貴州省貞豐縣山區(qū)巖溶水及找水經(jīng)驗(yàn)剖析

祁福利，李永利，張峰龍，柏鈺春

(黑龍江省九〇四水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院，哈爾濱150100)

1 自然地理概況

貞豐縣位于貴州省西南部，地處云貴高原向廣西低山丘陵過渡的斜坡地帶，地勢(shì)由西北向東南呈階梯狀逐級(jí)下降，形成多級(jí)臺(tái)面。

貞豐縣屬典型的喀斯特地貌，由于地層巖性不同，在內(nèi)外營(yíng)力的相互作用下，形成了境內(nèi)多樣化的地貌。按其成因，可分為山原糟谷、低山丘陵與巖溶盆地、河谷山地三大形態(tài)。以剝蝕為主的中低山山原槽谷地貌;分布于縣境西南部龍頭大山與挽瀾河流域和西北部的小屯、木桑、大長(zhǎng)田一帶。以溶蝕為主的低山丘陵、巖溶盆地、峰林、石牙、殘丘等多樣地貌，集中于縣境中部地區(qū)。以侵蝕為主、剝蝕次之的低中山河谷山地，集中于縣境東南部及北盤江上沿岸，境內(nèi)北盤江上段自九盤至白層沿岸，多為峽谷地貌。

2 地質(zhì)構(gòu)造

本區(qū)構(gòu)造形跡特點(diǎn)是:褶皺形態(tài)以短軸狀為主，而斷層較發(fā)育。本區(qū)受控于北西向構(gòu)造帶，主要有一系列走向北40°西的較緊褶皺和逆斷層組成。主要褶皺有牛場(chǎng)背斜、白泥田向斜，均呈條帶狀展布，兩翼傾角較陡，在60～70°，與褶皺伴生的壓性、壓扭性斷層，主要有董崗斷層、鑼鍋井?dāng)鄬樱瑑A角一般在60～80°，并常有后期向張性轉(zhuǎn)化的特征。與之配套的有北東向及近南北向兩組扭斷裂，如打章斷裂、老凹山斷裂等。

對(duì)該區(qū)影響嚴(yán)重，并直接起到控制作用的牛場(chǎng)背斜和兩組斷裂，北東向打章斷裂和北西向董崗斷層，在北盤江鎮(zhèn)三家寨村附近，董崗斷層被打章斷裂截?cái)啵搮^(qū)位于牛場(chǎng)背斜的北翼，打章斷裂的北西側(cè)。具體位置如圖1所示。

3 地層

該區(qū)出露地層主要為三疊系，巖性以淺海臺(tái)地相碳酸鹽巖及碎屑巖為主。有老到新依次為:三疊系下統(tǒng)夜郎組一段(T1y1)中厚層黏土巖夾砂泥質(zhì)條帶灰?guī)r，厚165～205 m，夜郎組二段(T1y2)中厚層粉砂巖、黏土巖與灰色鮞狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r互層，厚361～667 m，夜郎組三段(T1y3)鈣質(zhì)黏土巖及粉砂質(zhì)黏土巖，厚32～78 m;永寧鎮(zhèn)組一段(T1yn1)灰色中厚至厚層灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r及白云巖，頂部為鈣質(zhì)黏土巖夾灰?guī)r，厚299～358 m，永寧鎮(zhèn)組二段(T1yn2)灰色中厚至塊狀灰?guī)r白云質(zhì)灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r，厚253～489 m;安順組(T1a)灰色中厚層白云巖夾少量泥質(zhì)白云巖及黏土巖，厚560 m左右;谷腳組(T1g)灰色薄至中厚層灰?guī)r與白云巖互層，厚153～644 m;中統(tǒng)關(guān)嶺組一段(T2g1)中厚層白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r夾黏土巖，厚122～308 m;關(guān)嶺組二段(T2g2)中厚層泥晶灰?guī)r，厚422～643 m;坡段組(T2p)淺灰色厚層至塊狀淀晶灰?guī)r、藻屑灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖等，厚813 m左右;青巖組(T2q)，上部以灰色黏土巖、鈣質(zhì)黏土巖為主，下部以薄層灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r為主，厚868～1 117 m;新苑組(T2x)，由黏土巖、砂巖夾薄層至中厚層灰?guī)r、泥灰?guī)r等組成，厚82～250 m;楊柳井組(T2y)，由中厚層至塊狀白云巖、灰?guī)r及角礫狀白云巖組成，厚374～980 m;壟頭組(T2l)，以中厚層至塊狀淀晶灰?guī)r、藻灰?guī)r、及生物碎屑灰?guī)r為主，夾少量白云巖，厚1 158～1 254 m;組桿坡組(T2z)，由薄層至中厚層灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r組呈，厚30～143 m;邊陽(yáng)組(T2b)，由中厚至厚層砂巖、薄至中厚層粉砂巖、黏土巖及少量灰?guī)r等組成的粒級(jí)遞變韻律層構(gòu)成，厚度大于508m。詳細(xì)分布及剖面圖見圖1。

4 水文地質(zhì)概況

該區(qū)地下水以潛水為主，局部構(gòu)造可能有承壓水分布。地下水埋深條件與地貌關(guān)系密切，一般在近分水嶺地帶的洼地、谷地及剝夷臺(tái)地區(qū)埋深淺，水位埋深＜50 m;而在北盤江及其支流兩岸的強(qiáng)烈切割地區(qū)地下水埋深大，可超過100 m。區(qū)內(nèi)地下水類型以碳酸鹽巖巖溶水為主，其次為基巖裂隙水。碳酸鹽巖巖溶水含水巖組富水性強(qiáng)，水點(diǎn)流量大，例如，T1yn灰?guī)r及白云巖地下徑流模數(shù)達(dá)6.891 L/s·km2，最大地下河枯季流量為385.5 L/s;而基巖裂隙水一般地下徑流模數(shù)1.01～1.81 L/s·km2，泉水流量一般在0.11 L/s。

工作區(qū)位于者相巖溶水區(qū)，該區(qū)褶皺寬緩，斷層發(fā)育，大型節(jié)理密度可達(dá)0.5～1條/km2，發(fā)育程度相當(dāng)高;平均裂隙率2.1條/m，淺部裂隙溶蝕率25%。

區(qū)內(nèi)地下水位埋深較淺，各含水層呈環(huán)帶狀出露，富水性多屬中等，枯季徑流模數(shù)為2.29～4.60 L/s·km2。地下管道流主要發(fā)育在永寧鎮(zhèn)組、安順組及壟頭—坡段組中。

如圖2所示，該區(qū)地下水類型以碳酸鹽巖裂隙溶洞水為主。

5 找水成功實(shí)例

5.1 圈定重點(diǎn)工作區(qū)

合理運(yùn)用水文地質(zhì)方法圈定重點(diǎn)工作區(qū)，縮小開展物探工作的面積，減少物探布設(shè)工作量，節(jié)約成本，縮短工期，盡快抗旱進(jìn)展。

根據(jù)該區(qū)地貌特征，位于殘丘坡地中，常有較厚的殘積層(磚紅土)覆蓋，最后可達(dá)20余米;地層出露以三疊系碳酸鹽巖為主，溶洞、地下河發(fā)育地段，碳酸鹽巖巖溶水含水巖組富水性強(qiáng)，水點(diǎn)流量較大;該區(qū)褶皺寬緩，斷層發(fā)育，大型節(jié)理密度可達(dá)0.5～1條/km2，發(fā)育程度相當(dāng)高;平均裂隙率2.1條/m，淺部裂隙溶蝕率25%;該村為位于隔水?dāng)嗔选睎|向斷裂和北西向背斜的北側(cè)，位于地下水的徑流通道或排泄通道上，非常有利于地下水的富集。因此，在該區(qū)圈定調(diào)查區(qū)，開展地球物理勘探工作，進(jìn)一步確定井位和孔深，為開展鉆探工作提供依據(jù)。

5.2 物探依據(jù)

運(yùn)用音頻大地電場(chǎng)法開展物探工作，物探數(shù)據(jù)解譯表明:該區(qū)發(fā)育北西向斷裂，斷裂帶寬約70 m，初步確定抗旱井井位。

激電測(cè)深曲線顯示，在40～65 m，100～170 m均有含水層反映。

根據(jù)推測(cè)斷裂寬度和推測(cè)含水層厚度，推斷單井涌水量＞1 200 m3/d。

5.3 水文地質(zhì)鉆探

根據(jù)物探解譯優(yōu)選點(diǎn)位開展水文地質(zhì)鉆探，采用SPJ－300/空氣潛孔錘鉆機(jī)，沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝，完井后并開展3次降深抽水試驗(yàn)。

井位編號(hào)為ZF03，孔深159.00 m。鉆探過層中共遇見兩個(gè)含水層，分別為80～83 m、136～139 m，含水層均為下三疊統(tǒng)白云巖破碎帶，與物探解譯結(jié)果基本一致。

抽水試驗(yàn)驗(yàn)證，水位最大降深10.36 m，經(jīng)2.8 h恢復(fù)初始水位，計(jì)算單井出水量達(dá)3 120 m3/d，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過預(yù)期的1 200 m3/d。地下水類型為巖溶水、基巖裂隙水。

6 經(jīng)驗(yàn)探討

本次工作通過點(diǎn)狀供水區(qū)域的水文地質(zhì)勘查，綜合分析該區(qū)地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造特征等地質(zhì)背景，圈定重點(diǎn)工作區(qū)，在減少物探工作量的前提下，提高成井率，做到既降低成本，縮短工期，加快抗旱進(jìn)程，又確保抗旱成果，保證質(zhì)量。通過此種方法，本次工作在貞豐縣共實(shí)施8眼抗旱井，出水井7眼，成井率高達(dá)87.5%。總進(jìn)尺1 234 m，日出水量5 548 m3，即使有效解決了旱區(qū)人民的生活用水問題。并將該方法推廣到貴州嚴(yán)重缺水區(qū)的在其他區(qū)域，均取得了預(yù)期的目的。

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圖1 區(qū)域地質(zhì)圖及剖面圖

圖2 水文地質(zhì)圖及剖面圖