粵北地區巖溶水系統的補徑排及動態變化特征

盧勝華

摘 要：結合近年來實施的粵北巖溶石山地區地下水勘查與監測項目，根據巖溶水系統的特點，對其補徑排進行了詳細的闡述，巖溶水系統通過點線面補給，裂隙徑蓄系統、裂隙管道徑蓄系統進行徑流，地下水通過分散排泄、集中排泄、遠基多級排泄三種排泄方式排出地表。巖溶水系統內的泉、地下河四個動態變化特征：排泄量在季節分配上具有不均勻性、流量動態的穩定性較差、流量隨降雨時空變化而變化、對降雨的補給具有較高的敏感性。

關鍵詞：粵北地區；巖溶水系統；補徑排；動態變化

粵北巖溶石山地區位于廣東省北部山區，地理坐標：東經112°02′～114°18′，北緯23°32′～25°31′，總面積28430.45km2，約占全省總面積的16.1%。其中，碳酸鹽巖分布區面積約為9378.14km2，約占全省碳酸鹽巖總面積的77.4%。區內地層巖性變化大，地形地貌多樣，地質構造復雜，補徑排及動態變化特征在區內不同地帶或不同尺度的巖溶水系統內具有不同的特征。

1 補給特征

1.1 補給來源

區內巖溶水系統的補給來源主要是大氣降水補給，部分系統有第四系孔隙水的補給、相鄰系統的側向補給和非巖溶區的地表水補給。

1.2 補給形式

1.2.1 點狀灌入補給

在區內的巖溶洼（谷）地區，大氣降水降落到地面以后，除一部分雨水通過具有高滲透能力的表層巖溶裂隙快速滲入表層巖溶帶的蓄水空間內形成表層巖溶帶地下水外，大部分形成坡面流并通過巖溶洼（谷）地區的負地形匯聚，在洼（谷）地底部直接沿落水洞、地下河天窗、豎井、漏斗等注入地下補給飽水帶巖溶地下水。其補給動態在總體上明顯地受降雨強度及降雨量在年內分布的制約，具有點狀、非連續脈沖式、快速補給的特征。這種補給形式在殘丘寬谷或緩丘波地地貌區的局部也存在，但遠不如巖溶洼（谷）地區明顯。

1.2.2 線狀側向滲漏補給

在巖溶洼（谷）地與殘丘寬谷地貌區的交接地帶，巖溶洼（谷）地區的巖溶地下水，除以地下河出口或巖溶大泉的形式排泄形成地表河流的源頭外，仍有部分地下水在兩地貌區分界線附近一帶以潛流的方式呈線狀補給殘丘寬谷區的巖溶地下水。

1.2.3 面狀入滲補給

在區內殘丘寬谷地及緩丘坡地地貌區，大氣降水降落到地面以后，除一部分坡面流通過地表溝渠直接匯入當地河流形成地表徑流外，其余部分主要是通過第四系土層孔隙入滲補給其下伏的巖溶地下水，具有面狀、連續、慢速補給的特征。這種補給形式在巖溶洼（谷）地地貌區的局部也存在，但遠不如殘丘寬谷或緩丘坡地地貌區明顯。

2 徑流、蓄積特征

在區內不同地質地貌環境條件下，主要發育分布著兩類結構不同的巖溶含水系統，而系統的結構將直接影響著其水流系統的特征。因此，不同結構的巖溶含水系統和水流系統組成的巖溶水系統對巖溶地下水具有不同的徑流和積蓄特征。根據巖溶含水系統的結構，區內的巖溶水系統可劃分為裂隙徑蓄系統和裂隙管道徑蓄系統兩類。

2.1 裂隙徑蓄系統

裂隙徑蓄系統是指主要以構造裂隙、溶蝕裂隙、節理及層理等組合構成地下巖溶空間網絡為地下水運移、積蓄空間的含水系統。系統內各種巖溶空間的導水能力相對較弱，地下水分散積蓄、分散傳輸、傳輸水量小，地下水的運移速度相對緩慢；但這類含水系統內地下水的蓄存總量大，調節能力強，是區內巖溶地下水系統內的含水主體。如，區內的馬壩-大塘向斜北西翼巖溶水系統、小江向斜巖溶水系統、松塘谷地巖溶水系統等屬之。地貌上表現為以殘丘寬谷地及緩丘坡為主，部分地段分布有溶蝕洼（谷）地地貌。地表河流分布其中，地下水流場以面狀網絡匯流為主要特征。

2.2 裂隙管道徑蓄系統

裂隙管道徑蓄系統是指巖溶含水系統上部主要以各種溶蝕裂隙網絡、表層巖溶帶各種溶蝕空間（局部存在個別垂向通道）為地下水運移、積蓄空間，而下部則以水平通道（現代地下河或伏流管道等）地下巖溶空間為地下水運移、積蓄空間的含水系統。系統上部裂隙網絡含水空間的導水能力相對較弱、傳輸水量小且分散傳輸，地下水的運移速度相對緩慢，分散積蓄；但其內地下水的蓄存總量大，調節能力強，是裂隙管道徑蓄系統（地下河系統）內巖溶地下水積蓄的主體空間。在枯水期，地下河的基流便是來自這些裂隙系統細小溶隙中的地下水，這是枯水期地下河的水位趨于穩定后，地下河出口仍繼續維持一定基流的原因；而系統下部的水平通道（現代地下河或伏流管道等）含水空間的導水能力強、傳輸水量大且集中傳輸，地下水的運移速度快，積蓄集中；但其內地下水的蓄存總量小，調節能力差，是裂隙管道徑蓄系統（地下河系統）內巖溶地下水徑流的主體空間。如，分布于區內的大橋向斜巖溶水系統、稱架-陽城-水口巖溶水系統、古母水-波羅巖溶水系統等系統屬之。地貌上表現為巖溶洼（谷）地為主，局部地段分布有非巖溶區的常態中、低山地貌。地表河流不發育，地下水流場以面狀裂隙慢速匯流與線狀管道快速徑流的組合為主要特征。

3 排泄特征

3.1 排泄方式

地下水的排泄方式與地下水的類型有關，也與所處的地形地貌部位有關，從而形成了不同的排泄方式，區內地下水系統的排泄主要有如下三種方式：

3.1.1 分散排泄：在區內分散排泄地區，地下水主要分散徑流于巖層的裂隙網絡中，在沒有特殊的地質構造控制下，地下水多呈分散的小泉群或分散潛流狀在地勢低洼地帶分散排出地表。如陂頭向斜巖溶水系統、瑤山北部斷裂帶巖溶水系統、壩仔東部裂隙水系統、江灣裂隙水系統等屬之。

3.1.2集中排泄：在集中排泄地帶，巖溶水主要以溶洞管道或深大的裂隙管道為巖溶水的運移和排泄通道，多以巖溶大泉或地下河出口的形式在巖溶洼（谷）地區與殘丘寬谷區的交接地帶集中排向地表成為地表支流的源頭。如樟市盆地巖溶水系統、羅坑盆地巖溶水系統、稱架-陽城-水口巖溶水系統、古母水-波羅巖溶水系統等屬之。

3.1.3遠基多級排泄：由于局部地帶巖溶地下水的排泄與當地河流的排泄基準面高程相差尚較大，當地河流對巖溶地下水的排泄尚未起到控制作用，于是巖溶地下水在尚未達到當地河流排泄基準面而在相對較高的不同高程上適當的地貌部位就排出地表，形成遠離在當地河流排泄基準面以上高差不等的多級排泄的特征。

4 動態特征

本次工作建立地下水流量動態監測站（點）101個，水點類別有地下河出口、上升泉、下降泉、溫熱泉。對各長觀點流量動態數據進行綜合分析，結果顯示區內巖溶水系統的流量動態具有如下幾個重要的特征：

4.1 年內各泉及地下河的排泄量在季節分配上具有不均勻性，主要集中在每年的3-7月份，地下河表現得尤為明顯（圖1）。

以泉點Q83、地下河AC92、AC119、AC127為例，各泉（地下河）年內排泄高峰均在每年的3-7月份。

4.2 各泉（地下河）的流量動態的穩定性較差。參照地下水動態監測規程DZ/T0133-1994，對各長觀點流量進行穩定性評價，地下河與下降泉的不穩定性（包括極不穩定）高達55%以上。

4.3 流量隨降雨時空變化而變化。以長觀點Q215（乳源）和長觀點Q184（英德）為例，在時間上，兩泉點流量均隨季節的變化而變化，變化趨勢明顯；在空間上，同為2009年1月至12月的降雨與泉點流量數據，乳源最大降雨月份晚于英德一個月，相對應的Q215最大流量出現于7月份，而Q184年最大流量出現于6月份（圖2）。

4.4 各泉及地下河對降雨的補給具有較高的敏感性，在本次觀測精度上，滯后現象不明顯。以英德片區為例，地下河AC119、泉點Q203、Q44、Q184、Q38流量對降雨的響應較為靈敏（圖3）。

項目來源：粵北巖溶石山地區和雷州半島地區地下水資源勘查監測項目

參考文獻

[1]王淵，劉遠鋒，等.粵北巖溶石山地區和雷州半島地區地下水資源勘查監測報告（粵北巖溶石山地區）[R].廣東省國土資源廳，廣東省地質局.2011.11.

[2]黃樹鵬，陸巍峰，曾土榮，等.粵北巖溶石山地區地下水資源勘查與生態環境地質調查報告[R].廣東省地質調查院，2002.12.

[3]西南巖溶石山地區地下水資源勘查及生態環境地質調查評價[R].中國地質調查局，2006.4.