綜述洛塔表層巖溶帶水文地質(zhì)特征及其水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型

楊桂青

摘 要： 本文對(duì)洛塔地區(qū)的自然地理、巖溶及水文地質(zhì)基本特征進(jìn)行闡述，并且在此基礎(chǔ)上對(duì)區(qū)域內(nèi)的表層巖溶帶的水文地質(zhì)特征以及表層巖溶帶水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)地分析，同時(shí)還分析了各表層巖溶帶的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型的一些基本特征，比如水文地質(zhì)特性、調(diào)蓄能力等。

關(guān)鍵詞： 洛塔； 表層巖溶； 水文地質(zhì)； 水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)

引言

由于我國(guó)的地形地貌特征的影響，我國(guó)西南地區(qū)的巖溶石山分布十分廣泛，這里的氣候條件對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有一定的幫助，但是這種氣候也對(duì)地質(zhì)條件有一些影響，地質(zhì)條件帶來(lái)的劣勢(shì)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)又有一定的制約。由于地表地下巖溶的發(fā)育，使得地表附近的淺部巖石出現(xiàn)破碎，從而產(chǎn)生了嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象，使得當(dāng)?shù)氐牡乇硭Y源十分匱乏。整體來(lái)講，我國(guó)的西南地區(qū)呈現(xiàn)“山多土少、雨多地漏”的特征，缺水干旱是巖溶地區(qū)面臨的一個(gè)主要問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題會(huì)直接導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到影響。對(duì)表層巖溶帶地下水進(jìn)行利用是對(duì)巖溶水進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用的一個(gè)有效途徑，而且這部分水源也成為當(dāng)?shù)鼐用竦闹匾粗弧母鞣N地質(zhì)研究中可以看出，表層巖溶帶地下水的資源量和表層巖溶帶的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)之間有十分緊密的聯(lián)系，因此，在巖溶石山地區(qū)要加強(qiáng)對(duì)水文地質(zhì)條件的研究，從而為表層巖溶帶的地下水的開(kāi)發(fā)提供必要的支撐。

1. 洛塔地區(qū)的自然地理概況

洛塔位于湖南、湖北、貴州、重慶四省市交界地區(qū)，屬于典型的巖溶山區(qū)，該地區(qū)的氣候?yàn)閬啛釒Ъ撅L(fēng)型濕潤(rùn)型，每年的平均氣溫為13.3℃，每年的平均降水量為1649.7mm。巖性為石灰?guī)r，屬可溶性巖石，區(qū)域內(nèi)的巖溶地貌比較豐富，在地表和地下都有巖溶地貌，而且?guī)r溶的形態(tài)很多，地表的巖溶大多是洼地、漏斗、石林、石牙等形態(tài)，地下的巖溶則主要是溶洞、消水洞、地下河管道等形態(tài)，巖溶的發(fā)育是經(jīng)過(guò)多次地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和可溶性巖石在水流作用下緩慢溶蝕而形成。本地區(qū)巖溶發(fā)育具有多層性。根據(jù)巖溶地下水水動(dòng)力的分布特征，可以將其劃分為三個(gè)不同的子系統(tǒng)，分別是表層巖溶帶水文地質(zhì)子系統(tǒng)、飽氣帶巖溶水文地質(zhì)子系統(tǒng)、飽水帶巖溶水文地質(zhì)子系統(tǒng)。

2. 洛塔地區(qū)表層巖溶帶水文地質(zhì)特征

2.1 表層巖溶帶水文地質(zhì)子系統(tǒng)水循環(huán)過(guò)程

表層巖溶帶水文地質(zhì)子系統(tǒng)是巖溶水文地質(zhì)系統(tǒng)的一個(gè)重要部分，在巖溶水文地質(zhì)系統(tǒng)中，一般會(huì)形成一個(gè)低昂對(duì)獨(dú)立的表層巖溶帶泉域，這個(gè)區(qū)域內(nèi)的水循環(huán)是整個(gè)巖溶水文地質(zhì)水循環(huán)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，而且對(duì)整個(gè)巖溶地區(qū)的水循環(huán)有重要影響。就洛塔地區(qū)的實(shí)際情況來(lái)看，大氣降雨是區(qū)域內(nèi)表層巖溶帶地下水的主要來(lái)源，但是降雨一般首先會(huì)落到地面上，形成地面水，在不同的地區(qū)，地面水的循環(huán)也是不相同的，比如在裸露的巖溶區(qū)，降落的雨水具有較高的滲透能力，能夠很快從各種巖溶的縫隙中滲透到地下，形成地下水。經(jīng)過(guò)表層巖溶帶的調(diào)蓄之后，有一部分會(huì)蒸發(fā)到大氣中，還有一部分會(huì)繼續(xù)通過(guò)溶蝕的裂隙或者落水洞進(jìn)入到下部系統(tǒng)中，還有一部分會(huì)排向地表，在排出地表的這部分地下水中，有一部分會(huì)匯集到地表河中，另一部分會(huì)再次滲透到低位淺表層巖溶區(qū)域中。對(duì)于覆蓋型巖溶區(qū)，當(dāng)雨水降落之后，一部分雨水會(huì)直接形成坡面流，在坡面流中，有一部分會(huì)直接滲透到地勢(shì)相對(duì)較低的淺表層中，再經(jīng)過(guò)水循環(huán)，其水循環(huán)的過(guò)程與裸露的巖溶坡面流中的水循環(huán)過(guò)程比較類似。

2.2 表層巖溶帶水文地質(zhì)子系統(tǒng)水循環(huán)的基本特征

第一，水循環(huán)的補(bǔ)給特征。在水循環(huán)中，水的補(bǔ)給是一個(gè)重要的因素，對(duì)于洛塔地區(qū)而言，其水循環(huán)中的水的補(bǔ)給一般是通過(guò)降雨來(lái)完成的，當(dāng)?shù)氐哪杲邓侩m然比較豐富，但是降水的時(shí)間分布不夠均勻，在補(bǔ)給過(guò)程中，整體呈現(xiàn)一種非連續(xù)脈沖式的特征。大氣降雨的補(bǔ)給面積大約在0.05km2～0.15km2，降雨對(duì)洛塔巖溶區(qū)域的水分進(jìn)行補(bǔ)給時(shí)主要有直接快速補(bǔ)給和間接慢速補(bǔ)給兩種方式，在裸露的區(qū)域，雨水的補(bǔ)給會(huì)通過(guò)一些密集的溶蝕裂隙快速地滲透到地下水中，從而實(shí)現(xiàn)快速地補(bǔ)給，在被覆蓋的區(qū)域，則一般是間接慢速補(bǔ)給。

第二，徑流特征。根據(jù)水動(dòng)力的類型進(jìn)行劃分，洛塔巖溶地區(qū)的表層巖溶帶水文地質(zhì)子系統(tǒng)內(nèi)地下水的徑流主要有兩種形式，一種是匯流狀，一種是散流狀，巖溶地下水的流向總體上與地勢(shì)有關(guān)，受到地勢(shì)條件的控制，具體有三個(gè)方面的特征：水力坡度大、徑流途程較短、徑流路徑通暢。

第三，排泄特征。根據(jù)調(diào)查結(jié)果可以看出，巖溶區(qū)域內(nèi)的水流排泄主要

有集中排泄和分散排泄兩種方式，屬于匯流狀水動(dòng)力條件的地下水一般都會(huì)以集中排泄的方式進(jìn)行配些，而屬于散流狀水動(dòng)力類型的地下水一般都會(huì)以分散的方式排出。

2.3 表層巖溶帶水文地質(zhì)子系統(tǒng)的調(diào)蓄功能

表層巖溶帶所形成的泉域?qū)Ρ韺訋r溶水有一定的調(diào)蓄功能，該功能主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，能夠?qū)λ诌M(jìn)行積蓄，尤其是能夠?qū)Φ叵滤乃窟M(jìn)行調(diào)蓄，使得一些降雨能夠及時(shí)地滲透補(bǔ)給到地下。第二，帶有濾波功能，主要表現(xiàn)在對(duì)水流過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)上，也就是可以通過(guò)水文地質(zhì)子系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的濾波作用對(duì)降雨的脈沖輸入補(bǔ)給形式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其成為連續(xù)波狀的排泄形式。表層巖溶帶的調(diào)蓄能力和泉域的特征有很大關(guān)系，泉域的含水空間、規(guī)模、第四系覆蓋層的厚度等，都會(huì)對(duì)調(diào)蓄能力產(chǎn)生影響。一般來(lái)講，泉域內(nèi)表層巖溶帶的含水空間大、泉域規(guī)模較大、第四系覆蓋層厚度較大的一些平緩地帶的泉域，其調(diào)蓄能力也比較強(qiáng)。比如該區(qū)域內(nèi)向斜西翼趙家灣一帶的S14泉泉域，主要是大型的溶溝，溶槽，而且發(fā)育非常完整，其巖溶率大約有35%，泉域面積大約為0.408平方公里，結(jié)構(gòu)也比較松散，具有很好的蓄水能力，這塊區(qū)域所處的位置的地勢(shì)也比較平緩，也使得該泉域?qū)λ康恼{(diào)蓄能力有了很大的提升。另外，表層巖溶帶泉域的調(diào)蓄能力還和表層巖溶帶的汗水結(jié)構(gòu)、水文子系統(tǒng)等有緊密聯(lián)系，如果含水空間比較復(fù)雜，以細(xì)小溶隙為主，植被的覆蓋率較高，則可以使得巖溶水流在經(jīng)過(guò)泉域的時(shí)候，有較長(zhǎng)的停留時(shí)間，能夠形成一個(gè)舒緩的波狀輸出。比如S12泉泉域，其含水結(jié)構(gòu)主要是低淺的溶溝、溶縫、溶隙等，植物覆蓋率較高，地勢(shì)也比較平緩，所以當(dāng)水流通過(guò)這一帶的時(shí)候就能有較長(zhǎng)的滯留時(shí)間，使得水量一直保持不斷。

3. 表層巖溶帶水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型

3.1 表層巖溶帶含水空間結(jié)構(gòu)類型

不同的表層巖溶帶的含水空間形態(tài)是不相同的，根據(jù)不同的空間形態(tài)可以將其劃分為幾種結(jié)構(gòu)，第一，主要是由溶溝、溶槽等構(gòu)成的含水空間結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)比較單一；第二，以溶縫、溶管、溶隙、溶孔等構(gòu)成的含水空間結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；第三，由小型溶隙網(wǎng)絡(luò)為主的含水空間。

3.2 表層巖溶帶水文地質(zhì)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型

表層巖溶帶水文地質(zhì)子系統(tǒng)包括幾種不同的形式，分別是巖溶帶、土層、植被三個(gè)部分，根據(jù)這三種要素在區(qū)域內(nèi)的不同搭配與組合，可以形成不同的結(jié)構(gòu)類型。第一種是一元結(jié)構(gòu)，指的是只含有表層巖溶的地質(zhì)結(jié)構(gòu)；第二種是二元結(jié)構(gòu)，是兩種形式搭配而成的，比如表層巖溶帶和土層組合而成、表層巖溶帶和植被組合而成；第三種是三元結(jié)構(gòu)，指的是由表層巖溶帶、土層和植被共同構(gòu)成的。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，洛塔地處西南地區(qū)，屬于典型的巖溶地貌，洛塔地區(qū)的表層巖溶帶的水文地質(zhì)條件和水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出獨(dú)有的特征，使得表層巖溶帶具有一定的調(diào)蓄功能，能夠?qū)Ξ?dāng)?shù)氐臍夂颉⒌刭|(zhì)環(huán)境等帶來(lái)影響。

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