重慶市涪陵區山窩巖溶缺水區水文地質條件及開發利用建議

陳思燕 徐高海

摘 要：重慶市涪陵區山窩巖溶缺水區主要巖溶含水層為下三疊統嘉陵江組，相對隔水層為大冶組五段，地下水類型為純碳酸鹽巖裂隙溶洞水和不純碳酸鹽巖裂隙溶洞水，以大氣降水為主要補給方式，屬中性較軟至微硬重碳酸鈣型地下淡水。地下水資源較為豐富，但分布不均勻，造成部分地區缺水、部分地區水量過剩，并依據實施成井鉆井情況提出了開采利用方案和保護措施。

關鍵詞：水文地質條件;開發利用建議;巖溶缺水區

1?區域地質背景

本區位于重慶東南部涪陵巖溶山區，大耳山背斜西翼。受構造與巖性控制，區內山脈發育方向與構造線方向一致，整體東高西低，東陡西緩，屬亞熱帶濕潤季風氣候，主要的河流有烏江、麻溪河、后溪河等，年降水量為800.5～1 363.4 mm，多年平均降水量為1 083.0 mm[1-2]。

本區處于揚子準地臺重慶臺坳萬州凹褶束內，位于大耳山背斜的西翼，發育北北東和南北向斷層。主要出露二疊系棲霞組、茅口組、龍潭組和長興組，以及三疊系大冶組、嘉陵江組和巴東組，以泥質灰巖、灰巖、含燧石團塊灰巖、含生物碎屑灰巖、生物碎屑灰巖、白云巖、白云質灰巖為主。

2?巖溶水文地質條件

2.1? 水文地質特征

2.1.1? 含水層與隔水層

本區巖溶含水層組劃分為純碳酸鹽巖巖組、不純碳酸鹽巖巖組兩類。前者主要為下三疊統大冶組、嘉陵江組等，以灰巖、白云巖、白云質灰巖為主，巖溶強烈發育，落水洞、溶洞、暗河等巖溶形態廣布;后者主要為中三疊系巴東組，以頁巖、泥巖、粉砂巖夾灰巖、泥灰巖為主，暗河、溶洞甚少，巖溶發育差[3-4]。

相對隔水巖層主要為大冶組五段頁巖，厚二十余米，呈條帶狀分布。

2.1.2? 地下水類型

本區可分為純碳酸鹽巖裂隙溶洞水和不純碳酸鹽巖裂隙溶洞水兩種主要地下水類型。前者分布最廣，主要為下三疊統灰巖、白云巖及其間的過渡性巖石類型，巖溶發育，巖溶地下水豐富，是區內富水性最好的一種地下水類型，并以巖溶管道、裂隙為含水介質;后者地下水水量較貧乏，主要為中三疊統巴東組頁巖、泥巖、粉砂巖夾灰巖，并以巖溶裂隙為主要含水介質。

2.1.3? 地下水的補給、徑流、排泄條件

區內降雨豐富，地下水主要補給源為大氣降水，其次在有利部位可接受河流補給，并受地貌、巖性和構造的控制和影響。

區內出露大面積碳酸鹽巖，巖溶發育，補給面積大，匯水條件好。地下水補給有兩種方式：通過溶孔、溶蝕裂隙漏斗、落水洞、小洼地等巖溶地形直接接收大氣降雨;由地表溪流通過進水溶洞注入補給。

區內地下水總的流向是由北東至南西向烏江切割處徑流，徑流形式主要有脈流、隙流和管道流3種，并與地表水互有補給、互相轉化。

2.2? 巖溶流域

區內地下暗河有兩條，即山窩三叉河地下河和大坡地下河。巖溶大泉多為巖溶管道水，有較大的匯水面積或形成明顯的地下水系，出口多有集中排泄特點。表層巖溶泉水表層巖溶帶的深度不大、流量不大，但調蓄功能較強，在居民分散地區，充分利用表層巖溶泉是解決當地嚴重干旱缺水的根本途徑。

2.3? 水化學特征

通過收集以往的水質分析結果和本次工作可知：本區水化學類型以重碳酸鈣型為主、重碳酸鈣鎂型為輔;地下水pH為6.94～7.65，屬中性水;礦化度為0.196～0.452 g/L，為淡水;總硬度（以CaCO3計）為0.183～0.430 g/L，為較軟至微硬水。

3?地下水開發利用現狀

巖溶地下水資源較為豐富，巖溶泉及表層巖溶泉分布較多，分布范圍廣，利用較為廣泛，但農民居住較為分散，巖溶泉的分布也不均勻，造成部分地區缺水、部分地區水量過剩。

區內共有暗河主管道兩條，即大坡地下河和山窩三叉河地下河，前者開發利用量不足其流量的1/6，后者超過其流量的1/2。部分巖溶泉利用條件較好，以蓄、引為主。查區共有巖溶泉51個，已開發利用42個。表層巖溶水排泄點分布較多，多數是村民的主要供水水源。查區共有表層巖溶泉87個，已利用74個。

總之，本區所需水資源大多來自地下河、巖溶泉、表層巖溶泉的開發利用，由于大多數巖溶泉、表層巖溶泉水量受季節性影響較大，而且當地養殖業、農業快速發展，現階段的水資源開發利用量已不能滿足其需求，水資源短缺問題已成當地社會、經濟發展的主要障礙。

4?開發利用方案

本次工作共實施鉆孔7口，累積進尺965.0 m。其中，未成井有兩口，有供水意義的鉆井有5口，成井鉆井試驗累計涌水量470.02 m3/d，可供1 600人的生活用水。

4.1? 開發利用方案建議

本次工作調查鉆井試驗最大降深為7.5～79.5 m，涌水量為51.93～145.84 m3/d，推薦最大允許開采量為52.00～219.50 m3/d，建議開采時水量為36.00～ 145.00 m3/d，單井可解決200～400人的飲水問題，并建議開采降深控制在10.0～46.0 m，具體鉆井情況如表1所示。各地區所需潛水泵電機功率為1.1～3.0 kW，額定電流為6.2 A，輸水管直徑為15 mm，靜止水位在2.4～72.9 m，水泵下入深度在20.0～110.0 m，詳細情況如表2所示。

4.2? 保護區設置建議

本區均為巖溶裂隙水，補給層位均為下三疊統嘉陵江組一段。建議各鉆井設置3層水源保護區（見表3）。

第一嚴格保護區，位于鉆井外圍15.0 m范圍內，設置隔離墻，取水點建封閉式建筑物，由專人管理，嚴禁人類工程活動，防止地下水污染。

第二限制保護區，位于鉆井外圍30.0 m范圍內，不得設置居住區、工廠、廁所、水坑，不得堆放垃圾、廢渣或鋪設污水管道等，嚴禁大量使用農藥、化肥等，嚴禁出現破壞水源地水文地質條件的人類工程活動。

第三檢查保護區，查區地下水由北向南徑流，依據以往經驗，南北向為3倍鉆井最大降深影響半徑，東西向為兩倍鉆井最大降深影響半徑，并避免鉆井布置、污水排放等。

5 ? 結語

本區主要巖溶含水層組為下三疊統嘉陵江組，相對隔水層為大冶組五段;地下水類型主要為純碳酸鹽巖裂隙溶洞水和不純碳酸鹽巖裂隙溶洞水，以大氣降水補給，并以脈流、隙流和管道流3種形式徑流;水化學類型以重碳酸鈣型為主、重碳酸鈣鎂型為輔，屬中性較軟至微硬淡水。

巖溶地下水資源較為豐富，巖溶泉及表層巖溶泉分布較多，分布范圍廣，但居住分散和巖溶泉分布不均勻造成部分地區缺水，部分地區水量過剩。

依據有供水意義的5口鉆孔的實際情況，提出了開發利用和保護方案。

[參考文獻]

[1]蒲俊兵.重慶市地下河發育、分布的控制機制及水文地球化學區域特征研究[D].重慶：西南大學，2011.

[2]胡偉，呂玉香，周軍，等.重慶市渝東南巖溶地區缺水現狀及其對策分析[J].科學技術與工程，2012，12（15）：3788-3791.

[3]韋開行，王秋艷，李好.渝東南巖溶缺水區水文特征及研究—以秀山縣官莊為例[J].西安文理學院學報（自然科學版），2019，22（3）：102-108.

[4]成盛.基于生態需水保護的山嶺隧道地下水限排研究[D].重慶：重慶大學，2016.