贵州省大小井地下河系统之间关系分析

2013-07-10洪运胜

四川地质学报 2013年2期

洪运胜

（1.贵州省地质调查院，贵州贵阳， 550004；2.贵州省地矿局第二工程勘察院,贵州遵义,563000）

大小井地下河系统发育于贵州高原南部斜坡地带，由大井地下河系和小井地下河系组成，行政区范围含贵州省平塘县的塘边、克渡、惠水县的抵季、羡塘、摆金、西关、罗甸县的云干、董架以及贵阳市花溪区的高坡等乡镇部分国土，地理坐标：东经106°35′35″～106°57′14″，北纬25°30′49″～26°04′00″，流域面积1943.2km2。

1 地形地貌特征

大小井流域地处贵州高原向广西丘陵过渡的斜坡地带，地势总体特征表现为北高南低。流域上游海拔高程在1 350～1 450m 之间，最高点位于惠水县宁旺乡以东的龙塘山，海拔1 690m，向南逐渐降至900～1 000m，接近大小井地下河总出口附近降低为750～850m，最低点为大小井地下河出口处，海拔430m，最大相对高差1260m。区内除惠水摆金一带地形较为平缓外，其余大部起伏较大，尤其是流域中下游以及摆郎河两岸，地形切割强烈，峰顶与洼低相对高差在250～400m 之间。

2 大小井地下河系统发育特征

2.1 含水岩组及其富水性

流域内从泥盆系至三迭系中统地层均有出露。其中，以二迭系上统吴家坪组（P2w）岩性变化最大。风洞、达上、鸡公坡一线以北地区，该地层岩性为碎屑岩，局部夹燧石灰岩，之南则相变为燧石灰岩夹碎屑岩；第四系残、坡积层分布于谷地、洼地底部。

根据岩性、地下水赋存形式、水动力特征等因素，将大小井地下河流域地下水划分为纯碳酸盐岩裂隙溶洞水、不纯碳酸盐岩溶洞裂隙水、碎屑岩类裂隙水三大类。

1）纯碳酸盐岩类含水岩组包括泥盆系中统独山组（D2d）、上统尧梭组（D2y）、石炭系下统岩关组（C1y）、大塘组二段（C1d2）、摆佐组（C1b）、石炭系中统黄龙组（C2hn）、石炭系上统马平组（C3mp）、二迭系下统栖霞组、茅口组（P1q+m）、三迭系下统大冶组（T1d）、中统小米塘组（T2xm）、凉水井组（T2l）等碳酸盐盐岩类含水层组成。富水性极不均匀，地下水多以管道形式集中径流、排泄，富水性中等至强。

2）不纯碳酸盐岩含水岩组包括三迭系下统永宁镇组（T1yn）、二迭系上统吴家坪至大隆组（P2w-c-d）等不纯碳酸盐岩类含水层组成，含水介质为裂隙及小溶洞，含溶洞—裂隙水，富水性相对均匀，地下水主要以泉的形式分散排泄，其富水性弱至中等。

3）碎屑岩类含水岩组包括三迭系中统边阳组（T2b）、新苑组（T2x）、二迭系上统吴家坪组（P2w～d）及石炭系下统大塘组一段（C1d1），分布于大小井流域中游的罗平—太阳—抵季及塘边—克度—航龙等地，总面积271.6Km2。其岩性为砂岩、泥岩及页岩，含基岩裂隙水，富水性弱至中等。

2.2 大小井地下河系统特征

2.2.1 地下河系统边界

大小井流域东侧以石炭系大塘组一段（C1d1）碎屑岩形成的侵蚀低中山所构成的摆朗河与曹渡河之间的地表分水岭为界；西侧边界则较为复杂，上游的洗马塘——大华段为地下分水岭，大华至大保寨段为摆朗河与涟江的地表分水岭；流域下游的扳傲至令当段边界为边阳压扭性断裂；北侧边界为长江与珠江两大水系的分水岭；南侧为大小井地下河排泄带。

2.2.2 大井地下河系统平面结构特征

以摆郎河为干流与20 余条单枝状地下河共同构成的大井地下河系统，平面形态呈树枝状（图1），流域面积1 245.4km2，干流总长90.7km。其中，明流段长73.5km，暗流段长17.2km。

洞口地下河为摆朗河源头，河水向南径流至大甲烈河段，又相继汇入了小龙井、龙洞等地下河的排泄量以及部分分散排泄的泉水水量。发源于流域东侧石炭系大塘组一段的石头寨地下河与么洋地下河在大甲烈到六寨河段进入了摆朗河。该河段两岸分布的地下水分散排泄点较多，泉水流量在1.0l/s-3.0l/s 之间，是河水重要的补给源。六寨至羡塘河段，摆朗河河谷两岸发育了14 条呈羽毛状展布、平行排列的单枝状地下河，这些地下河均发育于石炭系大塘组一段（C1d1）碎屑岩类地层中的地表溪流进入大塘组二段（C1d2）碳酸盐岩类地层转为伏流后形成，其主管道均追踪北西、南东两组裂隙的延伸方向发育，具有流程短、规模小、动态变化大的特点。摆郎河径流至高桥，通过251号伏流入口全部转入地下成为伏流，经3Km 暗流段后于燕子洞地下河出口再次成为地表明流，并于羡塘与三岔河汇合，在吸纳白石洞地下河后，向东再折向南流经白纸厂、航龙。丰水季节，航龙段摆朗河地表河水部分由河床内发育的落水洞潜入地下，形成地下暗流补给大井地下河；另一部分呈地表明流继续向西径流与巨木河汇合，再转折向南径流，在打拢处由地下河入口全部转为地下暗流补给小井地下河。枯水季节，摆朗河河水在航龙河段全部转为暗流，成为大井地下河重要补给源。

2.2.3 小井地下河系统平面结构特征

小井地下河系发源于惠水县抵季乡的翁吕和抵塘两地附近，主要由翁吕、巨木和砂厂三条分支地下河构成（图1），流域面积697.8km2，干流总长91.7km。其中，翁吕地下河干流长37.3km，巨木地下河干流长43.7km，砂厂地下河干流长10.7km。

翁吕地下河主要由嘎固、油海、乌泥、播东四条支流组成的树枝状地下河系，从发源地至小井地下河出口全程为暗流。巨木地下河为具有明、暗流相间特征的地下水系统。流域上游，该支流系由抵塘、望窝、西混等主要地下河管道构成的树枝状地下河系，地下水于管道内自北西向南东径流。抵塘、望窝分支管道在水淹坝收拢、交汇后，构成巨木地下河，其排泄口位于平塘县塘边镇的巨木村；巨木地下河与发育于西混单枝状的大洞脚地下河汇流形成了巨木地表河。丰水期，巨木河与摆朗河在清水处混合，在向南径流经玻团寨处时部分河水由伏流入口转为地下暗流，其余河水继续向南径流，与绿荫塘地下河汇合后在打拢处全部转为地下暗流，补给小井地下河；枯水期全部河水均在玻团寨处转为地下暗流，于绿荫塘地下河出口排汇地表，再由打拢处转为地下暗流。

砂厂地下河系发育于砂厂背斜轴部，地下河管道由西向东延伸，为“入”字型地下河。管道沿线穿越P1和T2等碳酸盐岩类地层，地表深洼地呈串珠状排列，地形高程从西向东逐渐降低。地下河系由荣腊湾—冗步和砂厂—毛托两条分支地下河组成，于毛托汇合后径流至小井地下河出口集中排泄。

图1 大小井地下河平面结示意图

3 大小井地下河系之间关系

大井地下河系统与小井地下河系统为两条紧靠的地下河系统，其流域内落水洞、伏流入口众多，地下河管道的地下结构、形态较为复杂，特别是航龙河段潜入地下以后是补给大井地下河还是小井地下河，关系到地下水系统边界划分问题。针对这些问题，2003年10月24日至12月8日开展了大小井地下河系统示踪试验，示踪剂选择食盐和钼酸铵。投放点选在大小井地下河系统上游的航龙地下河进口（444）和打拢地下河入口（521）两个点；接收点选在大井地下河出口（582）、小井地下河出口（583）和大小井地下河系统中游绿荫塘地下河出口（508）共3个点（图2）。

小井地下河主管道上的绿荫塘地下河出口（508）与航龙河段的伏流入口（444）相距约7Km。在2003年10月24日开始从航龙伏流入口（444）处投入钼酸铵，而在打拢伏流入口（521）投入食盐溶剂（NaCl），对大小井地下河开展连通试验。通过采集大井地下河出口（582）和绿荫塘地下河出口（508）两处观测点的地下水进行分析，水样中均检测出钼离子；在小井地下河出口（583）水样中检测到氯离子（Cl-），而在大井地下河出口（582）未检测到氯离子（Cl-）浓度的变化情况。