川東北紅層區地下水賦存特征及影響因素——以達萬鐵路沿線車站供水工程為例

毛茂兵

（四川省地礦局成都水文隊，成都 610072

達（州）萬（州）鐵路位于四川盆地東北邊緣的高山—丘陵地帶，區內溝壑縱橫，地形復雜多變，背斜成山，緊密狹窄，向斜為丘，寬廣平緩；出露地層巖性主要為志留系中統沙溪廟組（J2s）泥巖、砂巖和薄層粉砂巖以及下統自流井組（J1z）泥巖、砂巖及薄層頁巖等，屬紅層區。所謂紅層是指在大陸環境下形成的紅色沉積層，主要以砂巖、泥巖等組成，局部夾有薄層粉砂巖、頁巖等；紅色為沉積物中高價氧化鐵形成，顯示在大氣中受氧化作用。

為了保證達萬鐵路沿線十座新建車站的生產生活供水充足和安全，擬在以車站站房為中心、1km半徑內尋找可靠的地下水水源，水量30～50t/d，水質滿足國家相關規范。

通過對上述十座新建車站供水工程井位的選擇、鉆探巖芯揭露含水層位、抽水試驗和水質檢測等資料的分析、研究和總結，見下表，得出川東北紅層區地下水主要賦存特征及影響因素，為川東北紅層區或類似紅層區內找水打井提供一定的指示意義。

1 地下水主要賦存特征

1.1 地形地貌特征

一般而言，寬緩槽谷或平壩地貌區內地下水富水性強，地下水水量穩定，井位宜選擇在兩溝交匯、洼地、強風化發育帶；中低山溝谷、河谷地貌區內地下水分布受巖性和構造控制明顯，井位宜選擇在溝谷或裂隙發育帶，地下水水量相對不穩定。

1.2 地質條件與地質構造特征

紅層區巖性以砂巖、泥巖為主，一般而言，平坦地貌區位于向斜軸部，巖性以泥巖為主，巖層產狀平緩，風化裂隙發育且發育深度可達 50m，為地下水的運移和存儲提供了良好的空間；中低山地貌區位于背斜軸部或兩翼，巖性以砂巖、泥巖為主，巖層產狀陡，構造裂隙發育，地下水的補給、徑流和排泄受巖性和裂隙所控制。

1.3 主要地下水類型及富水性特征

1.3.1 風化帶網狀裂隙水

紅層（尤其是泥巖）長期裸露于地表，易風化，加之后期的構造改造作用，形成了一定深度的風化帶，裂隙密集，貫通性好，在地貌條件適宜的地區（一般為寬緩向斜軸部，地形平緩開闊）形成風化帶網狀裂隙水，富水性好。

1.3.2 構造裂隙水

構造裂隙主要分布于背斜軸部或兩翼砂巖層內，裂隙密度小，張開度較大，傾角較陡，通常以泉點的形式排出地表，但其埋藏深度不一，富水性變化大。

總體來說，風化裂隙、構造裂隙構成了區域基巖地下水存儲、運移的空間，而裂隙又受區域地質構造的影響和控制，故地質構造是控制地下水形成和富水性變化的決定性條件；其次，地層巖性為地下水的賦存和運移提供了先決條件—物質基礎，包括巖層的軟硬程度、厚度、成層組合特征等；最后，同一地區的地下水徑流系統與地表徑流系統往往具有空間展布的一致性。所以，地形地貌既是巖性、構造及外營力地質作用的結果，同時又是接受降水補給的重要條件，地形地貌、地質條件、地質構造和地下水類型及富水性之間是協調統一、互為因果的。

達萬鐵路沿線十座新建車站供水井情況一覽表

2 影響地下水賦存的主要影響因素

2.1 氣候因素

川東北屬亞熱帶濕潤季風氣候區，降水多分布在7-9月，10月至次年3月往往為枯水期，通過對上述水井水量的追蹤查詢，水井出水量在一定程度上與降水水量呈正相關。

2.2 巖性、裂隙和地貌因素

巖性、裂隙和地貌因素之間是協調統一、互為因果的，泥巖是區內主要含水地層，一般形成風化帶網狀裂隙水，水量穩定且豐富。砂巖一般形成構造裂隙水，富水性變化大，一般具有承壓性質。地形起伏大，切割細小的地形不利于地下水的富集；寬緩槽谷或其交匯處往往是地下水的徑流、排泄區，水量豐富。另外，地質構造如斷層等決定了地下水的匯水區域和運移方向，巖層傾角位于5°-30°區域更有利于地下水的匯集，某些斷層往往具有良好的導水性能，斷層帶內地下水水量穩定而豐富，是供水的理想區域，但其野外識別和井位選擇是其難點。

3 結論

紅層區地下水的賦存特征是由含水層自身條件及其所處的外部地質環境密切相關的，一般而言，嶺、丘貧水，丘間溝谷、洼地富水，地下水的富水性主要受地形地貌、地質條件和地質構造、裂隙發育程度和氣候等因素所控制，巖性、裂隙和地貌是協調統一、互為因果關系，只要掌握好其賦存特征及影響因素，對于水井井位的選擇來說，往往可以達到事半功倍的效果。