黔西南高原台面岩溶水时空变化动态特征研究

唐娱杰，张朝兵

(贵州省地质矿产勘查开发局111地质大队，贵州 贵阳 550081)

研究区位于贵州高原向广西丘陵过渡的高原台面上，地势平缓，为丘峰谷地地貌。白云岩为区内重要的岩溶地下水含水岩组，其地下水动态特征尚未进行过专项研究，研究程度弱。借助20万水文地质调查[1]、近些年西南岩溶山区岩溶流域调查[2]、贵州省地下水枯季测流[3]等观测成果资料[4]，应用地质统计法、相关分析法等，以岩溶水系统为研究单元，对区内岩溶水流量的时空分布特征进行分析、归纳，有益于提高岩溶山区白云岩含水层水文地质的研究。

1 研究区水文地质条件

1.1 自然地理

研究区地处贵州省黔西南，地势北高南低，地形坡度较缓。属乌蒙山脉南侧边缘岩溶山区，南盘江左岸的高原台面，以溶蚀地貌为主，多为丘峰谷地地貌。区内为中亚热带季风湿润气候区，降雨量丰富，多年平均降雨量1 138.67 mm。

1.2 地质构造

研究区北面为扬子陆块-江南复合造山带-兴义隆起区(兴义穹盆构造变形区)，南面安龙-木咱一带为右江裂谷前陆盆地区(册亨东西向紧闭褶皱变形区)[5][6]。区内构造行迹主要为北东向。(见图1)

1.3 水文地质条件

研究区主要含水系统主要以西面的三叠系下统夜郎组(T1y)泥岩为阻水边界，主要含水层为三叠系中统杨柳井组(T2y)、花溪组(T2h)、关岭组(T2g)、中下统的安顺组(T1-2a)和嘉陵江组(T1-2j)，岩性主要以白云岩为主；岩溶含水介质组合类型主要以溶孔-溶隙、溶洞-裂隙为主，裂隙-溶洞为辅。

岩溶含水岩组的机井单位涌水量一般为0.15～1.20 L/s·m，地下水枯季径流模数一般3.71～7.75 L/s·km2，赋水性较均匀～均匀，赋水性中等～强。

2 岩溶地下水动态特征分析

2.1 数据收集

监测数量：10处

监测层位：7层(三叠系)

监测内容：流量、降雨量

监测时间：1个水文年

监测频率：3～10 d(雨期加密)

监测数据来源：1982年20万水文地质普查[1]和2011年西南岩溶流域调查[2]的地下水动态监测工作。此外，2012年[3]和2017年[4]还进行了地下水枯季流量测流工作。(见图1和表1)

表1 各岩溶水监测点地下水动态监测基本信息一览表

图1 研究区岩溶地下水流量动态监测平面分布图

序号含水层主要岩性不稳定系数变幅/L/s动态类型1T2y白云岩0．05～0．1037．77～73．49不稳定～较稳定2T2h2白云岩0．0525．78不稳定3T2h1白云岩0．06～0．254．47～36．42不稳定～较稳定4T2g2石灰岩0．02141．84极不稳定5T2g1白云岩0．1117．32较稳定6T1-2j石灰岩0．0916．04不稳定7T1-2a白云岩0．2139．45稳定

2.2 动态特征总结

研究区岩溶水流量特征从数值动态、时间动态、横向分布和垂向分布四个方面进行统计、归纳、论述。

2.2.1 流量数值动态

由表2可见：首先，石灰岩含水岩组的不稳定系数多小于0.03，不稳定类型均为不稳定型～极不稳定型；其次，白云岩含水岩组的不稳定系数一般在0.1～0.5，不稳定类型以较稳定为主；在流量变幅方面，T2g石灰岩流量变幅大于100 L/s、白云岩区流量变幅多小于50 L/s。

图2 岩溶地下水流量动态曲线图

2.2.2 时间动态

图2显示：降雨过后，S3和S8号岩溶泉流量动态曲线的驼峰尖锐，其余多驼峰平缓；同样，一个水文年内S3和S8号岩溶泉流量衰减较快，其余衰减缓慢。

此外，对比同一水点的枯季流量显示：区内岩溶水流量整体未发生显著减少。

2.2.3 横向分布

依据10个岩溶岩溶泉流量不稳定系数，结合区内地形地貌和地下水动力特征，将研究区划分出了2类大区、4个亚区，平面上亚区呈现为南北“相间”分布(见图3)。

2.2.4 垂向分布

对比T2y的S3和S5号岩溶泉流量不稳定系数可知：随之高程的增加，其系数越小，约趋于不稳定；而对比T2h1的S7、S8和S9号岩溶泉，变化规律相反。

图3 研究区岩溶地下水流量不稳定系数分区图

再比较T2y、T2h与T2g，T2g和T1-2a或T1-2j，系数存在地层间的“跳跃”，越靠近T2h1、T2g1和T1-2a底部，岩溶水流量不稳定系数约大。

2.3 特征浅析

研究区位于岩溶山区高原台面，岩溶泉流量的动态特征与岩溶含水岩组介质组合类型、地形地貌、地质构造、地下水动力条件和沉积环境密切相关。

(1)三叠系白云岩的含水介质主要为溶洞、溶隙，控制了区内整体岩溶水动态类型为较稳定～稳定。

(2)地形地貌和地下水动力条件，造成局部岩溶水流量动态呈现出异常。如S5、S6、S7和S8号岩溶泉位于高原台面靠近分水岭地带、为地形切割浅区，岩层平缓，地下水埋深浅、水流呈“层流”，水力坡度缓，流量接受大气降水补给显著。

(3)T2h1、T2g1、T1-2a为浅海沉积，底部均有泥岩或不纯碳酸盐岩，较岩溶发育弱，可视为相对隔水层，地下水接受大气降水有限，地下水动态显示较稳定。

(4)S8、S9、S10号岩溶泉均处于北东向断层附近，断层带附近岩体较破碎、岩溶发育强度较强，对地下水的运移、储存具有一定的“缓冲作用”，延缓了岩溶水的排泄，地下水动态显示出较稳定。

3 结语

黔西南高原台面上，在岩溶含水介质组合类型、地形地貌、断裂构造和水动力特征等条件控制下，区内岩溶水流量动态类型呈现出：平面分带、垂向分层现象；靠近中部分水岭和南面地形深切区，岩溶水流量动态越不稳定。

[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.