综述洛塔表层岩溶带水文地质特征及其水文地质结构类型

杨桂青

摘 要： 本文对洛塔地区的自然地理、岩溶及水文地质基本特征进行阐述，并且在此基础上对区域内的表层岩溶带的水文地质特征以及表层岩溶带水文地质结构进行了详细地分析，同时还分析了各表层岩溶带的水文地质结构类型的一些基本特征，比如水文地质特性、调蓄能力等。

关键词： 洛塔； 表层岩溶； 水文地质； 水文地质结构

引言

由于我国的地形地貌特征的影响，我国西南地区的岩溶石山分布十分广泛，这里的气候条件对于农业生产有一定的帮助，但是这种气候也对地质条件有一些影响，地质条件带来的劣势对农业生产又有一定的制约。由于地表地下岩溶的发育，使得地表附近的浅部岩石出现破碎，从而产生了严重的水土流失现象，使得当地的地表水资源十分匮乏。整体来讲，我国的西南地区呈现“山多土少、雨多地漏”的特征，缺水干旱是岩溶地区面临的一个主要问题，这个问题会直接导致农业生产受到影响。对表层岩溶带地下水进行利用是对岩溶水进行开发利用的一个有效途径，而且这部分水源也成为当地居民的重要水源之一。从各种地质研究中可以看出，表层岩溶带地下水的资源量和表层岩溶带的水文地质结构之间有十分紧密的联系，因此，在岩溶石山地区要加强对水文地质条件的研究，从而为表层岩溶带的地下水的开发提供必要的支撑。

1. 洛塔地区的自然地理概况

洛塔位于湖南、湖北、贵州、重庆四省市交界地区，属于典型的岩溶山区，该地区的气候为亚热带季风型湿润型，每年的平均气温为13.3℃，每年的平均降水量为1649.7mm。岩性为石灰岩，属可溶性岩石，区域内的岩溶地貌比较丰富，在地表和地下都有岩溶地貌，而且岩溶的形态很多，地表的岩溶大多是洼地、漏斗、石林、石牙等形态，地下的岩溶则主要是溶洞、消水洞、地下河管道等形态，岩溶的发育是经过多次地质构造运动和可溶性岩石在水流作用下缓慢溶蚀而形成。本地区岩溶发育具有多层性。根据岩溶地下水水动力的分布特征，可以将其划分为三个不同的子系统，分别是表层岩溶带水文地质子系统、饱气带岩溶水文地质子系统、饱水带岩溶水文地质子系统。

2. 洛塔地区表层岩溶带水文地质特征

2.1 表層岩溶带水文地质子系统水循环过程

表层岩溶带水文地质子系统是岩溶水文地质系统的一个重要部分，在岩溶水文地质系统中，一般会形成一个低昂对独立的表层岩溶带泉域，这个区域内的水循环是整个岩溶水文地质水循环过程中的一个重要环节，而且对整个岩溶地区的水循环有重要影响。就洛塔地区的实际情况来看，大气降雨是区域内表层岩溶带地下水的主要来源，但是降雨一般首先会落到地面上，形成地面水，在不同的地区，地面水的循环也是不相同的，比如在裸露的岩溶区，降落的雨水具有较高的渗透能力，能够很快从各种岩溶的缝隙中渗透到地下，形成地下水。经过表层岩溶带的调蓄之后，有一部分会蒸发到大气中，还有一部分会继续通过溶蚀的裂隙或者落水洞进入到下部系统中，还有一部分会排向地表，在排出地表的这部分地下水中，有一部分会汇集到地表河中，另一部分会再次渗透到低位浅表层岩溶区域中。对于覆盖型岩溶区，当雨水降落之后，一部分雨水会直接形成坡面流，在坡面流中，有一部分会直接渗透到地势相对较低的浅表层中，再经过水循环，其水循环的过程与裸露的岩溶坡面流中的水循环过程比较类似。

2.2 表层岩溶带水文地质子系统水循环的基本特征

第一，水循环的补给特征。在水循环中，水的补给是一个重要的因素，对于洛塔地区而言，其水循环中的水的补给一般是通过降雨来完成的，当地的年降水量虽然比较丰富，但是降水的时间分布不够均匀，在补给过程中，整体呈现一种非连续脉冲式的特征。大气降雨的补给面积大约在0.05km2～0.15km2，降雨对洛塔岩溶区域的水分进行补给时主要有直接快速补给和间接慢速补给两种方式，在裸露的区域，雨水的补给会通过一些密集的溶蚀裂隙快速地渗透到地下水中，从而实现快速地补给，在被覆盖的区域，则一般是间接慢速补给。

第二，径流特征。根据水动力的类型进行划分，洛塔岩溶地区的表层岩溶带水文地质子系统内地下水的径流主要有两种形式，一种是汇流状，一种是散流状，岩溶地下水的流向总体上与地势有关，受到地势条件的控制，具体有三个方面的特征：水力坡度大、径流途程较短、径流路径通畅。

第三，排泄特征。根据调查结果可以看出，岩溶区域内的水流排泄主要

有集中排泄和分散排泄两种方式，属于汇流状水动力条件的地下水一般都会以集中排泄的方式进行配些，而属于散流状水动力类型的地下水一般都会以分散的方式排出。

2.3 表层岩溶带水文地质子系统的调蓄功能

表层岩溶带所形成的泉域对表层岩溶水有一定的调蓄功能，该功能主要体现在两个方面：第一，能够对水分进行积蓄，尤其是能够对地下水的水量进行调蓄，使得一些降雨能够及时地渗透补给到地下。第二，带有滤波功能，主要表现在对水流过程进行调节上，也就是可以通过水文地质子系统内部结构的滤波作用对降雨的脉冲输入补给形式进行转换，使其成为连续波状的排泄形式。表层岩溶带的调蓄能力和泉域的特征有很大关系，泉域的含水空间、规模、第四系覆盖层的厚度等，都会对调蓄能力产生影响。一般来讲，泉域内表层岩溶带的含水空间大、泉域规模较大、第四系覆盖层厚度较大的一些平缓地带的泉域，其调蓄能力也比较强。比如该区域内向斜西翼赵家湾一带的S14泉泉域，主要是大型的溶沟，溶槽，而且发育非常完整，其岩溶率大约有35%，泉域面积大约为0.408平方公里，结构也比较松散，具有很好的蓄水能力，这块区域所处的位置的地势也比较平缓，也使得该泉域对水量的调蓄能力有了很大的提升。另外，表层岩溶带泉域的调蓄能力还和表层岩溶带的汗水结构、水文子系统等有紧密联系，如果含水空间比较复杂，以细小溶隙为主，植被的覆盖率较高，则可以使得岩溶水流在经过泉域的时候，有较长的停留时间，能够形成一个舒缓的波状输出。比如S12泉泉域，其含水结构主要是低浅的溶沟、溶缝、溶隙等，植物覆盖率较高，地势也比较平缓，所以当水流通过这一带的时候就能有较长的滞留时间，使得水量一直保持不断。

3. 表層岩溶带水文地质结构类型

3.1 表层岩溶带含水空间结构类型

不同的表层岩溶带的含水空间形态是不相同的，根据不同的空间形态可以将其划分为几种结构，第一，主要是由溶沟、溶槽等构成的含水空间结构，这种结构比较单一；第二，以溶缝、溶管、溶隙、溶孔等构成的含水空间结构，这种结构比较复杂；第三，由小型溶隙网络为主的含水空间。

3.2 表层岩溶带水文地质子系统的结构类型

表层岩溶带水文地质子系统包括几种不同的形式，分别是岩溶带、土层、植被三个部分，根据这三种要素在区域内的不同搭配与组合，可以形成不同的结构类型。第一种是一元结构，指的是只含有表层岩溶的地质结构；第二种是二元结构，是两种形式搭配而成的，比如表层岩溶带和土层组合而成、表层岩溶带和植被组合而成；第三种是三元结构，指的是由表层岩溶带、土层和植被共同构成的。

结语

综上所述，洛塔地处西南地区，属于典型的岩溶地貌，洛塔地区的表层岩溶带的水文地质条件和水文地质结构呈现出独有的特征，使得表层岩溶带具有一定的调蓄功能，能够对当地的气候、地质环境等带来影响。

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