贵州岩溶山区地下水资源评价中的水文地质控制点特征研究

陈 犇

(贵州省地质矿产勘查开发局111地质大队，贵州 贵阳 550081)

0 引言

1 研究区概况

1.1 基础地质

研究区地层出露齐全，岩溶区面积12.96×104km2，占研究区国土总面积的71.7%。区内先后经历了多个时期的地质构造运动[7]，形成了复杂的构造体系，进而形成研究区内岩溶含水层空间上具有平面分区和垂向分层的特征(见图1)。

1-第四系 2-白垩系 3-侏罗系 4-三叠系 5-二叠系 6-石炭系 7-泥盆系 8-志留系 9-奥陶系 10-寒武系 11-青白口系 12-断层 13-向斜 14-背斜图1 研究区地质略图

在河谷侵蚀切割作用下，造就了区内无平原支撑、南北大斜坡、地貌形态复杂多样、正负地形及过渡斜坡地貌组合形态千变万化，严格控制了区内地下水的补给、径流和排泄。

1.2 水文地质背景

溶孔、溶隙、溶洞(管道)是研究区碳酸盐岩中存在三种最基本溶蚀空间类型[5]，根据地下水的赋存条件、含水介质组合类型和水动力特征，区内地下水类型划分为三大类[6]。(见表1)

表1 研究区地下水类型一览表

2 研究对象、数据采集与整理

2.1 研究对象

王明章等地下水的赋存、水动力条件及排泄方式，将贵州省地下水系统划分为“集中排泄系统”和“分散排泄系统”。按照集中排泄的形式，“集中排泄系统”可进一步划分为“地下河系统”和“岩溶大泉系统”。依此成果获悉，研究区的基本研究单元为“以地下河为主的地下水系统”、“以岩溶大泉为主的地下水系统”和“以分散排泄为主的地下水系统”三类，共计1 055个(见图2)。

图2 研究区地下水资源评价分区图

2.2 研究方法

本次研究主要采用的GIS软件和数理统计方法，开展研究单元内各项数据的相关分析。

2.3 数据采集与整理

研究数据主要是研究单元内的水文地质控制点的流量、涌水量，控制点数13 751个(见图3)。

图3 研究区控制点分布图

2.3.1 水点

主要采集于2012年贵州省枯季地下水流量测量的数据，以及流域和图幅水文地质调查的数据，共计8 581个数据。其中，地下河出口1 458个、占总数的16.99%；枯季流量≥50 L/s的水点共计1 431个。(见表2和图3)

表2 研究区控制性水点统计表

2.3.2 水文地质钻孔

水文地质钻孔主要采集于2007-2015年贵州省地下水机井工程的数据，以及城市供水水文地质勘查生产井等数据，共计5 170个。其中，抽水试验最大涌水量≥100 m3/d的水文地质钻孔3 886个、占总数的75.16%。

3 研究内容

3.1 差异性和局限性

水文地质控制点对不同类型地下水资源评价分区的控制存在差异性和局限性。本次统计的13 751个控制点中，“以地下河为主”和“以岩溶大泉为主”集中型排泄系统的控制点数8 223个、占总点数的59.80%，与该类研究区内的岩溶发育特殊性、地下水赋存不均匀性一致(见表3)。

表3 研究区控制性水点统计表

此外，本次控制性水点数据主要采用的2012年流量≥5 L/s枯季地下水流量测量数据，小流量的水点尚未参与统计，造成“以分散排泄为主的地下水系统”的水文地质控制点数少，存在局限性。

3.2 分区性

平面上，水文地质钻孔控制点分布具有分区性。统计数据显示：水文地质钻孔多分布于“以分散排泄为主的地下水系统”内，点数2 769个、占水文地质钻孔总点数的53.56%。(见表3和图3)

该区域主要为黔西南中三叠系、黔中三叠系、黔北寒武系一带的白云岩区域，岩溶含水介质组合类型以溶孔-溶隙为主，地下水赋存较为均匀，地下水开采井的成井率较高，即收集的水文地质钻孔数据对“以分散排泄为主的地下水系统”区域控制性显著。而研究区南北两大斜坡区内，尤其是赤水河、乌江、南盘江、北盘江等深切河谷斜坡地带为地下水集中型排泄系统区域，地下水开采井成井率低；控制点类型以地下河出口和岩溶大泉为主，分布零星。

3.3 适宜性

据上述分析成果，借助GIS软件叠加地下水资源评价分区与水文地质控制点可知：

水文地质钻孔的数量和涌水量，与“以分散排泄为主的地下水系统”评价分区的个数和面积呈正相关关系，控制程度强，适宜应用于该类区域地下水可开采量的计算(见表4和表5)。

表4 研究区水文地质钻孔个数统计表

表5 研究区水文地质钻孔最大涌水量统计表

“以地下河为主”和“以岩溶大泉为主”两类型集中型排泄系统内的地下河出口、岩溶大泉的个数与该类型评价区呈相反关系，大流量能够很好控制该类型地下水系统的天然排泄量，其枯季流量亦能诠释出该类区域地下水可开采量。(见表6和表7)

表6 研究区水点个数统计表

表7 研究区水点流量统计表

4 结语

(1)研究区为西南岩溶山区中心，区内岩溶发育，水文地质条件复杂，在区域地下水资源评价时，归类出“以地下河为主的地下水系统”、“以岩溶大泉为主的地下水系统”和“以分散排泄为主的地下水系统”三类型评价分区，控制性水点、水文地质钻孔对评价分区具有差异性、局限性、分区性和适宜性特征，在区域地下水资源量计算和水质评价时宜选择相应的、适宜的控制点。

(2)影响贵州省岩溶山区区域地下水资源评价的因子诸多，不同地下水系统类型评价分区之间、同一地下水系统类型评价分区之间的地形地貌、水系、地层岩性、含水介质等条件都不尽相同，可深入研究探索水文地质控制点的流量、涌水量、渗透系数、给水度、水位、地下水动态与各因子的空间分布和相关性规律。