舟水桥向斜地下水赋存特征及开发建议

田小林，李强



舟水桥向斜地下水赋存特征及开发建议

田小林1,2，李强1,2

（1.贵州省地质矿产勘查开发局114地质大队，贵州 遵义 563000；2.贵州大学资环学院，贵阳 550000）

遵义城区附近礼仪坝-洪水台-舟水桥一带位于舟水桥向斜核部，为岩溶石山地区。近年随着城镇化建设的发展，该区对地下水资源的需求逐渐增大。通过对舟水桥向斜构造水文地质条件的综合研究，该区为垄岗槽谷地形控制的开放型岩溶水系统，地下水集中赋存于向斜核部T1m碳酸盐岩分布的槽谷中，可采资源量 1 974.86 m3/d，因补给面积较小，资源量有限，开发利用前应进行合理规划、避免盲目开发。

地下水；舟水桥向斜；赋存特征；开发建议；遵义

舟水桥向斜分布于遵义城区南东的礼仪坝-洪水台-舟水桥一线，呈北东至南西向展布，长32km。其核部由三叠系下统茅草铺组（T1m）石灰岩构成，岩溶发育。沿向斜轴形成条带状宽缓槽谷区，是地下水富集的主要场所[1]。由于毗邻遵义城区，是在建新区主体的一部分。随着社会经济发展的需要，为科学合理的开发该区岩溶地下水资源势，必须查明地下水的赋存特征及资源潜力，才能进行合理规划及开发。

1 区域地质概况

舟水桥向斜在区域上位于重庆-贵阳南北向构造带西部边缘，扬子准地台黔北台隆遵义断拱之凤冈北北东向构造变形区。区域总体构造轮廓由一系列北北东向褶皱和高角度冲断层组成，控制该区地下水含水岩组的展布[2]。该区分布的碳酸盐岩主要有灰岩、白云岩，岩溶发育，溶孔、溶隙、裂隙、溶洞等成为地下水储集空间，紧密相间分布的褶皱隆起和凹陷构成了紧密褶皱带区，在背、向斜核部通常分布碳酸盐岩，因岩溶作用而形成宽缓的槽谷或谷地，是地下水富集的主要区域。

图1 舟水桥向斜区域水文地质略图

1.下降泉；2.地下河出口；3.背斜及向斜；4.正断层及逆断层；5.地层分界线；6.地层代号；7.水文地质单元界线；8.地下水流向

2 水文地质条件

2.1 水文地质单元

礼仪坝-洪水台-舟水桥一线在区域地质构造上处于背、向斜相间分布的紧密褶皱带区、舟水桥向斜核部，分布三叠系下统茅草铺组（T1m）石灰岩、两翼分布三叠系下统夜郎组（T1y）泥岩及页岩，碳酸盐岩与碎屑岩相间分布，由岩溶发育且含水性强的T1m碳酸盐岩发育形成槽谷，由含水性差且隔水性好的碎屑岩形成垄岗，构成了区内独特的垄岗槽谷地貌，地下水主要赋存于茅草铺组的宽缓槽谷中。根据水文地质条件分析，其所处区域为一个完整的水文地质单元，形态为长条形，呈北东至南西向展布。主体为舟水桥向斜核部的垄岗槽谷，展布面积9.36km2，北东以地表分水岭为界、南西以湘江河最低排泄基准面为界、北西和南东以夜郎组泥岩、页岩等相对隔水层为界，构成了一个具有独立补给、径流、排泄条件的完整水文地质单元[3]。

地下水天然排泄点统计表

编号类型流量（L/s）出露位置或因素 S1下降泉2.24 向斜核部 S2下降泉0.87 向斜核部 S3下降泉0.10 向斜核部 S4下降泉0.25 接触带 S5下降泉0.02 向斜核部 S6下降泉0.50 向斜核部 S7下降泉0.64 接触带 S8下降泉0.10 接触带 S9下降泉0.05 向斜核部 S10下降泉0.10 向斜核部 S11下降泉0.50 接触带 S12下降泉0.08 向斜核部 S13下降泉15.00 向斜核部 S14下降泉0.01 向斜核部 S15下降泉0.20 河流切割 S16地下河出口3.00 河流切割 S17下降泉2.50 河流切割 S18地下河出口2.00 河流切割 S19下降泉0.01 向斜核部 S20地下河出口0.40 河流切割 S21下降泉群2.00 接触带

2.2 地下水补给

地下水的补给通常为大气降水的入渗和地表水系的侧向补给。区内地表水系欠发育，较大的河流湘江河分布于地下水排泄边界区，因此，地下水的补给主要为大气降水入渗补给。由于区内自成独立的水文地质单元，单一分布的茅草铺组地层地形平缓、岩溶发育强烈，槽谷中洼地、落水洞、岩溶潭等极为发育，为大气降水入渗补给地下水提供了良好的入渗通道[4]。但因补给区主要分布于茅草铺组碳酸盐岩裸露区，补给面积较小，汇水条件较差，地下水天然资源量有限。

2.3 地下水径流

区内地下水的径流主要受舟水桥向斜形成的垄岗槽谷地貌控制，由于槽谷两侧为垄岗，且连续分布夜郎组泥岩、页岩等隔水地层，限制了区内地下水只能沿条带状展布的草铺组分布区运移和径流，径流方向迁就于向斜核部的槽谷展布方向。区内地势整体北东高、南西低，在重力和静水压力作用下，地下水径流方向总体与地形一致，即北东—南西径流。另外，由于岩溶发育的不均匀性，单元内北东分水岭地带至洪水台区域地下水径流通道主要为裂隙、溶洞，地下水径流呈脉状和裂隙状，而洪水台至湘江河区域由于岩溶管道的发育，地下水主要在地下河管道中集中径流。

2.4 地下水排泄

区内地下水的排泄主要受岩性和湘江河切割控制。一方面，在茅草铺组与夜郎组接触带上，由于茅草铺组富水性强、含水性好，含有丰富的岩溶地下水，而夜郎组富水性弱、含水性差，具隔水性质，地下水即沿接触带运移和径流，在地势低洼或裂隙发育等有利部位，常以接触泉形式出露而排泄，区内共有5处下降泉沿该接触带出露，总排泄量约3.49L/s。另一方面，在湘江河谷边缘，由于河流切割，切断了北东至南西向在茅草铺组含水层中运移和径流的地下水的通道，地下水常在河谷边缘以岩溶大泉或地下河出口形式出露，出露位置一般高于河水面，区内共有2处岩溶泉、3处地下河出口在湘江河谷边缘出露，总排泄量达8.10 L/s。

图2 舟水桥向斜储水构造剖面示意图

1.石灰岩；2.泥岩；3.茅草铺组；4。夜郎组；5.剖面方向

3 地下水赋存特征

3.1 地下水富集特征

区内地下水的富集主要受地形地貌和含水岩组富水性控制综合控制。其中地形地貌对地下水的富集作用主要体现在两个区域：一是夜郎组碎屑岩构成的垄岗区域，分布于舟水桥向斜两翼，大气降水在该碎屑岩区难以迅速补给地下水，但垄岗地形自核部向两翼逐渐递增，高差逐渐增大、坡度逐渐变陡，为大气降水形成的坡面流迅速向槽谷中富集提供了极为良好的天然地形条件。二是茅草铺组石灰岩构成的宽缓槽谷区域，分布于向斜核部及近核部，由于地形平缓、开阔，加之为碳酸盐岩分布区，大气降水或地表坡面流在该区域运移缓慢，削弱了地表流失、增加了入渗转化为地下水的时间，为地下水的富集创造了有利条件。含水岩组对地下水富集的控制作用主要体现在其富水性方面，由于槽谷中分布单一的茅草铺组石灰岩地层，岩溶发育强烈，发育有大量的溶孔、溶隙、溶洞等通道，富含裂隙溶洞水，其富水性强，为地下水的储存和富集提供了极为有利的空间。因此，区内舟水桥向斜茅草铺组分布的槽谷中为地下水富集的主要构造部位[5]。

3.2 地下水埋藏特征

地下水的埋藏条件主要受含水岩组埋深及区域最低排泄基准面控制，区内地下水的主要含水岩组为T1m石灰岩，在槽谷中连续分布，且直接暴露，上覆无其他隔水岩系阻隔，零星存在第四系粘土层，地下水浅埋。湘江河为区内地下水的最低排泄基准面，河面标高795m，排泄区槽谷标高约835m，切割深度约40m，上游大量岩溶潭、竖井等水位埋深1~3m。因此，区内地下水总体水位埋深小于40m，埋藏深度浅，在极为经济合理的勘探深度内即可获取丰富的地下水资源。

3.3 地下水资源量特征

区内地下水资源主要靠大气降水入渗补给，因此按“三水循环”原则采用大气降水入渗系数法（式1）及径流模数法（式2）对天然资源量（Q天）进行计算，采用枯季径流模数法（式2）对可采资源量进行计算，通过概算结果综合评价区内地下水资源量，为后期开发利用提供参考依据[6]。

Q天=103×a×F×X/365 （式1）

Q可=86.4×M×F （式2）

式中：Q天—天然资源量（m3/d）；Q可—可采资源量（m3/d）；a—降水入渗系数（无量纲）；F—块段面积（km2）；M—年平均径流模数或枯季径流模数（l/s·km2）；X—大气降水量（mm）；86.4—换算系数；区内大气降水入渗系数a=0.25；50%保证频率下的降水量为X0.5=1 110mm，75%保证频率下的降水量为X0.75=1 040mm，95%保证频率下的降水量为X0.95=940mm；多年平均径流模数= 5.933L/s·km2，地下水枯季径流模数M枯= 2.442L/s·km2；块段面积9.36km2。

经计算，区内地下水天然资源量采用大气降水入渗系数法计算结果为：多年平均（P=50%）7 116.16 m3/d；偏枯年（P=75%）：6 667.40m3/d；特枯年（P=95%）6 020 m3/d；采用多年平均径流模数法计算结果为4 798.04m3/d。经综合分析，考虑到区内年降雨量的不均一性、岩层径流系数的各异性，结合地层岩性、地形地貌及地质构造对地下水的控制作用，区内地下水天然资源量综合取值按地下水多年平均径流模数法计算结果为4 798.04 m3/d，该取值与采用大气降水入渗系数法特枯年（P=95%）计算结果较为接近，取值较合理，保证程度较高。地下水可采资源量按枯季径流模数法计算结果为Q可=1 974.86 m3/d，占天然资源量的41.16%。

4 开发利用建议

1）舟水桥向斜富水区为受地层岩性和地质构造控制形成的开放型岩溶水系统，垄岗槽谷中地形平坦、开阔，含水岩组富水性强，下一步可通过机井工程对区内地下水资源进行开发利用，目标含水层为T1m，孔位适宜布设在地下水最为富集的舟水桥向斜核部，由于水位埋深较浅，在较为经济的孔深范围内即可获得。

2）由于区内地下水系统补给面积的局限性，大气降水补给量较小，地下水资源有限，开发利用前期应根据可采资源量进行合理规划，避免盲目开发，才能发挥资源优势的利益最大化。

[1] 韩至钧，金占省，等.贵州省水文地质志[M].北京：地震出版社，1996.

[2] 贵州省地质矿产局第二水文地质工程地质大队. 贵州省遵义市城市供水水文地质初勘报告[R].1984.

[3] 中国人民解放军建字七三○部队.1:20万遵义幅区域水文地质普查报告[R].1977.

[4] 贵州省地矿局第二工程勘察院.贵州红花岗经济技术开发区水文地质调查报告[R].2014.

[5] 贵州省地矿局114地质大队.遵义市高铁新城水源热泵供水水文地质调查报告[R].2016.

[6] 中国地质调查局.水文地质手册[M]. 北京：地质出版社，2012.

Occurrence and Exploitation of Underground Water in the Zhoushuiqiao Syncline

TIAN Xiao-lin1,2LI Qiang1,2

(No.114 Geological Party, Guizhou Bureau of Geology and Mineral Resources, Zunyi, Guizhou 563000; 2-College of Resources and Environment, Guizhou University, Guiyang 550000)

The Liyiba-Hongshuitai-Zhoushuiqiao region near the Zunyi City proper lies in the core of the Zhoushuiqiao syncline with the development of karstification. The study of hydrogeological condition of the Zhoushuiqiao syncline indicates an open karst water system controlled by ridge hillock trough valley terrain. The underground water occurs in the trough valley consisting of the Lower Triassic carbonate rock in the core of the syncline with a recoverable water quantity of 1974.86 m3/d. The exploitation of the underground water should be planned rationally due to limited water quantity.

underground water; Zhoushuiqiao syncline; occurrence; exploitation; Zunyi

2017-05-16

贵州省科技计划项目“贵州省地下热水资源赋存条件及勘查关键技术研究”黔科合（2016）支撑2848；贵州省地矿局科研项目“遵义中部地热水资源赋存规律研究”黔地矿科合（2015）11号

田小林（1986-），男，贵州遵义市人，工程师，主要从事水文地质、工程地质、环境地质工作

P641.4；P618.31

A

1006-0995（2017）04-0648-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.04.027