24.8)×10-6、Cr为(186~251)×10-6,远高于吴家坪组碎屑岩,Cd,Hg,Pb平均含量与吴家坪组相近;有机质1.03%~1.17%,低于吴家坪组碎屑岩。
(二)耕植土微量元素及含量
为和母土成分进行对比,在区内相对应的岩石分布区耕植土中采集了同样数量的组合样,检测并统计了其中的微量元素含量,结果为:石灰岩区耕植土微量元素含量总和为8318.70×10-6,而在白云岩中为11711.16×10-6,碎屑岩为26991.76×10-6。经比较,硅酸盐岩类地层区耕植土微量元素含量高出碳酸盐岩类地层区一倍以上(表3-2)。
表3-2 示范区耕植土微量元素含量统计 单位: 10-6
(三)耕植土营养元素有效态及含量
检测统计结果,区内耕植土中有效磷含量为22.52×10-6,有效钾为95.22×10-6,铵态氮为36.08×10-6,硝态氮为14.26×10-6,有效硫为48.03×10-6,有机质为3.78%(表3-3)。
表3-3 示范区耕植土有效态含量统计
三、研究区主要地质环境问题
(一)岩溶干旱
综观整个流域,地貌组合类型以峰丛洼地为主,间有峰丛槽谷及丘峰洼地等。在巨木地下河抵塘、望窝支流流域区内,人口、耕地大多分散于深陷的小型洼地内,地下水位埋藏较深,局部发育有地表径流的地段,其水源均来自丰水期地下水水位上升后涌至地面的排泄量,一般在暴雨后数日至数十日即断流,气候型特征明显;在西混地下河流域范围,上游地带的洼地规模相对较大,耕地、人口分布较为集中,洼地中地下水位埋深相对较浅,地下河呈明、暗交替状;巨木地下河出口以下,地形平缓,耕地连片,人口稠密,系当地集商贸与产粮为一体的经济产业区,但因地表河床高程低而导致水资源开发难度大。因而,干旱缺水是全流域最为突出的环境问题。据统计,巨木地下河出口以上的缺水人口约为1.5万人,缺水灌溉的耕地约为8000余亩;出口以下,无可靠灌溉水源的耕地1.2万亩,1.6万余人及1万头大牲畜饮水缺乏。
(二)石漠化
实验工程实施前,流域内石漠化问题较严重,已成岩溶石漠化的地块主要分布流域下游的交岗至地下河出口间的石灰岩分布区,以及地下河下游的塘边、克度一带,岩溶石漠化程度以中度为主,轻度次之,重度岩溶石漠化面积分布较小(图3-10)。
(三)岩溶洪涝
区内岩溶洪涝的发生频率较高,具有普遍性,其致灾原因为:巨木地下河系统河床具“正平衡剖面”特征。各支流中上游地段地下水水位埋深较大,水力坡度相对较陡,而流域下游地段拉扫寨至巨木地下河总出口,地下水位埋藏较浅,地下水水力坡度较缓。地下河流域补给面积大,流域区多为基岩裸露的峰丛洼地、接受大气降水入渗补给的能力强。暴雨期流域上游来水量大,至下游—出口段地下河管道排泄能力不足,地下水排泄不畅而壅水,地下水位上升,导致谷地、洼地淹没成灾。其中的典型代表是流域下游的水淹坝洼地及其相邻的西混谷地、抵塘谷地。三个谷地分布面积分别为1.0平方千米、1.8平方千米、0.8平方千米,连年受灾粮食歉收。其中水淹坝谷地因连年遭受洪涝灾害,洼地内1000余亩耕地已被迫荒弃多年。
图3-10 实验区石漠化分布图
图3-11 巨木地下河出口段最大泄洪能力图
水淹坝谷地距巨木地下河出口900米,为掌握巨木地下河出口流量和水淹坝岩溶谷地洪涝淹没关系,2004年6~8月开展了巨木地下河从水淹坝到出口河段的河道泄水能力的专题研究。根据实际对巨木地下河出口流量动态及对水淹坝淹没情况监测资料,巨木地下河出口段地下河道的最大泄洪能力为10.34立方米/秒(图3-11),当上游来水量达到该值时,即造成水淹坝等谷地、洼地的淹没。
由于地质环境条件、地质作用的变化,必然地导致水土资源、生物生长的适宜性、人类的生产生活环境、生态地质环境问题或灾害类型及活动强度的明显改变。相应地在不同类型的岩溶地质环境条件下,岩溶水的资源特征及生态环境功能,岩溶水源地的类型、水文地质特征,开发技术条件与脆弱性,供水需求等都有所差异。因此,岩溶水资源的开发利用,只有与岩溶地质环境条件相适应,做到因地制宜,才能够实现可持续发展。
服务于岩溶水运动和赋存规律、岩溶水开发技术条件研究的需要,也为了在岩溶水的开发与环境效应评价实践中便于识别,本书以岩溶地貌形态组合及特征为主导标志,结合地形地貌、地质、土壤、气候、水资源、植被等地质环境要素与人居分布及人类活动等社会环境的差异,对泸西小江流域进行岩溶地质环境分类研究,为岩溶水的有效开发实验研究提供地质科学依据。
小江流域岩溶地质环境类型复杂多样,从岩溶水的补给区到排泄区,历经岩溶山地、岩溶槽谷、岩溶丘陵、峰丛洼地、岩溶平坝、岩溶河谷等不同类型的岩溶地貌形态组合单元(图3-2)。
图3-2 泸西小江流或水文地质结构概化图
1—松散土覆盖层;2—表层岩溶带;3—岩溶空隙;4—导水溶洞管道;5—岩溶上升和下降泉;6—岩溶水流向;7—落水洞;8—地表河流及水位;9—地表河流及流向;10—高程点
岩溶山地山高坡陡,气候冷凉,基岩裸露,土层浅薄,分布零散,土壤贫瘠,多属宜林区,耕地多为旱地,以旱作农业为主产业,主要种植玉米、荞、土豆等作物。交通不便,村镇规模小,居住分散。地表岩溶洼地、谷地发育,漏斗、落水洞密布,降水漏失严重,是岩溶水的主要补给区,建库条件极差,水资源严重匮乏。地下岩溶发育极不均匀,岩溶饱水带深埋,导储水空间以洞管为主,岩溶水主要为溶洞管道流,沿暗河有许多漏斗、落水洞与其沟通,岩溶水主要通过这些通道获得补给,岩溶水系统储存调节能力弱,水位流量季节变化剧烈。岩溶水很大一部分以大泉、暗河形式在盆谷底边缘排泄,饱水带岩溶水的开发十分困难,形成了地带性的资源性缺水。农村生活用水、抗旱保苗用水都十分紧缺。但岩溶石山区表层泉出露位置较高,水质良好,开发技术难度小,水量基本能满足岩溶山区分散居住的农村生活及抗旱保苗用水。因此,在饱水带深埋的岩溶石山区具有很大的供水意义和开发价值。
岩溶槽谷、岩溶丘陵、峰丛洼地主要分布于盆地外围山区与盆底平坝之间,气候温和,地势起伏较小,植被覆盖率低,洼地、谷地发育,地形破碎,土层较薄,土壤肥力差,水土流失强烈,石漠化严重,灌溉条件较差,以旱地为主,水田次之,主要种植玉米、荞、土豆、水稻,经济作物和林果种植也较普遍。交通方便,人口稠密,村镇密布。地表落水洞、溶井、脚洞、溶沟溶槽发育,水库渗漏强烈,地下岩溶发育不均匀,岩溶饱水带埋藏较深,导储水空间以洞管隙构成网络,岩溶水为溶洞管道流及溶隙扩散流并存,沟谷、洼地内泉点较多,但流量动态变幅较大。此类地区因地表水严重渗漏、岩溶水埋藏分布不均匀、成井率低形成了工程性缺水。导致农村生活用水、发展种养殖业和庭院经济、抗旱保苗、岩溶石山名特优果林规模经营、生态环境建设用水困难。适宜通过开发隐伏的饱水带和表层带富水块段岩溶水,以解决农村生活和生产用水困难。
盆底沉积平坝地势平坦,气候温和,土层深厚,土壤肥沃,土地连片、平整,水资源较丰富,灌溉条件好,交通方便,最为适宜工农业生产与城镇建设。所以,人口稠密,城镇规模大,分布密集,工厂较多,农业生产发达,是传统的农业主产区。由此也造成了地表水和浅层孔隙水的严重污染,大兴堡一带取样化验分析表明亚硝酸盐超标2925倍,氨氮超标3019倍,细菌超标75倍,大肠杆菌超标800倍以上,造成了严重的水质性缺水,导致农村生活用水困难,周边岩溶台地区旱地的干旱缺水也很严重。该区岩溶水主要是来自周围裸露型岩溶山区的侧向径流,其次有少量的大气降水通过松散覆盖层孔隙的垂向渗透补给。在侧向径流中,一部分来自盆地底面以上上层径流带的岩溶水,以盆地底面为排泄基准,沿盆地边缘形成大泉、暗河排泄;盆地底面以下下层径流带的岩溶水,继续向深部呈近水平二维溶隙扩散流向盆地下游径流,通过盆地南部存在的落水洞和岩溶洞管,向小江峡谷区汇集排泄。大兴堡一带是岩溶水由浅变深,由较均匀的水平二维溶隙扩散流向不均匀的三维溶洞管道流过渡的转换地带,岩溶水埋深逐渐增大,径流逐渐集中。该区岩溶水汇集,且覆盖型岩溶含水层组具有很大的储存资源可以发挥调节作用,允许开采量大,岩溶发育较均匀,是一般供水钻井开发的主要分布区,适宜将大泉或暗河与富水块段联合规划开发,有效调节开发利用岩溶水。
南部岩溶河谷纵坡降大,地形切割深,谷坡陡峻,沟谷发育,植被覆盖率较低,土层浅薄,土地零散,以坡地为主,上游多种小麦、玉米,下游种植柑橘、黄竹等,水土流失强烈,石漠化严重。交通极差,人口稀少,村落稀疏。谷坡之上地表径流很快,岩溶水深埋,空间分布极不均匀,以溶洞管道流为主,在谷底集中排泄,水资源短缺。宜以表层泉开发解决农村生活用水困难。由于小江河谷为全流域地表水和地下水的集中排泄带,水能资源富集,而土地及其他自然资源和环境条件差,因此,适宜建设中小型水电站开发水能资源。
小江流域岩溶水是由大气降水入渗而形成,其上层径流以泉、暗河的形式以泸西盆地底面为排泄基准排泄而转化成地表水,最终汇集于盆地南部通过工农隧洞及落水洞排向小江;下层径流则以小江水面为基准而通过深层径流排泄(图3-2)。流域岩溶水的年平均补给量,减去以泸西盆地为基准的上层径流排泄量及小江流域岩溶水开采利用后的损耗量,应等于小江流域岩溶水的下层径流量。
流域岩溶水均衡方程:
QR-Q1-Q2=QD-Q3
式中:QR—小江流域岩溶水天然补给量(104m3/a),采用渗入法计算,补给面积取全流域裸露型岩溶面积,降水量取泸西县气象站2003年降水量;Q1—以泸西盆地底面为排泄基准的上层径流排泄量(104m3/a),采用泉流、暗河流量汇总法,即累加2003年野外调查期间泸西岩溶盆地汇水范围内的所有岩溶水天然出露点的排泄量(实测流量);Q2—小江流域岩溶水开采利用后的损耗量(104m3/a),为全流域合计开采量减去退水量,计算公式:Q2=QK(1-tS),式中:QK为2003年小江流域岩溶水的开采量,tS为退水系数,根据区域经验取0.85;QD—小江河谷岩溶水排泄量(104m3/a),为未知量;Q3—泸西岩溶盆地南端落水洞、排水隧道地表水2003年的泄流量(104m3/a)。
岩溶水均衡方程左边为小江流域岩溶水总的大气降水渗入、灌入天然补给量,减去以泸西盆地底面为排泄基准的上层径流排泄量,以及小江流域岩溶水开采利用后的损耗量,显然剩余的仅有小江排泄带以上继续作深远程径流的下层径流量;右边为排入流域的最终排泄基准小江河谷的岩溶水总排泄量,包含下层径流量和泸西岩溶盆地南端落水洞、排水隧道吸收的地表水泄流量,显然,当其减去后一项之后,剩余的也仅有下层径流量。所以,方程是成立的,能准确完整地反映小江流域的“三水”转换关系。
选择2003年为均衡年,通过计算,小江流域岩溶水 2003年补给量为 14013.12 104m3/a,上层径流量为6917.89 104m3/a,下层径流量为6124.51 104m3/a(表3-1),下层径流量占年平均补给量的44%。这一研究成果,首次定量说明了岩溶盆地流域岩溶水开发的资源前景及潜力。
表3-1 泸西小江流域岩溶水均衡计算结果表 单位:104m3/a
4.1.2.1 楚雄示范区
楚雄市处于滇中红层区中西部,是楚雄彝族自治州、楚雄市两级政府所在地和政治、经济、文化中心,辖区范围地理坐标为:东经100°52′50″~101°48′58″,北纬24°29′11″~25°15′12″。2004年末总人口49.4万人,农民人均年纯收入2304元。国土面积4482km2,其中红层分布面积3422km2,占市辖面积的76%,集中分布于中东部的15个乡镇。全市共有缺水人口48699人,缺水大牲畜29678头,涉及19个乡镇372个自然村,东部坝区乡镇是缺水较为严重的地区。
勘查示范区位于楚雄市东部,涉及苍岭、富民、永安、云龙、紫溪5个镇(图4.2)。除落花冲、小云甸示范点处于元江水系外,其余均处于金沙江支流龙川江流域。按示范点开采的地下水类型,主要有溶蚀裂隙孔隙水和层间裂隙水;按示范点所处的地貌类型,主要为向斜盆地、丘陵和山间河谷。
示范区地处滇中红层腹地,为金沙江、元江的分水岭地带,属侵蚀、剥蚀中山地貌,高原台面保存相对完好,山顶齐平,宏观地形连绵舒展,切割较浅,总体为平直垅状山脊与宽缓沟谷相间。以中深丘槽谷和浅丘宽谷地貌为主,局部为低中山斜坡地貌,沿龙川江及其支流串珠状展布着吕合、楚雄、饱满街、腰站街、子午、新街等河谷盆地。盆地内地形低缓,外围为丘陵低山,局部为低中山区,一般切割深50~300m。村寨主要坐落于盆地、宽谷中的河流阶地或边缘缓坡,以及山区、半山区的斜坡、台地或沟源缓坡地带。
示范区属亚热带高原季风气候区。据楚雄市气象站观测资料,1971~2004年多年平均降雨量900.25mm,最丰年降雨量 1342.80mm(2001年),最枯年降雨量 485.80mm(1980年);多年平均水面蒸发量1809.40mm,蒸发最强期为3~5月。降雨80%以上集中在6~10月,冬春季节干旱少雨,最长连续无降水日数在100天以上;立体气候突出,降雨量随高程的增加而增大;枯雨季分明。区内水资源时空分布不均,除龙川江、马龙河、打苴河等主干河流外,支流沟谷大多短浅,冬春季节久旱无雨而无长年流水。
图4.2 楚雄示范区地貌类型及勘查示范点分布图
1—低中山斜坡地形;2—中深丘槽谷地形;3—浅丘宽谷地形;4—河谷盆地;5—地貌类型界线;6—地表分水岭;7—河流;8—市县界线;9—乡镇界线;10—州市政府驻地;11—乡镇政府驻地;12—勘查示范点及地名
示范区大面积出露侏罗系、白垩系红色地层,盆地、宽谷有第四系冲洪积砂质粘土、砂砾石层分布,一般厚5~20m。侏罗系中、下统以泥质岩为主间夹砂岩,上统妥甸组(J3t)为钙质泥岩夹泥灰岩。白垩系高峰寺组(K1g)、马头山组(K2m)以砂岩为主,砂岩层厚占地层总厚的70%~90%;普昌河组(K1p)、江底河组(K2j)则以粉砂质泥岩、钙质泥岩和泥灰岩等泥质岩为主,间夹粉细砂岩,局部含膏盐层。红层岩性总体上以泥岩、粉砂质泥岩为主间夹粉细砂岩、泥灰岩等,显示出泥岩—粉砂质泥岩—泥质粉砂岩—粉细砂岩的多旋回沉积特征。受构造影响,岩层倾角较陡,多在20°~50°间,局部近于直立甚至倒转,构造裂隙发育。
勘查示范区以复式向斜构造为主体,并发育有次级褶皱及派生的纵向断层。平行分布有新街-子午街向斜、楚雄向斜、腰站街-饱满街向斜和高峰哨断层、迤干断层等,构成了示范区的基本构造格局(图4.3),褶皱形态从西到东由紧密长轴型向宽缓短轴型(穹隆、碗状向斜)转化。向斜核部多为江底河组(K2j),向两翼依次是马头山组(K2m)、普昌河组(K1p)和高峰寺组(K1g),至背斜核部变为妥甸组(J3t),并形成背斜成山、向斜成盆谷的地貌景观。
图4.3 楚雄市勘查示范区构造纲要图
1—第四系;2—中新统;3—白垩系;4—侏罗系;5—逆断层;6—平移断层;7—性质不明断层;8—向斜;9—背斜;10—穹隆;11—地层界线;12—不整合地层界线;13—断层编号;14—褶皱编号;15—河流;16—市域界线
断层:7—小瓦古断层;8—小箐河断层;9—观音寺断层;10—高峰哨断层;11—迤干断层;12—孔家庄断层褶皱:(6)—白衣河背斜;(7)—干家箐背斜;(8)—田心向斜;(9)—雪里光背斜;(10)—子午街向斜;(11)—中石坝背斜;(12)—楚雄向斜;(13)—览经穹窿;(14)—饱满街向斜
地下水类型有松散岩类孔隙水、风化裂隙水、层间裂隙水、脉状裂隙水和溶蚀裂隙孔隙水五大类,后四类地下水的含水层都为红层。
松散岩类孔隙水:主要分布于龙川江、马龙河河谷第四系冲洪积层内,含水层以中下部的砂砾石层为主,厚数米至十几米。因受污染较重,一般不能作生活用水,勘查示范也未将其纳入。
风化裂隙水的分布与赋存受基岩风化带的制约。勘查示范区内的红层都形成有风化带,但由于地形地貌、岩性、构造的差异,风化带的发育和空间分布很不均一,富水性差异亦很大。通常在盆地边缘、缓坡台地和泥质岩集中分布地段,风化带保存完好,平面分布面积大,垂向厚度亦较大,地下水封闭条件相对较好,地下水较易富集。而在深丘槽谷和低山区,地形破碎,切割较深,地层倾角普遍较大,风化带发育不全或被沟谷切割完全暴露,封闭条件差,风化裂隙含水层分布零星并仅有季节性贮水功能,不具供水意义。
层间裂隙水主要赋存在裂隙较发育、厚度较稳定的砂岩、粉砂岩层里,富水性强弱有别。高峰寺组(K1g)、马头山组(K2m)地层以砂岩为主,连续砂岩层厚达80~340m,砂岩裂隙率2.0%~7.4%,是示范区主要的层间裂隙含水层,富水性丰富—中等,深井单井涌水量一般大于300m3/d。普昌河组(K1p)则以泥质岩为主间夹厚度不等的砂岩、粉砂岩,砂岩累计厚度一般小于10%,单层厚几十厘米至十数米,裂隙较发育,水量中等—贫乏,深井单井涌水量一般小于100m3/d。
层间裂隙水含水层的富水性在不同构造部位差异较大。断层影响带、褶皱构造转折端,水量丰富。向斜两翼地段的富水性与岩层倾角相关,倾角20°~50°的部位富水性较好,水量较大;地层倒转及陡立(倾角70°~80°)部位,富水性较差。
示范区广泛分布的侏罗系上统妥甸组(J3t)和白垩系上统江底河组(K2j)以泥质岩为主,普遍富含钙质或夹有泥灰岩、泥质白云岩夹层,泥灰岩、泥质白云岩连续沉积厚度可达数十米,岩性层交替频繁。一般均有溶隙和蜂窝状溶孔发育,顺层面溶蚀裂隙、溶孔发育,赋存溶蚀裂隙孔隙水,溶孔、溶隙是其主要的导水、储水空隙。其富水性除受岩层产状和地形等的控制外,还与含水层的钙质含量相关,一般钙质含量越高,溶孔、溶隙就越发育,富水性就越好。溶孔、溶隙的大小、连通性等也影响到其富水性,泥质岩全—强风化层因风化完全多呈土状,并将溶孔、溶隙充填,含水性较差。
脉状裂隙水仅沿断层分布,范围较窄,区内仅在迤干断层带见有。
示范区以褶皱为基本构造格局,地形与构造形态基本一致,新街-子午街向斜、楚雄向斜、腰站街-饱满街向斜等是主要的储水构造,构成以向斜盆地、谷地为中心的水文地质单元。由于向斜翼部多为砂岩层、粉砂岩夹泥岩,核部则以钙质泥岩、泥灰岩等可溶岩层为主,盆地边缘和缓坡台地还有厚度较大的风化层分布,因而就一个盆地来说其地下水类型具有多样性。风化裂隙水大多分布局限、连续性差,往往以一个微地貌单元构成相对独立完整的补、径、排系统,主要为降雨渗入补给,于风化裂隙中顺坡径流,以蒸发、斜坡前缘渗出、人工开采及地下径流等形式进行排泄,地下水动态变化较大,部分仅有季节性贮水功能。层间裂隙水接受降雨和沟、塘等地表水体的补给,由于砂岩含水层与泥岩相对隔水层相间分布,形成相邻沟谷间梁状、脊状分水岭,地下水主要沿砂岩层面、裂隙顺走向、顺坡向径流,由盆周山坡顺坡向盆地内径流汇集,一部分在坡脚或侵蚀谷地内以泉或片状散流的形式排泄,一部分则沿层面向深部径流并在核部富集并作深层径流排泄或沿断裂带溢出,通过蒸发、补给河水排泄,以及人工开采消耗。
示范区地下水动态随降雨和地表水的变化而变化。枯季地下水水位下降,雨季水位上升,水位变幅各地不一,从1~3m到7~8m不等。泉水大多雨季流量大,枯季流量小,一般变幅2~5倍。尤以风化裂隙水变化大,每到枯季一些小流量泉水和农民于红层中开挖的集水池就断流,往往造成部分农民饮水困难。
示范区构造活动较强烈,褶皱、裂隙较发育,地形切割较深,地下水排泄条件较好,水流交替迅速。除河谷第四系冲洪积孔隙水遭受工农业污染严重不能饮用,局部含膏盐地层区水质较差外,其余大多水质较好,地下水化学类型以HCO3-Ca型、HCO3-Ca · Mg型及HCO3·SO4-Ca·Mg型为主,硬度一般小于450mg/L,矿化度大多为200~1000mg/L。盆地内地下水的循环径流深度亦较大,咸、淡水界面埋深一般大于100m,150m以下由于径流循环减弱,盐分、矿物质聚集,层间裂隙水、溶蚀裂隙孔隙水矿化度增高,硫酸根、氯离子、铁、锰等组分超标,并随深度增加,水质变差。
由于季风气候的影响,示范区冬春季节连旱时间长,加之红层对水资源的涵养、调节能力较弱,枯季短浅溪沟、泉水和小坝塘等常常断流、干涸,造成整体上的季节性的资源型缺水。随着农村人口增长、存栏大牲畜增加,需水量猛增,原来的供水源地和工程规模更显得供水不足。近年来,因工业污染加剧,水产养殖业迅猛发展,农药化肥的大量使用,使供水源地受到严重污染,河水、库塘水和松散层孔隙水水质恶化,一些村寨原来的饮用水源变得不能饮用,导致“水质型缺水”的村寨持续增加。现有的农村人饮工程中,有相当数量是管道引水、明渠输水,因普遍运行年限已久,管道老化常常堵塞、破损,渠道太长,受污染极为严重,导致供水极不正常、饮水极不卫生。上述原因导致示范区农村人畜饮用水资源短缺并日趋突出,缺水面较大,干旱时节一些村寨要到几百米甚至一二千米外的江河、库塘中挑水,遇到连旱,更对农村饮水安全构成巨大的威胁。据调查统计,示范区5个坝区乡镇共有缺水村庄144个,缺水人口4890 户22291人,缺水大牲畜8320 头,缺水类型以季节性的资源型缺水和水质型缺水为主,部分为工程型缺水。寻找新的洁净水源、探索新的取水技术和途径用于解决农村人畜饮水困难具有重要意义。
示范区先后有不少单位进行过不同目的、不同精度的以盆地为中心的水文地质工作。以往的水文地质工作都着重于寻找大中型集中供水水源地,勘查的目标含水层主要是高峰寺组(K1g)、马头山组(K2m)的砂岩和江底河组(K2j)钙质泥岩、粉砂岩、泥灰岩等,并将单井涌水量小于100m3/d、泉流量小于0.1 L/s、地下水径流模数小于0.1 L/s·km2的含水层列为不具开采意义的含水层,对泥质岩集中分布区的砂岩夹层的赋水性及其供水意义未进行专门的研究,对不同地貌单元、不同含水介质条件下风化裂隙水的富水性、动态特征、水质等情况了解不够,适合农村缺水地区分散式供水的工程经验不足。
4.1.2.2 大姚示范区
大姚县位于楚雄州北部,地理坐标为:东经100°53′~101°42′,北纬25°33′~26°24′,面积4146km2,皆为红层,仅白垩系地层就占县域面积的60%以上。2004年年末总人口280272人,农业人口占91.54%,农业产值2.9亿元,农民人均纯收入600~2200元。全县有71419人存在饮用水困难,涉及全部乡镇、94个村委会、338个自然村、11371户。
勘查示范区位于大姚县中南部,涉及新街乡、仓街镇2个乡镇,主要示范点布置在中学、小学和缺水村庄(图4.4)。按示范点开采的地下水类型,主要有溶蚀裂隙孔隙水和层间裂隙水;按示范点所处的地貌类型,主要为宽谷和丘陵。
勘查示范区地处滇中红层区北部,为金沙江支流蜻蛉河中游地带。中部以丘陵地貌为主,沟谷发育,相对高差80~150m;地形破碎,山脊线连续性差,但总体伸展方向可辨;谷坡上缓下陡,构成垄岗槽谷和丘陵宽谷的地貌景观。向四周渔泡江、六苴河和龙街河的分水岭地带,渐变为低中山地貌,山脊线较完整,山顶浑圆,沟谷呈“V”形,切割深200~500m,山坡坡度25°~35°,支沟树枝状密集发育。总体地貌与昙华山-龙山向斜南段形态协调一致,形成大姚-新街向斜盆地。
区内属亚热带高原季风气候,年均气温15.6℃,年均降雨量796.8mm,5~10月为雨季,降雨占全年的92.4%。最丰年降雨1078.6mm(1961年),最枯年降雨520.0mm(1988年)。年均水面蒸发量2754.0mm,相对湿度65%。蜻蛉河及其支流新街河穿过示范区,沿河谷分布有金碧、仓街、七街、大古衙、碧么等多个不规则堆积盆(谷)地,村庄大多坐落于盆地、谷地边缘,以水库、溪沟、泉水和第四系孔隙水浅井作生活用水水源。受降雨影响,主干河流枯、雨季流量变幅大,枯季一些短小支流、溪沟及泉水流量骤减,以至断流,造成农村生活用水困难。
图4.4 大姚示范区地貌类型及勘查示范点分布图
1—中山地貌;2—低中山地貌;3—垄岗槽谷地貌;4—丘陵宽谷地貌;5—河谷堆积地貌;6—地貌类型界线;7—县、乡镇界线;8—河流;9—地表分水岭;10—县、乡镇政府驻地;11—勘查示范点及地名
勘查示范区出露地层有第四系全新统(Qh)冲洪积层、古近系赵家店组(Ez)、白垩系江底河组(K2j)和马头山组(K1m),以江底河组(K2j)分布最为广泛,几乎遍布整个示范区。第四系全新统(Qh)冲洪积层仅呈带状分布于较大河流沿岸。赵家店组(Ez)、马头山组(K1m)以细—中粒长石或岩屑石英砂岩、粉砂岩为主夹泥岩和钙泥质粉砂岩。江底河组(K2j)则为泥岩、粉细砂岩夹钙质泥岩、钙质粉砂岩及泥灰岩等,其中江底河组三段(K2j3)地层在大姚—芦川—石羊一带分布广泛,突出特点是中部、上部普遍含有蓝石棉和膏盐层,部分层段为岩盐矿层、芒硝矿层和含盐、含钙芒硝岩层,“盐霜”、卤泉较多,是示范内区的主要含盐层,在云南红层中具有代表性,石羊盐厂就是从中抽取卤水制盐。
示范区以近南北向和北西向的宽缓短轴褶皱为主要构造形迹(图4.5),背斜紧密,向斜宽缓,并具有核部地层舒展平缓、两翼岩层倾角向外逐渐变陡的特点。以昙华山-龙山向斜为核心,向外围发育有较多次级同层褶皱,一般呈箱型(屉型)、短轴状,轴向随岩层走向而扭曲,枢纽起伏多变,较小的褶皱在示范区内随处可见,致使岩层起伏多变。
图4.5 大姚勘查示范区构造纲要图
1—背斜轴;2—向斜轴;3—次级背斜;4—次级向斜;5—穹窿构造;6—碗状向斜;7—正断层;8—遥感解译断层;9—地层界线及代号;10—大姚向斜盆地汇水边界;11—水系;12—勘查示范点
地下水类型有松散岩类孔隙水、风化裂隙水、层间裂隙水和溶蚀裂隙孔隙水四大类,脉状裂隙水少见。
松散岩类孔隙含水层为第四系全新统冲积层(Qh),以粘土、有机质粘土、含砾粘土为主,砂砾石层主要分布在蜻蛉河、新街河河谷,在主支沟交汇口附近多呈透镜状分布,水位埋深0.45~1.20m。砂砾石层最大钻孔涌水量129m3/d,民井涌水量116m3/d,富水性与砂砾石层厚度有关。总体上砂砾石层分布较为局限且厚度较薄,勘查示范未将其列入。
风化裂隙水的分布与楚雄勘查示范区类似,具有风化带连续性较差,富水性差异很大,多数风化带仅具季节性储水功能等特点,不具有普遍供水意义,勘查示范也未对其进行专门研究。
层间裂隙水主要赋存于古近系赵家店组(Ez)、白垩系江底河组四段(K2j4)和马头山组(K1m)的砂岩、粉砂岩层中。马头山组(K1m)的岩性组合和赋水特点与楚雄示范区相似,在大姚地区其泉流量为0.8~2.2 L/s,一般地下径流模数0.7~2.5 L/s·km2,最大单井涌水量达2936m3/d,一般为250~800m3/d,最小89m3/d。赵家店组(Ez)上部为砂岩夹粉砂岩及薄层泥岩,下部为泥岩、泥质粉砂岩夹砂岩或砂、泥岩互层,砂岩单层厚度一般小于1m。裂隙发育,面裂隙率2%~5%,张开度好,透水性强。泉流量0.039~3.173 L/s,流量大于0.500 L/s的泉点占35.7%,地下径流模数1.4~3.6 L/s·km2,孔深150~200m的钻孔涌水量80~389m3/d,富水性强。江底河组四段(K2j4)为中层状钙质粉砂岩与泥岩互层,局部夹泥灰岩,地下径流模数0.6~0.7 L/s·km2,泉流量一般为0.10~0.80 L/s,最大 3.34 L/s,最小 0.025 L/s,流量大于 0.50 L/s 的泉点占48.2%,富水性强。
溶蚀裂隙孔隙水赋存于江底河组一~三段(K2j1-3)地层的溶蚀裂隙中。江底河组一、二段(K2j1、K2j2)的含水介质特征与楚雄勘查示范区相同,地下径流模数3.5~4.8 L/s·km2,泉流量一般0.1~1.0L/s,最大达4.2L/s,0.1~0.5L/s的泉点占58%,0.5~1.0L/s的泉点占21%,富水性强,均匀性好。三段(K2j3)因含有盐层易溶蚀,盐溶现象和溶蚀孔洞多见,溶蚀裂隙发育且宽大,因而也赋存有溶蚀裂隙孔隙水。含盐层位一般风化较强,风化带厚度较大,浅部风化层的裂隙多被溶蚀再充填而密闭,风化带富水性较差;而地下水位以下,中—微风化带,裂隙多被溶蚀扩宽,透水性强。导致该段地层富水性较好但不均匀,表现为泉流量数值离散性较大。示范区K2j3地层中出露的45个泉点中,泉流量集中在0.1~0.5 L/s和大于1.0 L/s两个区域,分别占泉点总数的53.4%和22.2%;泉流量小于0.1 L/s和0.5~1.0 L/s的泉点仅占总数的15.5%和8.9%。
地下水总体由大姚-新街向斜盆地四周向中部径流。因沟谷发育、地形破碎,形成很多相对独立的水文地质单元,地下水靠降雨渗入补给,顺坡径流,具就地补给、就近于沟谷底部排泄的特点,宽谷中是地下水富集和打井取水有利场所。由于地形切割深度不大,为松散土层浅覆盖,地下水位埋深3~15m,地下水蒸发和蒸腾强烈。地下水动态在构造侵蚀山区受季节影响较大,泉流量雨季剧增,雨季末期达最大,旱季骤减,甚至干枯,多属峰态型—波态型。在丘陵谷地区,因排泄条件较差,水流交替迟缓,地下水动态季节性水位变幅不明显,一般变幅小于1m,动态稳定,地下水动态类型多属稳态型—波态型。
示范区的岩相古地理、岩石化学成分和地形地貌条件,决定了地下水化学类型的复杂性。江底河组三段(K2j3)以外的地区,石膏、芒硝和岩盐等可溶盐层含量少、分布零星,加之浅部地下水径流排泄较畅、交替迅速,地下水水质普遍较好,水化学类型以HCO3-Ca、HCO3·SO4-Ca·Mg型为主,矿化度一般500~1000mg/L,仅在局部丘陵区弱径流带因滞留盐分较多导致水质超标,大多呈孤立的水点出现。江底河组三段(K2j3)中可溶盐层含量多、分布广,浅部风化裂隙多被垂直淋滤的盐分充填而密闭,地下水径流滞缓,水质复杂,泉水或民井水质都较差,有涩味。地下水化学类型多为SO4· HCO3-Ca、Cl·HCO3-Ca和SO4-Ca型,矿化度大于1000mg/L的微咸水居多,硫酸根、溶解性总固体、总硬度、总铁等多超标,并多呈片状出现。
由于气象水文、地形地貌和地质条件的一致性,大姚示范区的缺水状况和特点与楚雄示范区基本相同。丘陵谷地区人口稠集,城镇规模大,分布密集,工厂较多,农业生产发达,造成了地表水和浅层松散层孔隙水的严重污染。取样化验表明芦川、夏家坝等地的民井和作为饮用水源的沟水,感官性能差,锰、铁含量普遍偏高,微生物指标多超限,甚至还出现砷超标,水质差,按“农村实施《生活饮用水卫生标准》准则”评价多在三级以下;仓街一带的个别民井除亚硝酸盐、总硬度、矿化度、铅超标外,硝酸盐还超标10 倍以上,显示第四系松散层孔隙水遭受了地表污水的入渗污染,地下水的防污性能较差。除水质型缺水外,丘陵谷地区地表水资源相对匮乏,也导致季节性资源型缺水,区内8个乡镇共有缺水人口55028 人,占全县缺水人口的77%,成为大姚农村生活用水最困难的地区。
示范区水文地质研究程度较低,除外围的六苴铜矿进行过矿区水文地质工作外,仅做过1∶20万区域水文地质普查。地下水开发利用程度较低,除民井和零星管井外,没有大规模的、系统的地下水开发工程。根据楚雄红层勘查示范经验,针对大姚示范区可溶盐含量较高、地下水水质复杂多变、咸水多见的水文地质特点,将含盐层分布区寻找可供开发利用的地下水解决农村饮用水困难和进一步验证、总结前期探索出的开发工程的地区适宜性、供水方式的可行性作为研究的主要内容。
岩溶平原干旱区地下水资源可持续开发与利用——以广西黎塘示范区...
采用引水提水、水源调蓄、节水灌溉、土壤改良、高效农业、生态重建等综合治理技术进行典型示范,组织开展了“广西桂中旱片综合治理示范”和“桂中岩溶峰林平原典型水文地质调查与地下水资源示范”等项目。本文将部分示范研究成果进行总结。 1 地理、地质环境概况 1.1 自然地理、水文 黎塘示范区位于广西宾阳县东部(图1),...
水文地质学发展概况及展望
②研究视野扩展:含水层的局部→整个含水层→地下水系统→水文系统→生态环境系统→技术-社会系统。③研究目标改变:由局部性的问题转向全局性的课题,由当前的问题转向长期的可持续发展课题,由解决具体生产问题,转向构建人与自然协调的、良性循环的地下水系统、水文系统、地质环境系统与生态系统。④研究...
西南岩溶地区水文地质环境地质调查评价
1999~2010年,完成1∶5万水文地质调查面积20万km2,水文地质钻探52000m,综合地球物理探测60000点,岩溶洞穴探测60km。取得的主要成果:提交调查评价报告80份,图件300张,初步建立了西南岩溶地区水文地质环境地质数据库。出版专著9 部,发表论文110 篇。以岩溶流域为单元,进行1∶5万水文地质和环境地质...
水文地质调查
2011年以来,开展了鄂尔多斯盆地、柴达木盆地、塔里木盆地等西北大型盆地水文地质调查,探索推进重点地段1∶5万水文地质调查,加深对大型盆地水文地质条件的认识。以青藏铁路沿线为重点,开展了青藏高原重点地区水文地质环境地质调查,通过填补区域1∶25万水环地质调查空白区和重点区1∶5万水文地质调查,选择适宜...
水文地质调查与评价
总体目标:在深入开展我国北方主要平原(盆地)区域水文地质调查基础上,加强重点地区1:5万水文地质调查,查明平原盆地重点地区的基础水文地质条件,提出地下水资源合理开发利用和地质环境保护建议和对策。 “十二五”期间:完成我国北方的三江平原、松嫩平原、西辽河平原、山西六盆地等主要平原盆地重点地区1:5万基础水文地质调查...
河北省沧州市地下水脆弱性评价与编图示范
地下水系统脆弱性评价和脆弱性区划与地面沉降灾害危险性评价和风险区划是两项内容繁杂的系统工作,涉及内容广泛,在国内外尚无先例的情况下,通过对两个问题分别研究评价,首次对地下水脆弱性、地面沉降危险性和地下水水质综合影响进行叠加,对重点地区沧州市区和沧县地质环境质量做出了评价。主要取得了如下成果: 1.地下水系...
中国地质科学院水文地质环境地质研究所
从地质构造、水文地质、生气储气能力,以及油气生成期、运聚期和圈闭期在时空上的匹配关系,提出了评价预测聚气成藏的有利地段。全国主要城市环境地质调查评价:属中国地质调查计划项目,负责人刘长礼研究员。该项目取得重大进展,科技成果入选中国地质学会2008年度十大地质科技成果。项目完成了15省(区)177个...
汉留镇投资环境
汉留镇位于江苏省,拥有优越的生态环境。作为国家级生态示范区,其水文设施完善,正常设计水位为1.8米,最低设计水位为2.0米,最高洪水位为2.6米,采用百年一遇的防洪标准,确保了地区安全。这里的水网密布,资源丰富,水产养殖面积达到2.5万亩,耕地面积则有6.5万亩,为农业发展提供了广阔的空间...
中国地质科学院水文地质环境地质研究所
中国地质科学院水文地质环境地质研究所(简称水环所)始建于1956年,是全国唯一专门从事水文地质、工程地质、环境地质研究的国家公益性科研机构,是全国水文地质环境地质调查和地下水资源评价的科技支撑单位和技术发展核心,是全国水文地质环境地质专业编图中心。 “973”项目启动会上为特聘专家颁发聘书 2009年承担地质调查工作...
国土资源大调查以来地质环境调查进展
表6-2 国土资源大调查专项1999~2009年地质环境调查经费投入统计表 (一)水文地质调查 1.新一轮全国地下水资源评价 2000~2002年,在以省(区、市)为单元的调查评价工作基础上,完成了全国新一轮地下水资源调查评价,查明了自1984年以来全国地下水资源数量与质量的时空变化、开采潜力等总体状况,为国家水资源的规划和管...
壤霭胞磷: 水文地质条件包括:地下水的类型地下水位及其变幅;含水层和隔水层 分布及其岩性结构和厚度;岩土层的透水性和富水性;孔隙水特别是裂隙水 的渗透压力;地下水的补结、径流和排泄条件及其水质和侵蚀性等. 地下水位与各土层的力学性质、天然含水量和稠度有关,还与地基沉降 量有关; 含水层与隔水层的分布对坝基防渗很重要; 含水层的富水性是计算基坑涌水、隧道突水和地铁设计、施工时采取措 施的依据; 裂隙水易使地下岩土发生泥化和软化现象,尤其在有软弱夹层和断层带 地区,这会降低岩土的抗滑能力,造成坍塌、冒顶、涌水和泥沙流动.
广阳区18877345794: 环境地质条件有哪些 - ?
壤霭胞磷: 参照《矿区水文地质工程地质勘探规范》GB 12719-91做. 6.1.1 区域稳定性调查,收集矿区附近历史地震资料,调查新构造活动情况,分析其是否有活动性断裂的存在. 6.1.2 调查矿区所处社会环境(建筑物的类型、密度)和自然地理环境(...
广阳区18877345794: 河北省新乐市地质情况 - ?
壤霭胞磷: 一、概述(一)基本情况1、地理位置新乐市位于河北省西南部太行山山前平原,地处东经114°30′-55′,北纬38°16′-30′之间,石家庄北部38km处,北靠曲阳,南邻正定、藁城、无极,西与行唐毗邻,东与定州接壤.全市总面积525km2,...
广阳区18877345794: 平谷区山东庄镇水文地质条件?
壤霭胞磷: 工业区温带大陆性季风气候,四季分明,年平均气温10度左右,平均无霜189天,年降水量600毫米.空气质量达到国家一类标准,有"天然氧吧"之称.(百科)只有这么多平谷是独立的山间盆地水文地质单元区.山区以基岩裂隙水为主,受降水入渗补给;平原区以第四系孔隙水为主,主要受降水入渗,河流漏渗,山区侧向及灌水回渗等 因素补给.
广阳区18877345794: 何为水文地质条件 - ?
壤霭胞磷: 对水文地质分区、含水层类型及富水性、地下水的补、径、排条件及地下水的动态特征的综合描述.
广阳区18877345794: 何谓工程地质条件?包括那些方面? - ?
壤霭胞磷: 工程地质条件包括:地形地貌、地层岩性、地质构造、地下水条件、地球物理条件、物理地质环境和天然建筑材料7项.工程地质学里面第一页就有提到.再看看别人怎么说的.
广阳区18877345794: 根据填埋场场区的地形、地质及水文地质条件,填埋废物的性质特征以...?
壤霭胞磷: 开滦煤田的煤层以中厚煤层为主,倾角由缓倾斜至急倾斜,地质条件总体上属中等.煤田水文地质条件较复杂,有五个主要含水层,水量丰富,尤以煤系下伏奥陶纪石灰岩的岩溶裂隙水对矿井威胁最大,曾多次发生突水及特大型突水灾害.瓦斯含量以向斜西北翼各矿井为高,属高瓦斯矿井及瓦斯突出矿井;东南翼较低,一般为低瓦斯矿井.煤层自然发火期较长,一般无自燃现象.
广阳区18877345794: 选择垃圾填埋场应考虑哪些地质条件 - ?
壤霭胞磷: 垃圾填埋场选址原则: 首要任务是选址.从工程安全角度出发,填埋场的选址应确保其周边环境(生态环境、水环境、大气环境)以及人类的生存环境等的安全;从经济角度考虑,只有通过先进的选址技术才能达到节省工程造价的目的. ①...
广阳区18877345794: 城市工业区开发建设时,在选址时,应注意哪些地质条件 - ?
壤霭胞磷: 水文地质条件,物理地质现象,区域地震烈度,天然建筑材料,岩土性质与土层结构.