覃京音
(廣西地礦建設(shè)集團(tuán)有限公司,廣西 南寧 530023)
摘要:巖溶區(qū)地下水主要賦存于溶洞、管道與裂隙中,受地形地貌影響,峰叢谷地區(qū)地下水埋藏較深,一般大于 50m,甚至 100米。這給巖溶高峰叢谷地地下水的開發(fā)帶來極大困難,也是峰叢谷地區(qū)嚴(yán)重缺水的主要因素之一。由于巖溶發(fā)育具有不均勻及不確定性,加之淺部巖溶還常為泥質(zhì)充填,在巖溶高峰叢谷地找水打井進(jìn)行地下水開發(fā),難度極大。在巖溶高峰叢谷地的找水打井實(shí)踐中,根據(jù)地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、天然水點(diǎn)、巖溶地質(zhì)點(diǎn)的分布對(duì)儲(chǔ)水構(gòu)造位置進(jìn)行推斷并確定找水靶區(qū),通過水文地質(zhì)調(diào)查結(jié)果,充分結(jié)合前人資料特別是通過地球物理勘探所收集到場地內(nèi)各種巖性的電性參數(shù)特征,推斷出儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)空間發(fā)育特征及富水性,有效避開儲(chǔ)水構(gòu)造中泥質(zhì)填充,讓找水打井工作效率、成井率得以提升。
關(guān)鍵詞:巖溶高峰叢谷地;開發(fā)靶區(qū);圈定
1 引言
廣西壯族自治區(qū)境內(nèi)石灰?guī)r地層分布面積很廣,面積為97735km2,占全區(qū)國土總面積的41%,其中巖石裸露地區(qū)的面積約80000km2,遍布全區(qū)81個(gè)縣(市)。石灰?guī)r地區(qū)地表崎嶇破碎,土層薄,土壤肥力低,地表植被少,涵養(yǎng)水源的能力低;區(qū)內(nèi)褶皺斷裂發(fā)育,加之高溫多雨的氣候條件,致使溶蝕作用加強(qiáng),巖溶洞穴多發(fā)育,明、暗河相連;地表水易于通過巖溶通道流入地下暗河,導(dǎo)致地表水快速流失或地下水深埋的情形。因此石灰?guī)r裸露山區(qū)不僅缺乏地表水,而且地下水露頭也很少,常表現(xiàn)出嚴(yán)重的“缺水”景象。缺水有兩種情況:一是地下水位埋藏很深,不易開采;二是地下徑流條件極好,大都流失不易存儲(chǔ)。這給解決石山區(qū)人民群眾的人畜飲水安全問題增加了不少難度。
農(nóng)村飲水安全工程是我區(qū)“十二五”為民辦實(shí)事工程之一的強(qiáng)基惠民工程的重要組成部分,水源是農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)的基礎(chǔ),是制約飲水安全工程成敗的關(guān)鍵。以找水打井的方式對(duì)巖溶區(qū)地下水進(jìn)行有序、合理開發(fā),達(dá)到從根本上改善石山區(qū)缺水村屯群眾生產(chǎn)生活用水困難的問題具有重要意義。
2 區(qū)內(nèi)巖溶區(qū)干旱類型及特點(diǎn)
我區(qū)雨季水資源豐富,但廣大大石山巖溶區(qū),每年常表現(xiàn)出干旱持續(xù)時(shí)間為3到6個(gè)月不等的嚴(yán)重“缺水”景象,其干旱的程度受地形地貌等因素的影響。根據(jù)“缺水程度”可分為以下三類:
①峰叢洼地極端缺水區(qū)。其基本特點(diǎn)是洼地分布位置高,雨水補(bǔ)給面積小,又缺乏儲(chǔ)水條件,因此區(qū)內(nèi)鮮有沒有地表水,且地下水埋藏深,干旱最為嚴(yán)重。其人口、土地極度分散,開發(fā)利用地下水的難度非常大。
②峰叢谷地型嚴(yán)重缺水區(qū)。該區(qū)是巖溶區(qū)人口、土地相對(duì)集中的地區(qū)。干旱特點(diǎn)是,谷地中常有季節(jié)性的地表水及地下水露頭出露,到了旱季,季節(jié)性地表水均出現(xiàn)干涸,地下水位則大幅下降而龜縮到地下河中。地下水在峰叢山中穿流且往往路徑不詳,或是地下水埋藏深又通道十分復(fù)雜,取水難度大,因而缺乏可直接利用的水源。
③巖溶谷地——平原型缺水區(qū),主要分布在遠(yuǎn)離河谷的巖溶平原邊緣或邊緣的谷地區(qū),是人口、土地相對(duì)集中的巖溶區(qū),如左、右江河谷邊緣地帶、桂中旱片邊緣平原(谷地)區(qū)等。
3 巖溶地下水開發(fā)靶區(qū)圈定的基本思路
水井地處巖溶區(qū)干旱類型----所處水文地質(zhì)單元的位置----含水巖組及其富水性---地下水補(bǔ)徑排條件與天然地下水出露條件----根據(jù)微地貌初步圈定地下水開發(fā)井位----地球物理勘探圈定井位----井位施工。
3.1巖溶水含水巖組及其富水性
地下水的富水性,主要是受巖組、構(gòu)造、地形地貌、降水量的大小等因素控制。此外,植被覆蓋的疏密程度,對(duì)基巖裂隙水的富水性也有重大影響。構(gòu)造對(duì)地下水富集起控制作用,在碳酸鹽巖區(qū)表現(xiàn)最明顯,它完全控制了巖溶水的分布格局?,F(xiàn)將碳酸鹽巖組及碳酸鹽巖夾碎屑鹽巖組的富水性綜述如下:
①、碳酸鹽巖組:地下水主要匯聚儲(chǔ)存于地下巖溶管道中。在部分巖溶谷地內(nèi),有溶洞裂隙水、地下河出口或溢流天窗匯聚成短程地表盲谷徑流;在排泄區(qū)附近,也有少量地下水以溶洞泉的形式溢出;在補(bǔ)給區(qū)和徑流區(qū),所見泉水多屬懸掛泉或季節(jié)泉,泉水溢出后,又經(jīng)溶蝕裂隙、溶斗或落水洞匯入地下管道。該巖組含有中等至豐富的裂隙溶洞水。
②、碳酸鹽巖夾碎屑鹽巖組:含溶洞裂隙水。該巖組含水量豐富。
3.2 巖溶水的分布特征
巖溶含水層的富水性總的來說是較強(qiáng)的,但是含水又極不均勻。因巖溶水并不是均勻地遍及整個(gè)可溶巖的分布范圍,而是埋藏于可溶巖的溶蝕裂隙、溶洞中,而巖溶發(fā)育具有很強(qiáng)隨意性,所以往往同一巖溶含水層在同一標(biāo)高范圍內(nèi),或者同一地段,甚至相距幾米,富水性可相差數(shù)十倍至數(shù)百倍。
巖溶的發(fā)育具有向深部逐漸減弱的規(guī)律,使含水層的富水性相應(yīng)也具有強(qiáng)弱的分帶性。
3.3微地貌追蹤地下水系
發(fā)育在裸露、淺覆蓋巖溶區(qū)的巖溶地下水系,大多通過如珠狀洼地、條形洼地等直接表現(xiàn)于地表的微地貌形態(tài),反映其地下水的富集區(qū)域。在巖溶水的勘查開發(fā)過程中,依據(jù)巖溶地表的天然露頭及微地貌形態(tài)的現(xiàn)象,追蹤到地下水富集區(qū)域非常有意義。
3.4地球物理勘探
可溶巖的溶蝕裂隙、溶洞等儲(chǔ)水空間的不僅具有隱蔽性,在空間分布上還具有不均一性及隨意性,水文地質(zhì)專業(yè)技術(shù)人員依靠所掌握的專業(yè)知識(shí),從水文地質(zhì)角度判斷可能存在蓄水條件之后,是難以判斷地下水在可溶巖中穿流的路徑并捕捉到開發(fā)地下水的精準(zhǔn)井位。那么,采用水文地質(zhì)與物探工作兩方面相結(jié)合的方法,比如選擇適合當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件的地球物理勘探儀器、結(jié)合成熟的地球物理勘探方法(常規(guī)電法、高密度電法、甚低頻電磁法等),提升所圈定地下水開發(fā)靶區(qū)----鉆探孔位見水的概率。
4 廣西區(qū)巖溶區(qū)找水打井成效
4.1 廣西壯族自治區(qū)抗旱應(yīng)急響應(yīng)找水打井
2009年3月到5月,實(shí)施廣西壯族自治區(qū)抗旱應(yīng)急響應(yīng)找水打井,再大新縣工作區(qū),開展并完成1:10000的專項(xiàng)水文地質(zhì)調(diào)查461平方公里,為大新縣14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)移交了34口水源長年不斷、水質(zhì)干凈、清潔的合格人畜飲用水水井,累計(jì)鉆探進(jìn)尺3315.4米、水井出水量累計(jì)達(dá)11088m?/d。
4.2 廣西大石山區(qū)人畜飲水工程建設(shè)大會(huì)戰(zhàn)找水打井
2010年7月到2012年9月,實(shí)施廣西大石山區(qū)開始人畜飲水工程建設(shè)大會(huì)戰(zhàn)找水打井,共完成鉆探進(jìn)尺4099m,向當(dāng)?shù)卣平缓细袼?2口。
4.3廣西百色市抗旱找水打井工程
2012年10月到2013年5月,實(shí)施廣西百色市抗旱找水打井工程,克服工作區(qū)區(qū)域施工條件困難、水文地質(zhì)條件復(fù)雜〔如大楞鄉(xiāng)、泮水鄉(xiāng)一帶多為高山區(qū),且覆蓋層厚(大于50米),水位埋深也大(大于50米)〕等,在百色市右江區(qū)中、低山一帶(海拔高度在600~1000m)實(shí)現(xiàn)找水成井零的突破。完成右江區(qū)490平方公里1:1萬的水文地質(zhì)調(diào)查,累計(jì)完成施工進(jìn)尺8795.77m,向當(dāng)?shù)卣平缓细袼?8口。
4.4 廣西“十二五”農(nóng)村飲水安全工程找水打井項(xiàng)目
2013年6月到2014年12月,實(shí)施廣西“十二五”農(nóng)村飲水安全工程南寧市上林縣的找水打井工作,累計(jì)完成上林縣694.6平方公里1:1萬的水文地質(zhì)調(diào)查,共完成鉆探進(jìn)尺9308m,向當(dāng)?shù)卣平怀鏊繚M足設(shè)計(jì)要求的合格水井57口。
結(jié)束語:在巖溶高峰叢谷地區(qū)采用水文地質(zhì)條件分析進(jìn)行找水靶區(qū)的確定,然后利用音頻大地電磁測(cè)深法進(jìn)行儲(chǔ)水構(gòu)造的空間特性的精細(xì)刻畫,找準(zhǔn)井位,可大大提高工作效率與成井率。同時(shí),在井位的確定過程中,要依據(jù)物探測(cè)量結(jié)果,并結(jié)合當(dāng)?shù)貐^(qū)域的水文地質(zhì)條件避開儲(chǔ)水構(gòu)造的泥質(zhì)充填,降低成井的難度。
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