硯山炭房村供水水文地質特征分析

張 華，劉海峰，康曉波

(云南省地質環境監測院，云南 昆明 650216)

引 言

從2008年起，云南連續三年出現特大干旱，使得部分泉水流量減小甚至出現斷流，地下水位下降，區域水文地質條件發生了變化，導致地下水開采難度增加。本文根據“云南重點巖溶流域水文地質及環境地質調查(南丘河流域)”成果，通過南丘河流域及盤龍河流域上游的一個水文地質單元(炭房單元)鉆探過程的分析，總結復雜巖溶山區布孔的經驗和教訓。

1 水文地質特征

炭房村屬文山州硯山縣維摩鄉，位于硯山縣北東20km，地處南丘河(珠江水系)和盤龍河(紅河水系)兩大水系的分水嶺地帶，區域地貌部位為滇東南巖溶高原的高原面。附近地貌以峰叢洼地為主，侵蝕地貌極少的分布于單元的南部。地勢北高南低，以峰叢洼地地貌為主，補給區海拔1600m～1700m。

炭房村氣候類型屬亞熱帶高原季風氣候，5月—10月為雨季，雨季降雨量占全年雨量的83%，11月至次年4月為旱季，降雨量只占全年雨量的17%。年平均氣溫19℃，1980～2009年年平均降雨量997.92mm，多年平均蒸發量約2 000mm。2008年底以來，降雨偏少，水資源較為緊缺，旱情嚴重。加之2009年降雨嚴重不足，全年總降雨量僅為705.5mm。雨季洼地形成洪澇，淹沒莊家，一般在7天左右地表水才能消完；而旱季年年干旱。

炭房單元中三疊統個舊組(T2g)為主要含水層組，個舊組下段(T2ga)巖性為灰—深灰色中—厚層白云巖夾白云質灰巖，局部夾泥灰巖、泥巖；個舊組上段(T2gb)巖性為灰—深灰色中—厚層灰巖夾白云質灰巖，局部地區夾泥質灰巖及泥灰巖；下三疊統永寧鎮組(T1y)為夾層狀含水層，主要巖性為灰及深灰色薄—中厚層泥質灰巖、泥質條帶灰巖及泥灰巖，局部夾鮞狀灰巖、蠕蟲灰巖；南部出露下三疊統飛仙關組(T1f)巖性為紫紅色薄層狀粉砂巖及泥質粉砂巖，局部夾黃色厚層狀細砂巖；北部出露古近系硯山組(Ey)巖性為上部含礫砂巖夾礫巖，下部中厚層礫巖夾含礫砂巖；在洼地底部有第四系沖、殘積層粘土覆蓋。

炭房單元以北東向弧形構造為主，區域上屬樹皮旋扭構造的組成部份。主要有炭房向斜及炭房斷層。炭房向斜位于炭房的北東部，向斜軸為北東—南西向，長10km，寬約4km，核部地層為Ey碎屑巖，兩翼地層為T2g灰巖。炭房斷層呈北東南—南西向，延伸長度約10km，破碎帶約50m，沿斷層帶可見構造角

礫巖，且膠結緊密、堅硬，有細砂石充填，角礫呈棱狀到次圓狀，直徑1cm～8cm。該斷層性質為一條壓性斷層。

目前炭房村供水主要是依靠村中的三口深井，分別是1號、2號、3號鉆孔，其中2號、3號到了旱季抽不出水而停用，只有1號能正常使用，但在旱季仍然不能滿足用水需求，缺水較為嚴重，缺水時間為2～6月，缺水人口在1 500人左右。2009年在南丘河流域開展“云南重點巖溶流域水文地質及環境地質調查(南丘河流域)”項目，在踏勘期間了解炭房村較為缺水，因此計劃在炭房村東南側施工一個水文地質鉆孔(SK26)，地理坐標：E：104°11′38″、N：23°43′45″，H：1 547m。

炭房單元地表分水嶺東以大山腳、長嶺街、白臉山南一線為；南以白石巖一線的流域邊界；地下分水嶺西以幕菲勒、炸圍沖一線，北以迷巴低西山、阿鋪塘一線(見圖1)。

圖1 炭房單元水文地質圖

通過調查分析，炭房一帶地下水水位在5～15m左右，無地表出露的泉水，有的也是雨季出露的季節性泉水。炭房村的地下水補給區主要是來自單元東部、北部和西部，北部、東部含水層巖性為T2gb灰巖夾白云巖為主，富水性較強，地下水以管道的形式由北、東向南徑流，在地表無排泄點，上部分提供天窗提水排泄，大部分向南部低一級的排泄基準面排泄。節理、溶洞發育；西部含水層巖性為T2ga、T2gb白云巖夾灰巖、灰巖夾白云巖，富水性強—中等，只有雨季時地表水以低洼洼地滲入補給地下水，通過裂隙向南徑流，節理發育(見圖2)。

圖2 炭房村水文地質剖面圖

圖3 激電測深工作布置圖

炭房村的東部，地勢相對低洼的地段都是一個落水洞，在地表可見兩個天窗，兩個天窗呈南北向排布，相距200m，洞口呈圓形，直徑3m～5m，可見深度4m～6m，平水期水位5m～10m，旱季干枯。北部2號鉆孔，孔深約70m，現在作為該村的生活用水，每天抽水200m3，但是到了旱季供水不足。

炭房村西部附近，無地表水點出露，南部也無地表水出露，但是打了3口淺井，據訪問水量不大，且會出現渾濁。

2 物探解譯結果

在炭房村東部巖溶發育地帶布置激電測深點36個，組成2條激電測深剖面(Ⅰ剖面和Ⅱ剖面)(見圖3)，各條剖面長720m左右，形成兩條電阻率和視充電率斷面圖。

Ⅰ剖面激電測深：該剖面共完成激電測深點18個，剖面長715m。該剖面在24～34號點地段視電阻率幅值(ρs)較低，表明巖溶較為發育，且視充電率(Ms)幅值較高，表明賦水性較好(見圖4)。

Ⅱ剖面激電測深：該剖面共完成激電測深點18個，剖面長723m。該剖面在7～13號點及31～35地段視電阻率幅值(ρs)較低，表明巖溶較為發育，且視充電率(Ms)幅值較高，表明賦水性較好(見圖5)。

圖4 Ⅰ剖面激電測深綜合斷面圖

圖5 Ⅱ剖面激電測深綜合斷面圖

物探解譯后建議水文鉆孔布置在Ⅰ剖面24號點、28號點及Ⅱ剖面11號點附近，重點觀察地下35m～120m處的巖芯變化情況，推薦鉆孔深度宜為180m～200m。后經過論證鉆孔選擇Ⅰ剖面14號點附近，主要依據是，Ⅰ剖面14號附近發育有天窗，地表巖溶發育，而且靠近剖面11號點。

3 鉆探驗證

圖6 SK26號水文地質鉆孔柱狀圖

從物探、鉆探差異對比分析得出：Ⅰ剖面第四系覆蓋層解譯厚度與實際厚度相差較大；150m以下經鉆探巖溶不發育，而物探解譯推測為富水帶。Ⅱ剖面與Ⅰ剖面相距100m，因此，解譯結果基本一致。

4 原因分析

北東向斷裂構造的北西側鉆孔水量達170m3/d，而斷裂的南東側鉆孔水量普遍較小或者為干孔，干孔與有水鉆孔對比分析得出；干孔一帶地表地貌組合為峰叢洼地，北高南低，巖溶發育不均勻，有天窗、落水洞，表現為垂直巖溶發育強烈，地下水位變幅較大，巖溶水力坡度大，水流速度快，地表水下滲呈垂直徑流，所以鉆孔要布置在徑流帶難度較大。而北西處有水鉆孔一帶，地表有積水潭，地勢相對平緩，說明地表巖溶不發育，巖溶發育均一，地下巖溶以水平發育為主，導致鉆孔出水量較大F1斷層，斷層傾向西，斷層帶上有次棱角狀膠結物，北西向地下水向斷層帶徑流，受斷層阻隔，地下水在斷層帶富集；斷層東側SK26孔一帶，地下水垂直徑流轉南徑流，因此，難于形成地下水富集帶。

參 考 文 獻

[1]張華，何繞生，彭淑惠等.云南重點巖溶流域水文地質及環境地質調查[R].2009.

[2]云南省地質局第二地質隊.1/20萬文山幅區域水文地質普查報告[R]，1980.2.16～18.

[3]SL326-2005，水利水電工程物探規范[S].北京：中國水利水電出版社，2005.

[4]王宇.巖溶找水與開發示范研究[S].北京：地質出版社，2007.16～18.

[5]中國地質調查局.嚴重缺水地區地下水勘查論文集第二集[S].北京：地質出版社，2004.16～18.