探討廣東地區巖溶水文地質與水文特點

賴文有

摘要：巖溶地區在我國多處分布，在這樣的區域開展工程的建設，技術層面的需求與標準相對較高，若工程建設達不到相應標準，則很可能會導致水文地質災害的出現，主要是有突水以及涌水等地質災害，這些災害的出現都會影響項目作業的進程、威脅到施工人員的生命安全并且造成機械裝置的損失，甚至會導致項目的失敗。所以水文地質調查在巖溶區域的施工作業過程中有著非常重要的意義與價值。文章以實際工程為例，對水文地質特征進行分析，并對水文特點進行討論，保證施工人員的生命安全及機械裝置完好，保障項目作業的正常進程。

關鍵詞：巖溶地區；地表水；基巖裂隙水

1.工程概況

新建鐵路梅州至潮汕鐵路梅州西站（中心里程DK1+603.11）位于廣東省梅州市梅縣區，梅州西站站房為線側下式，地面2層，筑軸網尺寸為147.2（縱）x39m（橫），3個站臺設置雨棚立柱，柱一柱縱向間距一般為9.0m，總長度為444.3m，雨棚立柱縱向設置總長度為44.3m；布置鉆孔140個，共6544.19m，地質測繪2.0km2，抽水試驗孔5個。該地地形地貌屬剝蝕殘丘，地勢略有起伏，高程92.10m-131.20m，丘問谷地多辟為林地、經濟村、菜地、居民地等。

2.水文地質特征

2.1地下水類型

區域地下水種類涵蓋有第四系孔隙潛水、基巖裂隙水以及基巖巖溶水。

（1）孔隙潛水：主要含水層為沖積層中的砂土層及碎石土層中，其分布范圍廣，厚度大，透水性及富水性好，水量豐富，埋藏淺；次要含水層為淤泥及淤泥質土，該土層孔隙比大，含水量大，在場地內分布較廣泛，厚度較大，具有較豐富的地下水量，其成分以黏粒為主，孔隙間連通性差，屬相對的隔水層；粉質黏土成分以黏粒為主，透水性及富水性差，為相對隔水層，地下水僅以微量滯水形式存在，水量貧乏。

（2）基巖裂隙水：分布于基巖裂隙中，主要賦存于強～弱風化帶中，場區巖性主要為砂巖、灰巖，強風化巖層裂隙較發育，強透水；弱風化帶裂隙稍發育，一般地下水較貧乏，弱透水；局部巖體破碎段、溶洞發育，地下水豐富，強透水。主要靠大氣降雨補給，水位隨季節影響而變化。

（3）碳酸鹽類巖溶水：因場地內廣泛分布可溶巖性一石炭系下統巖關階灰巖，地下水主要集中分布于可溶巖性基巖內，含水巖層為石炭系地層中的石灰巖層中，位于第四系松散堆積層之下。

地下水主要賦存于巖溶管道與巖體裂隙中，其富水程度與巖溶發育程度及充填情況密切相關，水量變化大，水流形式表現為管流及脈流，具紊流性質。

根據搜集鉆探資料，在車站場區地下隱伏巖溶主要為溶洞與溶隙，揭露巖溶總體發育程度總體屬強發育，局部地段巖石溶蝕較強烈，溶洞及溶隙呈串珠狀發育。巖溶水成為場地內地下水重要組成之一，由于巖溶發育空間上的不均勻性，導致巖溶水量分布差異較大。

2.2地下水補給、徑流、排泄特征

地下水的補給、徑流以及排泄主要是受到地質地貌、巖石特性以及其地質結構的影響與干擾。

而地下水主要的來源基本源自于大氣降雨、地表水以及其附近山地的基巖裂隙水，裸露至地表面的松散含水層的主要是源自于降雨，也受到部分地表水的滲透以及迥水補給。絕大多數的降雨會有一部分通過地表片流的途徑匯集到溝谷河流當中，而其余的雨水會順著基巖裂縫不斷地向下滲透逐漸變成地下徑流水。

松散巖類孔隙水、基巖裂隙水以及其碳酸鹽類巖溶水的流向是大致相同的，斜坡洼地區域是地下水的補充、徑流區域，河谷區域是其排泄區域。潛水排泄形式主要是地表水與滲漏，這與地形地貌之間有著緊密的關聯。

地下水位埋藏較淺，水位變化受季節變化明顯，地下水位變化與降雨基本同步，雨季地下水位上升，旱季相反。

2.3地下水的化學侵蝕性

在區段內共采集地表水4組、地下水11組，進行水質分析，根據《鐵路混凝土結構耐久性設計規范》（TB10005-2010）的標準進行評價：場區內地下水、地表水對混凝土結構具酸性和二氧化碳侵蝕性，化學環境作用等級為H1級，無鹽類結晶破壞作用，無氯鹽侵蝕作用。

3.巖溶水的特性

本區地下水量豐富，以第四系砂類土、碎石類土層中的孔隙水，以及基巖巖溶水為主，由大氣降水垂直人滲補給，地表河流直接補給，上述孔隙水及巖溶水在空間上具分層性，各自的存貯空間與運動場所不同，中間分布有粘性土層為隔水層，但不排除局部發育的土洞成為兩者的水力聯系通道，使其水流相通。平原區中地下水位較穩定、埋藏較淺，運動方式以水平徑流為主，其總體流向與地表水一致。巖溶水有如下特性：（1）水量豐富而不均一，在不均一之中又有相對均一的地段；（2）含水系統中多重含水介質并存，既具有統一水位面的含水網絡，又有相對孤立的管道流；（3）既有向排泄區的運動，又有導水通道與蓄水網絡之間的互相補排運動；（4）水質水量動態受巖溶發育程度的控制，在強烈發育區，動態變化大，對大氣降水或地表水的補給響應快；（5）巖溶水既是賦存于溶孔、溶隙、溶洞中的水，又是改造其賦存環境的動力，不斷促進含水空間的演化；（6）不同地質條件巖溶發育特征與水動力條件也不一樣，集中巖溶水流的分布情況也有差別。通常可分3種情況：極不均勻的集中巖溶水流或地下河數量極少，且分布不均勻；不均勻的集中巖溶水流或地下河大體平行分布；較均勻的集中巖溶水流呈網狀分布。

4.巖溶地區水文地質特點

（1）巖溶水文體系人滲環節有著二元性。巖溶發育完善的含水區域一般都是由導水性質良好的巖溶管線以及滲透性質相對較差的巖石裂隙以及其縫隙構成，是由不同水力特征的雙重介質體系構成的。混合之后的巖溶地下水當中的離子以及同位素構成可以揭示不同滲漏環節的貢獻。這源自于孔隙滲流以及巖溶管線流的水化學特性可能會存在有較大的差異，并且兩種滲漏的環節中蒸發濃縮限度的差距相對較為顯著。

（2）巖溶泉流量的轉變規律相對較為繁瑣。巖溶泉流量時間順序上有較顯著的尺度效益以及多重分形的特點。巖溶泉流量的主要作用元素源自于多個層面，氣溫以及其相對濕度對于巖溶泉流量同樣有著顯著的作用與影響。

（3）巖溶水文體系的水化學轉變對于環境的變化的感知非常敏銳。①易變的水文環節造成化學構成的轉變。②生物以及巖溶地下水借助生物化學的形式互相作用。

結束語

綜上所述，巖溶地區地下水作為一種常見地質條件下形成的地下水，在工程建設中已經引起越來越多技術人員的重視，許多學者、專家已從多個方面對其進行了深入研究。要掌握巖溶地區的地下水的基本情況，需通過工程地質勘察方法和手段，了解一個地區的巖溶水發育規律、分布特征。針對巖溶地區來說，因為其場地地層相對較為復雜，巖溶發育相對強烈情況下，地下水資源非常豐富，因此在整個工程施工作業的前期，要求對地下水的水文地質特征有充分的了解及掌握，避免在施工作業過程中容易出現偏差，因此還要求對其余的一些水文狀況、水質狀況以及其表層潛水的狀況展開準確的測定與確立，切實落實在工程建設中的水文地質勘察。