祁福利,李永利,張峰龍,柏鈺春
(黑龍江省九〇四水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院,哈爾濱150100)
貞豐縣位于貴州省西南部,地處云貴高原向廣西低山丘陵過渡的斜坡地帶,地勢由西北向東南呈階梯狀逐級下降,形成多級臺面。
貞豐縣屬典型的喀斯特地貌,由于地層巖性不同,在內(nèi)外營力的相互作用下,形成了境內(nèi)多樣化的地貌。按其成因,可分為山原糟谷、低山丘陵與巖溶盆地、河谷山地三大形態(tài)。以剝蝕為主的中低山山原槽谷地貌;分布于縣境西南部龍頭大山與挽瀾河流域和西北部的小屯、木桑、大長田一帶。以溶蝕為主的低山丘陵、巖溶盆地、峰林、石牙、殘丘等多樣地貌,集中于縣境中部地區(qū)。以侵蝕為主、剝蝕次之的低中山河谷山地,集中于縣境東南部及北盤江上沿岸,境內(nèi)北盤江上段自九盤至白層沿岸,多為峽谷地貌。
本區(qū)構(gòu)造形跡特點是:褶皺形態(tài)以短軸狀為主,而斷層較發(fā)育。本區(qū)受控于北西向構(gòu)造帶,主要有一系列走向北40°西的較緊褶皺和逆斷層組成。主要褶皺有牛場背斜、白泥田向斜,均呈條帶狀展布,兩翼傾角較陡,在60~70°,與褶皺伴生的壓性、壓扭性斷層,主要有董崗斷層、鑼鍋井?dāng)鄬?,傾角一般在60~80°,并常有后期向張性轉(zhuǎn)化的特征。與之配套的有北東向及近南北向兩組扭斷裂,如打章斷裂、老凹山斷裂等。
對該區(qū)影響嚴重,并直接起到控制作用的牛場背斜和兩組斷裂,北東向打章斷裂和北西向董崗斷層,在北盤江鎮(zhèn)三家寨村附近,董崗斷層被打章斷裂截斷,該區(qū)位于牛場背斜的北翼,打章斷裂的北西側(cè)。具體位置如圖1所示。
該區(qū)出露地層主要為三疊系,巖性以淺海臺地相碳酸鹽巖及碎屑巖為主。有老到新依次為:三疊系下統(tǒng)夜郎組一段(T1y1)中厚層黏土巖夾砂泥質(zhì)條帶灰?guī)r,厚165~205 m,夜郎組二段(T1y2)中厚層粉砂巖、黏土巖與灰色鮞狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r互層,厚361~667 m,夜郎組三段(T1y3)鈣質(zhì)黏土巖及粉砂質(zhì)黏土巖,厚32~78 m;永寧鎮(zhèn)組一段(T1yn1)灰色中厚至厚層灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r及白云巖,頂部為鈣質(zhì)黏土巖夾灰?guī)r,厚299~358 m,永寧鎮(zhèn)組二段(T1yn2)灰色中厚至塊狀灰?guī)r白云質(zhì)灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r,厚253~489 m;安順組(T1a)灰色中厚層白云巖夾少量泥質(zhì)白云巖及黏土巖,厚560 m左右;谷腳組(T1g)灰色薄至中厚層灰?guī)r與白云巖互層,厚153~644 m;中統(tǒng)關(guān)嶺組一段(T2g1)中厚層白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r夾黏土巖,厚122~308 m;關(guān)嶺組二段(T2g2)中厚層泥晶灰?guī)r,厚422~643 m;坡段組(T2p)淺灰色厚層至塊狀淀晶灰?guī)r、藻屑灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖等,厚813 m左右;青巖組(T2q),上部以灰色黏土巖、鈣質(zhì)黏土巖為主,下部以薄層灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r為主,厚868~1 117 m;新苑組(T2x),由黏土巖、砂巖夾薄層至中厚層灰?guī)r、泥灰?guī)r等組成,厚82~250 m;楊柳井組(T2y),由中厚層至塊狀白云巖、灰?guī)r及角礫狀白云巖組成,厚374~980 m;壟頭組(T2l),以中厚層至塊狀淀晶灰?guī)r、藻灰?guī)r、及生物碎屑灰?guī)r為主,夾少量白云巖,厚1 158~1 254 m;組桿坡組(T2z),由薄層至中厚層灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r組呈,厚30~143 m;邊陽組(T2b),由中厚至厚層砂巖、薄至中厚層粉砂巖、黏土巖及少量灰?guī)r等組成的粒級遞變韻律層構(gòu)成,厚度大于508m。詳細分布及剖面圖見圖1。
該區(qū)地下水以潛水為主,局部構(gòu)造可能有承壓水分布。地下水埋深條件與地貌關(guān)系密切,一般在近分水嶺地帶的洼地、谷地及剝夷臺地區(qū)埋深淺,水位埋深<50 m;而在北盤江及其支流兩岸的強烈切割地區(qū)地下水埋深大,可超過100 m。區(qū)內(nèi)地下水類型以碳酸鹽巖巖溶水為主,其次為基巖裂隙水。碳酸鹽巖巖溶水含水巖組富水性強,水點流量大,例如,T1yn灰?guī)r及白云巖地下徑流模數(shù)達6.891 L/s·km2,最大地下河枯季流量為385.5 L/s;而基巖裂隙水一般地下徑流模數(shù)1.01~1.81 L/s·km2,泉水流量一般在0.11 L/s。
工作區(qū)位于者相巖溶水區(qū),該區(qū)褶皺寬緩,斷層發(fā)育,大型節(jié)理密度可達0.5~1條/km2,發(fā)育程度相當(dāng)高;平均裂隙率2.1條/m,淺部裂隙溶蝕率25%。
區(qū)內(nèi)地下水位埋深較淺,各含水層呈環(huán)帶狀出露,富水性多屬中等,枯季徑流模數(shù)為2.29~4.60 L/s·km2。地下管道流主要發(fā)育在永寧鎮(zhèn)組、安順組及壟頭—坡段組中。
如圖2所示,該區(qū)地下水類型以碳酸鹽巖裂隙溶洞水為主。
合理運用水文地質(zhì)方法圈定重點工作區(qū),縮小開展物探工作的面積,減少物探布設(shè)工作量,節(jié)約成本,縮短工期,盡快抗旱進展。
根據(jù)該區(qū)地貌特征,位于殘丘坡地中,常有較厚的殘積層(磚紅土)覆蓋,最后可達20余米;地層出露以三疊系碳酸鹽巖為主,溶洞、地下河發(fā)育地段,碳酸鹽巖巖溶水含水巖組富水性強,水點流量較大;該區(qū)褶皺寬緩,斷層發(fā)育,大型節(jié)理密度可達0.5~1條/km2,發(fā)育程度相當(dāng)高;平均裂隙率2.1條/m,淺部裂隙溶蝕率25%;該村為位于隔水?dāng)嗔选睎|向斷裂和北西向背斜的北側(cè),位于地下水的徑流通道或排泄通道上,非常有利于地下水的富集。因此,在該區(qū)圈定調(diào)查區(qū),開展地球物理勘探工作,進一步確定井位和孔深,為開展鉆探工作提供依據(jù)。
運用音頻大地電場法開展物探工作,物探數(shù)據(jù)解譯表明:該區(qū)發(fā)育北西向斷裂,斷裂帶寬約70 m,初步確定抗旱井井位。
激電測深曲線顯示,在40~65 m,100~170 m均有含水層反映。
根據(jù)推測斷裂寬度和推測含水層厚度,推斷單井涌水量>1 200 m3/d。
根據(jù)物探解譯優(yōu)選點位開展水文地質(zhì)鉆探,采用SPJ-300/空氣潛孔錘鉆機,沖擊回轉(zhuǎn)鉆進工藝,完井后并開展3次降深抽水試驗。
井位編號為ZF03,孔深159.00 m。鉆探過層中共遇見兩個含水層,分別為80~83 m、136~139 m,含水層均為下三疊統(tǒng)白云巖破碎帶,與物探解譯結(jié)果基本一致。
抽水試驗驗證,水位最大降深10.36 m,經(jīng)2.8 h恢復(fù)初始水位,計算單井出水量達3 120 m3/d,遠遠超過預(yù)期的1 200 m3/d。地下水類型為巖溶水、基巖裂隙水。
本次工作通過點狀供水區(qū)域的水文地質(zhì)勘查,綜合分析該區(qū)地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造特征等地質(zhì)背景,圈定重點工作區(qū),在減少物探工作量的前提下,提高成井率,做到既降低成本,縮短工期,加快抗旱進程,又確??购党晒?,保證質(zhì)量。通過此種方法,本次工作在貞豐縣共實施8眼抗旱井,出水井7眼,成井率高達87.5%??傔M尺1 234 m,日出水量5 548 m3,即使有效解決了旱區(qū)人民的生活用水問題。并將該方法推廣到貴州嚴重缺水區(qū)的在其他區(qū)域,均取得了預(yù)期的目的。
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圖1 區(qū)域地質(zhì)圖及剖面圖
圖2 水文地質(zhì)圖及剖面圖