貴州槽谷斜坡地帶富水特征及巖溶水勘查開發
——以務川縣黃都斷裂富水構造為例

湯自華

（貴州省地質礦產勘查開發局114地質大隊，貴州 遵義 563000）

貴州槽谷斜坡地帶富水特征及巖溶水勘查開發
——以務川縣黃都斷裂富水構造為例

湯自華

（貴州省地質礦產勘查開發局114地質大隊，貴州 遵義 563000）

貴州務川縣黃都為貴州斜坡槽谷地帶的典型代表，區內缺水比較嚴重。由于受黃都阻水斷裂的控制，在斷層上盤一帶的地下水異常豐富、水位埋藏淺，易于機井工程開發利用。通過對黃都斷裂富水構造特征及機井工程開發利用地下水經驗進行分析、總結，為該區及其它類似區域地下水開發提供了參考。

斷裂富水構造；機井；地下水開發；黃都

黃都鎮位于貴州務川縣南西，距縣城50km。黃都斷裂富水構造區位于黃都鎮南，匯水區總面積約49.1km2。該區地形北高南低，地貌組合類型以溶蝕峰叢槽谷為主，槽谷沿南北走向展布，地形呈低緩波狀起伏。工作區地形總體向南平緩傾斜（圖3），谷地寬一般650～1 500m，工作區內槽谷長約8 500m。槽谷兩側為峰叢斜坡，地形起伏較大，谷地標高820～900m，峰頂最高點1 455m（北東面“紫紅坡”一帶）。峰谷相對高差450～630m（圖2）。區域內出露地層主要為寒武系、奧陶系、志留系及二疊系。寒武系地層以白云巖、泥質白云巖為主，奧陶系以灰巖夾泥巖，志留系地層以泥巖及砂巖夾灰巖、泥灰巖，二疊系以燧石灰巖為主。境內屬中亞熱帶季風濕潤氣候，氣候溫和、四季分明、雨量充沛，年均氣溫15℃，年均降雨量1 282mm，蒸發量625mm。區內各行政村全部通公路，交通便利。

區內低洼處地表水系以季節地表溪流為主，流量小，易斷流。是典型的斜坡槽谷地帶巖溶干旱缺水區。區內人口主要沿谷地邊緣聚居，有4個行政村，缺水人口達8 089人。

1 水文地質及斷裂富水特征

區內谷地第四系粘土、亞粘土厚0.5～10.0m，屬弱含水層，無供水意義。下伏寒武系中上統婁山關群（∈2-3ls）白云巖；中統高臺組（∈2g）泥質白云巖及奧陶系下統桐梓—紅花園組（O1t+h）灰巖、白云質灰巖巖溶發育，小型溶洞交織相連構成網狀的含水空間系統，富水性中等至強，含水性較均勻，屬溶孔—溶隙水。受地質構造及地形切割影響，區內地下水總體由北向南順巖層走向徑流。受槽谷中部南北走向黃都阻水斷裂控制，地下水于斷裂東盤一側相對富集，斷裂帶至峰叢斜坡腳的槽谷一帶為地下水的富集區，最終以巖溶泉的形式于斷裂帶附近呈串珠狀出露排泄（圖1）。

工作區在靠近 “黃都-張土溪”背斜軸部，巖石受構造張力的作用，較為破碎，節理、裂隙發育，儲水空間豐富，利于地下水的運移及賦存。區內東西兩側峰叢斜坡地帶為地下水主要補給區，向中部低緩槽谷地帶低洼的槽谷區富集。中部低洼的槽谷區地下水較為豐富，利于鉆井開采。

圖2 貴州務川縣黃都斷裂富水構造水文地質A-A′橫剖面圖

圖3 貴州務川縣黃都斷裂富水構造水文地質B-B′縱剖面圖

區內斷裂多為北東或南西向，其中黃都斷裂為區內深大斷裂，壓扭性，逆斷層，區內長約12.2km，走向近南北，傾向東，次生斷裂發育，影響范圍較寬。該斷裂東盤相對富水并導水，西盤為相對阻水，沿斷裂破碎帶發育的巖溶泉，呈“串珠狀”排列。富水盤巖層為婁山關群白云巖，巖層傾向南東東，傾角14°～27°，與地形斜坡為反向，有利于地下水補給及蓄存。2009年于黃都斷裂富水盤一帶布有6個“探、采”結合孔，全部出水，水量較大，單井日出水量為392.26～1 035.07m3（圖1、圖2）。

2 地下水勘查開發

區內主要部署了1∶5萬水文地質、水文物探、鉆探、水樣采集等綜合工程技術手段（圖2、圖3）。

2.1 1∶5萬水文地質調查

調查面積90km2，通過工作主要查明區內碳酸鹽巖類分布及其組合、巖溶發育規律、地下水的賦存特征、含水巖組及富水性、地下水資源的分布狀況、開發利用條件以及可開采潛力，特別是槽谷及斜坡地帶斷裂發育規模及斷裂性質，其是否具有導水及富水特征，找出斷裂帶富水及阻水區域，即斷裂的破碎帶及影響帶，為水文物探、鉆探圈定勘探孔位靶區。

2.2 水文地質物探

根據野外現場測試資料統計，測區內各巖、土體的電阻率參數分別為第四系土層ρ=30～60Ω· m；白云巖ρ=n×103～105Ω·m；地下水ρ=40～60Ω· m；裂隙發育帶ρ=100～500Ω· m。物探工作垂直于槽谷走向（亦垂直于巖層走向）在擬選成井區布勘測剖面4條，2～3線剖面間距25m，3～4線剖面間距35m，2、3、4線剖面方向為110°，1線與2、3、4線垂直，方向為20°（圖4）。

裂隙發育帶的位置、走向及寬度：對稱四極ρs平面等值線圖ρ＜400Ω·m的低電阻率異常帶解釋裂隙發育帶，即87/2～96/2、91/3～97/3、95/4號點之間和108/2～110/2、110/3～114/3、114/4～117/4號點之間兩帶，走向為北東～南西，根據地形和地質條件分析，108/2～110/2、110/3～114/3、114/4～117/4號點之間為地下水主徑流帶，寬度為5～15m。（圖4）

圖4 CK51探采結合孔水文物探工作布置、對稱四極ρs品面等值線圖（1∶1000）

圖5 CK51探采結合孔水文物探聯合剖面ρs曲線圖和電測深ρs曲線圖（1∶1000）

裂隙發育帶埋深狀況：2線綜合剖面，對稱四極和聯合剖面ρs曲線在111～113號點為同步低電阻率異常段，其下部測深等ρs曲線呈“V”型低阻異常，揭示下部裂隙發育（圖5）。3線的112/3號測深點揭示如下：AB/2＝1.5～4m段，ρ=60Ω·m，解釋為土層；AB/2＝4～15m段ρ=∞，解釋為完整基巖段，AB/2＝15～65m段，ρ=460Ω· m，解釋為裂隙發育段； AB/2＝65～150m段，ρ=∞，解釋為完整基巖段。（圖5）

綜合分析，3線112點位于平面低阻異常（地下水主徑流）帶上，且該點下部激電測深ρs曲線呈“U”型低阻異常，單支測深曲線有明顯緩升段異常，是本場地較好的裂隙發育點位。結合水文地質條件，推薦成井孔位為3線112號點。

2.3 水文地質鉆探

于區內黃都阻水斷裂上盤的斷裂破碎帶及影響帶布設了6口機井，成井率100%。鉆孔孔深150.48～181.01m，靜止水位2.60～28.70m，單井實抽涌水量392.26～1 035.07 m3/d，相應穩定降深為6.00～47.60m。地下水主要出水段在14.10～138.50m，出水段深度多大于40m，只有CK34及CK35鉆孔上部存在少量出水裂隙段（14.10～19.30m）的位置稍淺，其余裂隙段出水發育位置較深，屬深部循環的地下水，水量保障性較強。（表1、圖2～3）。

表1 黃都斷裂構造富水區機井工程基本情況一覽表

2.4 水質評價

據區內機井水質分析成果資料顯示，區內地下水呈無色、無味、透明，地下水水化學類型多為HCO3--Ca2+、Mg2+型水，唯有CK28號為型水。總礦化度306.21～425.32mg/L，總硬度291.68～390.48mg/L，pH值7.2～7.8，水溫16～17℃，屬中性低礦化度淡水，均屬Ⅱ類水，水質良好，適宜各種用途（表2）。

3 地下水勘查開發效益評價

據實地調查及縣水利局提供資料，區內缺水人口達8 089人，按用水定額70升/人·天計算，區內需水量達566.23m3/d。缺水嚴重阻礙了地方社會經濟的發展及人民生活水平的提高，進而也是影響社會穩定的潛在因素。通過地下水資源勘查工作，區內布設6口機井工程全部成井，日涌水量達4 434.91m3/d，大大地滿足了區內用水需求，按用水定額350m3/畝·年計算，同時可兼顧區內4 034.48畝，即268.97公頃農田耕地灌溉，使原來靠天收獲的耕地變成了旱澇保收的良田，按500元/畝·年計算，可實現年201.72萬元的收入。

在2009年秋冬至2010年夏秋百年一遇的大旱中及2011年炎熱的夏季再次遭受大旱，地方政府充分利用CK28、CK29、CK34、CK35、CK50、CK51六口機井地下水，并投入抗旱大戰中發揮了積極作用，區內6口機井工程的相互補充、交織利用，挽救了地方的經濟損失，據黃都鎮相關部門統計，在兩年大旱中，挽回400余萬元的經濟損失。通過實施地下水資源勘查，為農村飲水安全工程尋找優質、清潔、可供開發的地下水源地取得了成功，在鄉村地方建設發展中取得了良好的社會經濟效益。

4 結論與建議

1）務川縣黃都鎮及周邊村寨巖溶發育，是典型的巖溶石山區槽谷斜坡地帶，枯水季節，地表嚴重缺水。由于受黃都斷裂構造阻水盤的控制，在斷層上盤東面的寒武系中上統白云巖分布區形成了地下水富集區，為該區巖溶水勘查開發奠定了堅實基礎。

2）通過物探、鉆探驗證，區內寒武系中上統白云巖的巖溶發育深度主要為42～90m，100～140m兩段，少部分小于20m。

3）通過水文地質調查、水文物探、鉆探等綜合勘查手段相結合，成功實施了機井工程，成井6口，

表2 區內機井水質分析成果表

續表2

成井率100%，日總涌水量達4 434.91m3/d，水質均為Ⅱ類水（良好），有效解決了8 089人的用水問題，并兼顧4 034.48畝農田耕地的灌溉，社會經濟效益顯著。

4）為有序、有效、合理的勘查開發利用地下水資源，建議加大基礎性水文地質調查工作的投入力度。

5）加大引進新設備、新技術的力度，如壓裂洗井增水技術及設備、跟管鉆進技術及設備、引進核磁共振等技術及設備等，提高現代化找水技術水平。

[1] 中國地質調查局，中國地質科學院巖溶地質研究所．中國西南巖溶地區巖溶地下水資源開發與利用[M]. 北京：地質出版社，2006.5

[2] 韓至鈞，等. 貴州省水文地質志[M]．北京：地震出版社，1996.

[3] 王宇，等. 巖溶找水與開發技術研究[M]．北京：地質出版社，2007.

[4] 王明章，等著.貴州巖溶石山生態地質環境研究[M]．北京：地質出版社，2005.

Water-rich Characteristics and Karst Water Exploration and Exploitation in Trough Valley Slopes, Guizhou

TANG Zi-hua
(No.114 Geological Party, Guizhou Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development, Zunyi, Guizhou 563000)

Landform in Huangdu, Wuchuan, Guizhou is characterized by typical trough valley slope which is seriously short of water. The Huangdu fault as a water-resisting fault develops in this region. The hanging wall of the fault is characterized by enrichment in groundwater easily exploited. This paper has a discussion on water-rich characteristics of the Huangdu fault and summarizes experiences in exploitation of groundwater here.

water-rich fault; exploitation of groundwater; Huangdu

P641．8

A

1006-0995（2014）02-0237-06

10．3969/j．issn．1006-0995．2014．02．019

2013-07-16

湯自華（1976-），男，貴陽人，助理工程師，主要從事水文地質、工程地質及環境地質工作