隆回縣巖溶地區地下水找水方向淺析

劉 濤 葉 凱

湖南省地質礦產勘查開發局四一八隊 湖南 婁底 417000

一、前言

隆回縣地處衡邵干旱走廊，群眾飽受干旱困擾，據隆回縣1990～2017年旱情及旱災損失調查資料統計顯示，每年6月底～10月下旬常常發生階段性或連續性旱情，先后在2003年、2005年、2007年、2009 年、2011 年和2013年發生6次全縣性旱災，平均2年一次。特別是2013年特大旱災，全縣境內溪河斷流、小型水庫、山塘干枯，飲水困難人口達10萬余人，受災面積廣。筆者以2017年隆回巖溶山區找水勘查工程為例，對區內巖溶水賦存特征及規律分析總結，對隆回縣缺水地區找水指出方向。

圖1 隆回縣缺水地區分布圖

缺水問題主要表現在以下幾個方面：

1.自然條件差。地形特殊，受氣壓影響易造成大面積夏秋連旱，建庫條件差，地表水體容易滲漏。

2.重視程度不夠。受地表水資源豐富觀念影響，地下水開發利用程度落后。

3.極端氣候影響。近年來隨著極端氣候的頻繁出現。

4.應急水源保障率低。

據“湖南省新一輪地下水資源評價(2002年)”，湖南省地下水多年平均天然布給資源量461.68億m3/年，大于地表水利工程的儲水總量。隆回縣位于衡邵干旱走廊，衡邵干旱走廊地下水多年平均天然布給資源量128.28億m3/年，地下水可開采資源量31.24億m3/年，目前開發利用率為23.2%；據調查，湖南省可供開采的地下水總量為146.003億m3/年。

由此可見，隆回縣地下水資源具有極大的開發利用潛力，地下水資源十分豐富，水質整體優良，可作為解決隆回縣干旱缺水地區的重要水資源。

二、地質構造

隆回位于揚子準地臺與華南褶皺帶結合部位，白馬山～龍山東西向隆起帶西段及邵陽凹陷北西部邊緣。區內各時代地層發育齊全，斷裂構造發育，褶皺形態多樣。

1.地層。區內地層發育完好，從震旦系至第四系均有出露，尤以上古生界分布范圍最廣，下古生界次之，元古、中、新生界僅有零星分布。其中巖溶發育地層如下：

(1)泥盆系。主要分布在西洋江、荷田、巖口、北山、周旺一帶，以濱海相碎屑及淺海相碳酸鹽沉積為主，呈角度不整合覆蓋于下古生界地層之上。巖性為石英砂巖、灰巖、白云質灰巖夾泥質灰巖、白云巖、頁巖、砂質頁巖、粉砂巖等。厚度720～3030 m。

(2)石炭系。主要分布在香河橋、桃洪、北山等地，為一套濱?！珳\海相碳酸鹽—碎屑巖沉積，與泥盆系呈整合接觸。巖性為粉砂巖、砂質頁巖、頁巖、灰巖、泥質灰巖、白云巖及白云質灰巖等。厚度600～1530 m。

(3)二疊系。主要分布在灘頭、三閣司、周旺、云峰及南岳廟等地，為一套濱海沼澤相含煤碎屑、淺海相碳酸鹽及含鐵錳質的硅泥質沉積。巖性為硅質巖、硅質頁巖、薄層狀泥灰巖、砂巖、灰巖等。厚度300～1000 m。

三、巖溶區水文地質條件

1.巖溶含水巖組及富水性。按照區內地下水的賦存介質、地層組合及巖性特點，劃分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水和碳酸鹽巖裂隙巖溶水。

(1)松散巖類孔隙水。由第四系(Q)碎塊石土、砂礫石層、粉質粘土等組成，主要賦存在松散沉積物顆粒間孔隙中。廣泛分布于開闊谷地及山間洼地中，孔隙水泉水流量＜0.1L/s，弱富水性，含水層厚2～28 m。

(2)基巖裂隙水。淺變質巖裂隙水主要賦存于震旦系、寒武系及奧陶系地層中，巖性為含礫砂質板巖、硅質巖、炭質板巖、粉砂巖等。裂隙較發育，裂隙率0.31～3.48%，裂隙中含較豐富的基巖裂隙水，低洼處通過泉流出，泉流量0.170～0.955L/s，含水層厚459.9～1124.2 m。

(3)碳酸鹽巖裂隙巖溶水。巖溶水主要賦存于泥盆系、石炭系及二疊系中的中-厚層狀灰巖、白云質灰巖中，含水巖組巖溶中等發育至不發育，水量中等至貧乏。

泥盆系棋梓橋組：巖性為淺灰色中至厚層狀泥晶灰巖夾云質灰巖，底部含生物碎碎屑灰巖。巖溶較為發育，發育不均勻，巖溶洼地、地下河、漏斗、天窗等巖溶疊加現象較多，裂隙巖溶水賦存于各種細小溶隙及巖溶管道中。含水層厚200～357 m。

泥盆系佘田橋組：巖性為深灰色薄—中厚層狀泥灰巖及灰巖，巖溶系統連通性較好，構成了地下水含水系統，呈管狀、帶狀分布，含水豐富。

二疊系棲霞組：灰巖地表巖溶不甚發育，但地下巖溶較發育，是地下水有利的賦存場所。

隆回縣缺水地區均位于石炭系、泥盆系及二疊系地層中，出露范圍廣，埋藏較淺，地下水豐富，地下水化學類型為HCO3-Ca、HCO3-Ca.Mg型，PH 值6.5-8，礦化度0.1-0.5，總硬度8.4-16.8德國度。

2.巖溶水布、徑、排條件。巖溶山區地下水的布給主要來源于大氣降水，其次為地表河水、稻田灌溉及渠道滲漏。而地下水的排泄則受到地形及構造條件所控制，并集中在地勢較低洼處或阻水斷層、巖層界面處出露。受地質構造控制，在斷裂帶、褶皺轉折端和相變帶地下水排泄點集中，且水量較大。層狀地貌結構區則分層排泄，多呈懸掛泉；深切河谷往往是當地最低侵蝕基準面，是巖溶地下水排泄的主要場所，大泉、地下河出口大多分布于此。

整體而言，巖溶含水層的富水性總的來說是較強的，但是地下水在巖層中的分布又是極不均勻的，巖溶水分布也具有一定的規律性。

3.巖溶水地下水發育規律

(1)質純、層厚可溶巖富含巖溶水。巖溶是可溶巖與巖溶水相互作用的結果。巖石質純、巖層厚度大、分布廣的可溶巖，巖溶發育強烈。其特征是，溶洞多，規模大，發育深遠，富含巖溶水，而含雜質多、層薄、分布面積窄小的可溶巖，巖溶發育強度相對減弱。特點是，溶隙為主，溶洞少，發育深度淺近，相應富水性也就減弱。

(2)可溶巖與非可溶巖，強可溶巖與弱可溶巖接觸帶富含巖溶水?？扇軒r與非可溶巖，強可溶巖與弱可溶巖接觸帶，常因巖石性質不同，當受到地質構造應力作用后，容易產生層間滑動，接觸部位形變及兩側構造裂隙。特別是脆性易溶灰巖一側，張性裂隙容易產生，有利于地下水的滲入和運動。而非可溶巖和弱可溶巖常為相對柔性巖層，裂隙發育較差，透水能力弱，當地下水在裂隙中運動，遇到非可溶巖或弱可溶巖時，常受到阻隔而形成頂托回水，增加了地下水的停留時間，較易沿著接觸帶的可溶巖活動，從而加強對可溶巖的溶蝕作用，進一步增加可溶巖的透水性。

本次在巖口施工的ZK2最具典型，巖口出露地層巖性為泥盆系棋梓橋組灰巖及佘田橋組泥灰巖夾灰巖。通過鉆探及抽水試驗(圖2)，靜止水位9.35 m，主要出水段為34.00～79.00 m，通過水文地質計算涌水量達290 m3/d，可滿附近百姓日常生活用水。

圖2 ZK2抽水試驗圖

(3)近地表部位比巖層深部巖溶發育、富水。地表及地下淺部，各種地質作用強烈。地表由于風化作用強烈，容易產生各種風化裂隙，同時構造裂隙隨深度的增加而減弱。因此，有利于地下水在淺部富集。

降水和地表水直接布給巖溶含水層，使地下水循環交替加速。同時帶進大量侵蝕性的二氧化碳，使地下水在淺部具有較高的溶蝕能力，加速灰巖溶解過程。深部則因縱度、壓力、活動空間、侵蝕性二氧化碳含量的減少等因素影響，溶蝕作用減弱。所以巖溶在離地表的一定深度內發育良好，而隨深度的增加逐漸減弱。

四、找水方向淺析

通過以上水文地質條件及巖溶水賦存規律，隆回干旱地區找水應從以下幾個方面進行考慮：

(1)充分考慮區內巖溶水含水巖組的含水性、含水介質特征及含水性厚度，缺水區巖溶含水巖組含水介質以裂隙、孔隙為主，巖溶在可溶巖與非可溶巖接觸帶附近最為發育，因此，在找水布孔時，除了考慮區域水文地質條件、地貌特征外，要能夠最大限度揭穿含水層厚度。

(2)充分考慮周邊礦山開采活動對巖溶含水層的破壞，布設鉆孔要避開礦山疏干排水形成的降落漏斗區域。

(3)要充分考慮群眾“報水”和“找水”， 可以大大提高巖溶區供水水文地質勘查工作和速度。

五、結論及建議

(1)缺水區巖溶水豐富，單開發利用程度低。

(2)在缺水區布孔時應充分考慮：巖溶含水介質特征及含水層厚度、礦山開采對周邊含水層的破壞；

(3)建立抗旱找水專項資金。

(4)地下水開發利用過程中對地下水資源的保護與管理。