螺髻山核心区及周边水文地质特征研究

2018-09-21学之

地下水 2018年5期

，学之，，

(1.四川省地质矿产勘查开发局成都水文地质工程地质中心，四川成都 610000；2.四川省华地建设工程有限责任公司，四川成都 610000)

四川省螺髻山核心区位于四川省凉山彝族自治州的西昌市、普格县、德昌县三县交界区域，面积450 km2。该区域整体经济发展滞后，以粗放型农业、畜牧业为主(螺髻山顶)，生态环境脆弱，交通条件差。前人水文地质研究主要建立在早期低精度水文地质普查基础上，缺乏针对性区域水文地质调查研究。因此，综合运用以野外地面调查为基础的多手段、多方法进行该区域水文地质条件评价是必然的选择，为后期开展该地区水文地质研究对有效保护区内地下水资源，合理开发地下空间具有重要现实意义。

1 气象水文

研究区属亚热带季风气侯，河谷两岸高山区气温较低，4 000 m以上雪霜期较长，河谷地带气侯炎热，垂直分带现象明显。年均气温10℃～19℃，日温差较大；极端最低气温-10.1℃，极端最高气温34.8℃。年降雨量816～1 350 mm，集中在6～8月，干湿季节分明。区内西部及中部大部分地区为螺髻山脉核心区，植被发育为森林覆盖，东部河谷地带或人口密集区植被覆盖率较低。

区内地表水系西部少量为安宁河支流，主体由则木河及其支流构成。河流滩多水急，两侧多形成大小不等的槽谷和冲积盆地，尤以则木河为最，形成宽约200～300 km的阶梯状河谷平地。区内水系均位于长江上游，是长江流域生态环境的屏障。

2 地质概况

2.1 地形地貌

研究区主要为构造剥蚀脊状高山区，深切割河谷地貌，地势险峻。平均海拨2 000 m，河谷区域地形较为平坦，最高为螺髻山顶(海拨4 359 m)，最低为东南部则木河河谷(海拨1 380 m)。则木河谷、螺髻山东坡海拔1 200～1 900 m地带以侵蚀堆积河谷平原及山间盆地地貌为主，测区东部则木河两岸，在绝对海拔1 900～3 500 m的地区河谷平原与高山区的过渡地貌类型，测区中部螺髻山绝对海拔大于3 500 m的地区为侵蚀、剥蚀构造高山地貌。

2.2 地层岩性

评价区前震旦系～新近系地层均有出露，最下层以南华系开建桥组砂岩、砾岩为主；其次以震旦寒武奥陶系岩溶地层；研究区东侧主要出露三叠系白果湾组、侏罗系官沟组、白垩系飞天山组等地层；第四系以则木河台地冰积及冲洪积堆积为主。

表1 含水岩组富水性统计

2.3 地质构造

区内地质构造较发育。褶皱呈南北向分布于西北部、中部和东南部。主要褶皱为分布于测区中部大部分地区的螺髻山(复)背斜、图区东部的阿优翁觉破背斜。区内断裂主要为西部地区近南北向的螺髻山断层组，北西向则木河大断裂斜贯中东部，区内共计有断(层)裂20余条。

3 水文地质特征

3.1 地下水类型及富水性特征

研究区内地下水赋存条件复杂，类型齐全，依据地层岩性、地质构造以及水动力条件，评价区地下水划分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水(碎屑岩空隙裂隙层间水、碎屑岩类裂隙水、岩浆岩裂隙水)及碳酸盐岩岩溶水三大类五亚类。此次工作时间段为7月至11月，泉水实测流量略大。

从表1中可知，在基岩裂隙水中，开建桥组、列古六组、官沟组、飞天山组泉点流量较大，地下水主要富集于厚层砂岩或砾岩中，益门组、牛滚凼组富水性贫乏。

3.2 地下水补径排方式

第四系松散岩类孔隙水主要分布于在则木河两岸河漫滩、麻栗镇老鹰沟河漫滩地带，含水层以卵砾石、漂卵石为主。地下水主要受河水侧向补给、大气降水的垂向补给，此外还接受下伏基岩含水层的侧向补给，由于河漫滩出露面积小，径流途径短，就地排泄，径排区不易划分。

碎屑岩类孔隙裂隙层间水的补给源位于于侵蚀基准面以上基岩出露区，大气降水补给为该类基岩裂隙水主要的补给方式，其次为后侧坡体地表水的补给，同时受相邻含水层的侧向补给，其沿着裂隙下渗，沿倾向方向顺裂隙及层面运移(见图1)。

图1 白果湾组泉点水文地质剖面图

评价区内碎屑岩裂隙水主要分布于螺髻山风景区周边南华系地层片区，该地层整体表面风化作用中等，在构造影响带附近岩石表层风化强烈，风化裂隙不规则，不均匀，地下水埋藏深度差异较大。基岩裂隙水补给来源以后侧坡体大气降水为主，部分接受螺髻山顶部海子等地表水下渗补给，其沿着基岩裂隙下渗、储存、径流，部分以泉水形式出露于受沟谷切割、构造作用产生的陡坡处(见图2)。

岩浆岩裂隙水主要位于研究区西南侧大象坪地区，而该地区地质构造发育，地下水径流受构造影响明显。其地下水的排泄方式以向地表水(老鹰沟)排泄为主，少量以泉水出露于地表后继续汇入老鹰沟中。

区内碳酸盐岩岩溶水最主要的补给为后侧螺髻山南华系地层补给，同时受后部坡体大气降水补给。评价区内构造较复杂，断裂较发育，在碳酸盐岩出露地区，节理裂隙发育，受则木河阻水构造影响，出露泉点少但流量较大(多大于200 L/s)。

3.3 地下水水化学特征

3.4 地下水同位素特征

评价区内泉水δD、δ18O值范围分别为-73.4～-105.6‰和-10.57～-14.80‰，其平均值分别为-87.6‰和-12.25‰。区内采样点距离较小，顺流线方向测试结果变化不大，说明地下水补给来源以大气降水为主。同时分析数据得出，所采集地下水样的观测值落在大气降水线附近也预示是大气起源；地下水蒸发现象不明显，这与评价区主要补给来源螺髻山处于高寒区这一特征吻合(见图3)。

图2 列古六组泉点水文地质剖面图

图3 评价区δD-δ18O‰关系图

3.5 地下水动态特征

区内地下水流量动态受降雨影响明显，地下水流量变化相对降水过程存在一个滞后过程，在补径排通畅区，滞后时间约5～10 d；在补径排缓慢区，滞后时间约28～64 d。评价区内地下水的温度一般在15℃～20℃之间，变幅2℃～5℃，水温动态变化不大。地下水的温度与气温的关系一般12月份起水温高于气温，4-10月气温高于水温；3月及11月气温、水温相接近。地下水温的变化受气温的影响较为明显，但地下水温的变化速度与其埋藏条件有关。一般以渗入式补给为主或深埋藏的地下水水温变幅小，变速慢；浅埋藏的地下水水温变幅大，变速快。

4 地下水开发利用

4.1 开发利用现状

研究区对地下水的开发利用为181.50万 m3/a，而可有效开发利用潜力量2 304.15万 m3/a，占地下水允许开采量的93%，地下水可有效开发利用潜力巨大；地下水开采利用程度0.02～0.34，利用程度低；可有效开发利用潜力指数介于2.97～49.08，均大于1.2，属于有开采潜力、可扩大开采区，但地下水开发潜力模数均小于5，属于开发潜力较小区。区内72.3%为III类水质，93%存在因开发手段不足导致微生物污染。

区内地下水的开发利用方式以直接利用天然露头为主，机井开采地下水为辅。地下水的开发利用归纳起来，主要有传统担水型、引水型和机井开采地下水三种方式。区内存在螺髻山两侧三处有引泉水发电站，分别位于螺髻山镇德育村、五道箐乡洛果村、黄水乡书夫村，螺髻山山体泉水流量总体流量较大且动态稳定，分别用于螺髻山镇、五道箐乡、黄水乡供电。

4.2 示范性工程

本次工作在区域水文地质条件深入认识基础上，结合评价区内广泛存在的向斜及构造富水块段，以充分利用地下水天然露头为前提，提出了建设表层示范泉和供水井相结合的地下水利用模式。于评价区内实施3口探采结合井及1处表层泉示范工程。

探采结合井最大涌水量为485 m3/d，按75 L/人日用水标准，考虑农村牲畜、家禽等的用水后，探采结合井能解决近3 000人的饮水问题。表层泉利用引流岩溶优质大泉(460 L/s)顺利解决了德育村122户近500人及200头大型牲畜的用水问题，改善了饮水卫生条件，保障了用水质量，使得区域内农民的生活质量水平得以提高。