黔西南丘峰谷地区岩溶水资源量计算方法探讨

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(贵州省地质矿产勘查开发局111地质大队，贵州 贵阳 550081)

黔西南丘峰谷地区岩溶水资源量计算方法探讨

郑明英，唐娱杰

(贵州省地质矿产勘查开发局111地质大队，贵州 贵阳 550081)

贵州省黔西南为典型的丘峰谷地区，该区域地表水系不发育，水文地质条件复杂，地下水资源量计算研究程度不高。为摸清区内地下水资源量状况，采用大气降水入渗法、地下水径流模数法、流量汇总法、水力坡度法和给水度计算法，基于岩溶水系统为计算单元，对丘峰谷地区岩溶水系统地下水资源量进行计算，对比分析计算结果，并判定各计算方法对岩溶大泉系统和储水构造系统的地下水资源量计算的适宜性，结果发现：在计算过程中，岩溶大泉系统应以流动系统为计算单元，宜采用大气降水入渗法和流量汇总法；而应用地下水径流模数法和水力坡度法计算储水构造岩溶含水系统资源量，具有相似性、保证率高。研究结果对类似水文地质条件下的岩溶山区地下水资源量计算具有重要意义。

丘峰谷地；岩溶水；资源量

计算区位于贵州省黔西南，裸露着大面的三叠系白云岩，为典型的丘峰谷地；同时，计算区亦位于贵州高原台面向广西丘陵过渡的高原台面，地表水系不发育，岩溶水是区内重要的人畜饮水、生产用水的来源。但岩溶山区水文地质条件复杂，加之地下水资源量计算研究程度不高，摸清区内地下水资源量对社会发展和水文地质研究具有重要意义。文章以岩溶水系统为计算单元，对机井数据、泉点流量进行分析、计算得相应的水文参数，再根据计算区内岩溶水系统的差异性，可按岩溶大泉系统和储水构造系统对计算区进行分区，应用大气降水入渗法、地下水径流模数法、流量汇总法和水力坡度法，对计算区内含水层的地下水资源量，并浅析各计算方法对不同岩溶水系统地下水资源量的适宜性，对黔中、黔东南和黔北类似水文地质条件下的地下水资源量计算都具有借鉴意义。

1 计算区概况

1.1 自然地理

近15年气象资料显示：计算区内的地下水补给源为大气降水，降雨量丰富，年平均降雨量1 138.67 mm，78.35%的降水量集中在5月到8月。(见图1)

计算区处于贵州西南高原向广西丘陵过渡的高原台面，区内地势北东高南西低，为丘峰谷地区，地形起伏小，地形坡度10°～15°(见图2)。区内三叠系白云岩裸露，地表水系稀疏，多为季节性冲沟。

图1 计算区内多年月平均降雨量直方图

图2 计算区三维立体地势图

1.2 地下水类型及岩溶水系统边界

整个计算区内为三叠系地层，地下水类型以碳酸盐岩岩溶水为主。(见图3)

图3 计算区水文地质略图

地层面积/km2入渗系数平均径流模数/L/s·km2渗透系数/m/dT2h22.430.204.451.382T2h110.970.102.800.955T1-2a328.520.205.942.023T1-2a24.010.105.910.786T1-2a115.550.237.750.681T1y35.260.011.750.075T1y210.940.353.851.670T1y15.680.020.100.525

岩溶水系统边界条件为：南面以安龙断层为阻水边界，北面和西面以分水岭为界。据区内岩溶含水介质组合类型差异和断层水文地质特征，将区内的岩溶水系统划分为岩溶大泉系统和储水构造系统：岩溶大泉系统的排泄点为计算区南西面的岩溶大泉，系统补给区、径流区主要位于泉口北面和北东面；储水构造系统则主要为安龙断层阻隔由北向南径流而来的地下水，机井主要分布于安龙阻水断层的北盘。

1.3 含水岩组及其水文地质参数

储水构造系统的含水层有花溪组(T2h)和安顺组二段、三段(T1-2a2-3)，主要岩性为白云岩，岩溶大泉系统的主要含水层为安顺组一段(T1-2a1)，岩性为白云岩、白云质灰岩。

白云岩的岩溶含水介质组合类型主要为溶孔-溶隙、溶洞-裂隙，含水层富水性较均匀～均匀；岩溶大泉系统的含水介质则以溶洞、裂隙，含水层富水性不均匀～较均匀。本次地下水资源量计算主要涉及含水层的入渗系数、径流模数、渗透系数等(见表1)。

1.4 地下水动力特征

计算区内岩溶含水系统的水文地质模型可概化为：以(T2h1)相对隔水层、(T2h2)为主要含水层的“上层含水系统”；以(T1y)相对隔水层、安顺组(T1-2a)为主要含水层的“下层含水系统”。

据机井揭露各含水层的地下水位，绘制上、下含水系统的地下水等水位图(见图4、图5)，并获取相应岩溶水动力特征。

1.纯碳酸盐岩类岩溶水含水岩组 2.不纯碳酸盐岩类岩溶水含水岩组 3.碎屑岩类基岩裂隙水含水岩组 4.等水位线及其高程(m) 5.地下水流向 6.钻孔和岩溶大泉 7.地层界线及地层代号 8.断层及其编号 9.地表水系 10.研究区

图4上层含水系统地下水等水位图

图5 下层含水系统地下水等水位图

2 岩溶水资源量计算

2.1 计算分区

本次计算以岩溶水系统和各含水层为计算单元(见表1)。

2.2 计算结果

2.2.1 大气降水入渗补给量

采用大气降水入渗法，对计算区内各含水层的大气降水入渗补给量进行计算。(见表2)

表2 各含水层大气降水入渗补给量计算一览表

2.2.2 地下水径流量

应用地下水径流模数法，计算得区内各含水层的年平均径流量。(见表3)

表3 各含水层地下水径流量计算一览表

2.2.3 地下水排泄量

利用流量汇总法计算得(T1-2a1)岩溶水排泄量Q排=365×175×8.64×10-3=551.88万 m3/a。

2.2.4 含水层动储量

由表4可见：计算区内的各含水层地下水水力坡度7‰～10.5‰，较平缓，岩溶水近层流。为此，可利用含水层等水位图，结合达西公式，推算出最低潜水面之上的含水层动储量(见表4)。

2.3 分析

2.3.1 开放型岩溶大泉系统资源量差异性大

该计算区内(T1-2a1)岩溶大泉系统，数开放型岩溶水系统。单纯计算岩溶含水层资源量，与实际资源量相差甚远；其有大部分资源量来自北面(T1y)补给，且含水介质以裂隙、溶洞为主。

类似条件下，宜以流动系统作为其计算单元，计算方法可采用大气降水入渗法和流量汇总法。

表4 各含水层动储量计算一览表

2.3.2 封闭型储水构造系统资源量具有相对一致性

其余含水层由断层、相对隔水层和分水岭形成封闭型岩溶水系统。区内地势较平缓、含水层较单一、含水岩组以白云岩为主，含水介质以溶孔、溶隙为主，岩溶化程度较高，地下水流向整体向南西，含水体厚度大、地下水埋藏较浅，具有相对统一的地下水位、水力坡度较缓，地下水径流相对缓慢。

因此，资源量计算时宜以含水系统作为计算单元，计算方法可采用地下水径流模数法和水力坡度法。

2.3.3 水力坡度法计算白云岩含水系统资源量保证率高

计算区内白云岩含水系统，含水介质以溶隙、溶隙为主，含水层富水性中等～强、赋水性较均匀～均匀。以含水体为计算单元，利用等水位线图，计算得岩溶水资源量接近含水层动储量，对区域性岩溶水资源量计算具有更高的保证率。

3 结语

黔西南丘峰谷地区三叠系白云岩岩溶水资源量计算，岩溶大泉系统应以流动系统为计算单元，采用大气降水入渗法和流量汇总法；而应用地下水径流模数法和水力坡度法计算储水构造岩溶含水系统资源量，具有相似性、保证率高。

[1]贵州省地矿局. 1:20万区域水文地质调查报告(安龙幅)[R]. 1982.

[2]贵州省地质调查院. 贵州重点岩溶流域水文地质与环境地质调查——麻沙河、大田河岩溶流域调查报告[R]. 2011.

[3]贵州省地质矿产勘查开发局.贵州省岩溶泉及地下河枯季测流总结报告[R]. 2012.

[4]贵州省地质矿产勘查开发局111地质大队. 贵州省1:5万水文地质图编图项目(安龙幅)[R]. 2017.

[5]贵州省地质局. 1：20万安龙县幅区域地质调查报告[R]. 1980.

[6]贵州省地质调查院. 贵州省区域地质志[R]. 2015.

[7]王明章. 贵州省岩溶区地下水与地质环境[M].北京：地质出版社.2015.9.

[8]王明章，王尚彦，等.贵州岩溶石山生态环境地质研究[M].北京：地质出版社.2005.

Discussiononthecalculationmethodofkarstwaterresourcesinhillyvalleyarea

ZHENGMing-ying，TANGYu-jie

(geological team of Guizhou Bureau of Geology and mineral resources exploration and development,Guiyang,Guizhou,550081)

In southwest Guizhou Province as a typical Hill peak and valley area, the area of surface water is not developed, complex hydrogeological conditions, groundwater resources quantity calculation of the degree is not high. To find out the groundwater resources status, the atmospheric rainfall infiltration method, calculation method of groundwater runoff modulus method, flow summary method, hydraulic gradient method and water supply, based on the karst water system for computing unit, on the hill peak valley area of karst groundwater water system is calculated and the calculation results analysis, and determine the suitability the amount of groundwater resources the calculation method of karst spring water storage structure system and the calculation of the system. The results showed that: in the process of calculation, karst spring system should be based on system flow calculation unit, should adopt the infiltration of precipitation and flow collection method and calculation of water storage structure; karst aquifer system resources using groundwater runoff modulus method and hydraulic gradient method, has the similarity and high guarantee rate. The research results are of great significance to the calculation of groundwater resources in karst mountain areas under similar hydrogeological conditions.

Hill peak valley；karst water；resource quantity；calculation method

P641.134

A

1004-1184(2017)06-0017-03

2017-08-24

贵州省地质矿产勘查开发局地质科研项目(黔地矿科合2016-22号)；贵州省1:5万水文地质图编图项目

(黔国土资地勘函2016-493号)

郑明英(1986-)，男，福建福州人，工程师，主要从事水文地质及工程地质方面工作。