重庆市巫山县官渡河流域岩溶地下水分布富集规律初步研究

摘要：巫山县官渡河流域，行政区划上属巫山县，该流域干旱缺水极为严重。本文通过地质调查为基础，初步掌握了官渡河流域地下水的补径排特征及岩溶地下水的分布富集规律，为该流域的钻井取水提供了一定的参考价值。

关键词： 官渡河；流域；富集规律

中图分类号:TV 211 文献标识码: A

Distribution of Guandu River basin karst groundwater enrichment regularity in Wushan county,Chongqing

Huang Cheng

(Hydrogeology ＆ Engineering Team 208, Chongqing Bureau of Geological Exploration,Chongqing 400700,China)

Abstract：Guandu River Basin in Wushan County, the administrative divisions of Wushan County , drought and water shortage is very serious. Through geological investigation, preliminary control the supply- runoff- discharge characteristics ofGuandu River basin groundwater and the enrichment regularity of karst groundwater, which provide a certain reference value for the basin water drilling.

Key words: Guandu River ;Basin; enrichment regularity

1 引言[1]

巫山县官渡河流域，流域走向与构造线基本一致。该流域位于重庆市东北部巫山县境内，流域面积350km2,流域内岩溶区面积占到一半以上，地形起伏大，河流切割深，出现了山高水低的情况。碳酸盐岩为三叠系、二叠系地层，地下河、伏流沿构造线发育，规模较大，岩溶大泉沿大型溶蚀槽谷边缘出露，洼地、槽谷、漏斗、地下河天窗沿构造线展布。

官渡河流域农村人畜饮水极为困难，一般是在田角沟边及山头基岩浸水的地方开挖或水泥加条石衬砌成简易民井，饮用方式为挑水或塑管接引，在没有泉水或民井的地方，农村人畜饮水全靠地表水来解决。流域内缺水量1500万m3/a左右，常年缺水人数约16万人，缺水耕地约10万亩，缺水牲畜10万余头，缺水方向主要是农灌用水、农村人畜饮水及部分场镇饮水。

为解决流域农村人畜饮水问题，政府对此高度重视，由我单位承担巫山县官渡河流域岩溶地下水开发示范工程，通过野外水文地质环境地质调查、地球物理勘探等手段初步总结巫山县官渡河流域岩溶地下水分布富集规律，为该流域的钻井取水提供了一定的参考价值。

2自然地理概况

巫山县官渡河流域位于重庆市北东边缘，重庆市与湖北省交界地带。沪蓉高速路自西向东穿过该流域北侧。流域范围内县级公路和乡村公路四通八达，与高速公路和长江水路构成交通网络，交通便利。流域西起巫山县铜鼓镇，东至石碑镇；南起重庆界，北至长江。以官渡流域为中心，向四周延展，面积300km2。

巫山县地处亚热带湿润气候区，雨量充沛，日照充足，雨热同季，四季分明。春季多低温阴雨和寒潮；夏季长，气温高，降水丰富常有暴雨；秋季气温下降快，多阴雨；冬季短，气候温和少雨。多年平均气温18.4℃，多年平均降雨量1049.3mm。一年中降雨分布不均，主要降雨集中在5-9月，占全年降雨量的68.8 %。

流域水系主要为官渡河及其次级支流，官渡河属于长江一级支流。官渡河多年平均年流量8.24m3/s，年径流量2.597×108m3，年径流深度699.3mm，枯季流量1.78m3/s。最小流量210m3/s，平均纵坡降0.43‰。

3地形、地貌特征

巫山县官渡河流域南西高北东低，呈自南西向北东自然倾斜的“撮箕”状地形。区内最高点位于南西边界的红椿乡，高程1950m；最低点位于北东边界的建平乡长江河谷，高程75m，相对高差1875m，地形切割强烈，地形起伏大。区内山岭连绵、峰峦叠嶂、深沟险壑、峭壁频繁、岩溶发育、成层明显。地形地貌的基本轮廓明显受构造及岩性的控制，在褶皱轴部不论是背斜或向斜大部成山，翼部多呈谷。碳酸盐岩分布区沟谷两侧多为悬崖绝壁，远离河谷的山顶岩溶发育则起伏较小。

巫山县官渡河流域地貌主要为低山丘陵地貌和中山地貌。丘林地貌主要分布于该区中部，其间落水洞、岩溶漏斗密集且规模较大。中山地貌区分布在调查区的北东和南西侧，为较宽阔的溶蚀槽谷地貌区，与地形和区域构造线分布一致。

4地层和岩性

官渡河流域由老到新主要出露志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系等沉积岩地层，第四系地层零星出露。

岩性主要为薄至厚层石灰岩夹白云质灰岩，白云岩夹角砾岩，泥岩夹薄层粉砂岩，石膏层。三叠系岩层广为出露。其中含水层岩性以碳酸盐岩分布最广，厚度最大，面积247.08km2（包括纯碳酸盐岩和碎屑岩夹碳酸盐岩），占区内面积的82.36%。

5地质构造

巫山县官渡河流域地处大巴山弧，川东褶带，川鄂湘黔隆起褶带结合部，地质构造较为复杂。调查区属于川鄂湘黔隆起褶带。

齐曜山背斜以南，属川鄂湘黔隆起褶带，为八面山新华夏系弧形构造的一部分。构造方向为北北东至南南西向境内骡坪北部与大巴山弧交接。背斜南翼缓，倾角10～74°；北翼陡，倾角24～85°，局部岩层倒转。主要次级构造有齐曜山背斜、巫山向斜、横石溪背斜、官渡向斜、猫子山背斜、界向梁向斜、长梁子背斜、要槽门向斜、八阵图背斜等。

6岩溶水分布富集规律

6.1岩溶地貌类型和分布特征

官渡岩溶区的岩溶地貌类型主要有两种，分别为垄脊槽谷地貌、溶丘洼地地貌两种类型。

垄脊槽谷地貌主要分布于官渡镇官渡河流域长梁子背斜一带，槽谷发育于背斜的两翼，延伸方向与构造线一致，两翼槽谷不对称，南阔北窄，南低北高，山顶标高600～800m，南部槽谷标高一般300～350m，宽500～1000m，长20公里，地形平坦，有官渡河由西向东横贯槽谷。地表以上岩溶发育，地下岩溶不发育。北部槽谷标高一般800～1000m，宽200～300m，槽谷狭长且不连续。岩溶发育，槽谷内多有漏斗、落水洞及条形洼地分布。

溶丘洼地中山区主要分布于官渡向斜轴部一带，洼地四周陡崖耸起，高出邻区200-300m，向洼地中间标高逐渐降低，洼地标高一般在800-1000m左右，洼地内溶丘遍布，丘高50-100m，洼地内垂直岩溶发育，无常年性的水流，下部暗河发育。

6.2岩溶的区域发育规律

区内岩溶洞穴分布成层性较明显，岩溶发育规律大致可与各地文期夷平面相对应。

山盆区地貌在测区保留较普遍，共分为两个亚期，第一个亚期标高大致在1000-1200m，分布范围较广，地势平坦开阔完整，山顶多呈峰丛状或者溶丘状，山间盆地、洼地及为发育，盆地、洼地内发育大量的漏洞、落水洞、竖井、天窗等，地下深度100-300m范围地下岩溶管道及暗河发育，地面以上干溶洞不发育。该亚期典型的夷平面有官渡向斜轴部之洼地、水井湾洼地等。第二亚期标高大致在600-900m，该亚期的典型地貌分布较广，地貌特点多为峰丛洼地和峰丛谷底，地表漏斗、落水洞、竖井、天窗随处可见，地下岩溶管道及暗河发育，地表以上可见大型的干溶洞。亚期的夷平面，是测区一个主要的排泄基准面，也是一个地表水向地下补给的区域，因此在该区内泉水、暗河出口、伏流等较发育。

6.3岩溶地下水的补径排特征

大气降水是岩溶地下水的主要补给来源，碳酸盐岩分布区岩溶强烈发育。漏斗、落水洞、地下河天窗、洼地等负地形星罗棋布，调查区内主要发育在建平乡水井湾一带，为地下水的补给园。降水可直接经上述溶蚀负地形渗入地下，直接补给地下水；局部地段地表水补给地下水较明显。

在岩溶谷地地区，岩溶层呈负地形，两侧非岩溶层形成垄脊，裂隙水多以分散流流入或渗入岩溶层，为岩溶水的重要补给来源之一。岩溶山地、峡谷和嶂谷地区，由于地下溶蚀速度大于地表侵蚀速度，地下管道系统发育，多数横向溪沟或河流在岩溶层顶部或底部以伏流形式直接注入地下，特别是在枯水季节成为岩溶水的主要补给源。

调查区内北北东向褶皱发育，构成彼此平行的背斜、向斜。由于碳酸盐岩多分布于褶皱轴部，而翼部多出露碎屑岩及碎屑岩夹碳酸盐岩，致使了各背向斜构造自成水文地质单元，即使同一构造单元内，由于可溶岩与非可溶岩相间，地下水多沿构造线顺层运动。仅在局部地段由于受构造及地貌等条件的限制才作横向运动。

地下水与地表水互有补给，转化频繁，以碳酸盐岩地区最为典型。区内许多大泉、暗河常形成河溪的源头，同时河流、溪沟水又潜入地下，变为地下水，形成暗河或伏流。调查区太平寺暗河出口为岩溶水的一排泄口（响水洞），汇入官渡河中。

6.4地下岩溶管道的分布规律

地下岩溶管道主要分布于向斜轴部、背斜两翼及断裂带附近，地貌上为溶丘洼地、峡谷中山、沟谷与断块低中山，岩性为三叠系、二叠系的灰岩和白云岩。地下岩溶管道赋存岩溶管道水，是地下河的主要排泄通道，位于岩溶水水平循环带，在向斜轴部一带，其埋深一般大于200m，局部大冶组地层内，埋深小于100m。

6.5溶蚀裂隙孔隙的分布规律

溶蚀裂隙为构造裂隙溶蚀加宽而形成，主要分布于三叠系、二叠系的灰岩和白云岩地表，发育深度一般为几米至十余米，与下部岩溶管道构成双层结构含水层系统，而在地下水位带以下溶蚀裂隙不发育。溶蚀裂隙分布带岩性以白云岩为主，具有较为密集的裂隙网络，裂隙率大致为3%左右。局部地带有落水洞及残存的管道，构成管道-裂隙含水层，以岩溶裂隙水为主，局部存在管道水，地下水多在相对隔水层顶部以接触下降泉的形式流出，然后补给下部管道。

孔隙为岩溶发育的初期和早期阶段所形成的溶隙或溶裂微形态，主要分布于三叠系、二叠系的灰岩和白云岩地表，发育深度一般小于20m，而在地下水位带以下溶隙或溶裂微形态不发育。

6.6表层岩溶带的发育特征及分布规律

调查区内碳酸盐岩广布，且多为型岩溶地区，表层岩溶带较为发育，主要为溶蚀构造裂隙，经地表水、地下水溶蚀后，结构面改变了原有特征，常呈凹凸不平或波状起伏，宽度亦加大，一般为上宽下窄，构造裂隙在空间分布的方向、发育的频率基本保持不变，其宽度一般为1～5cm，最宽可达数十厘米，部分被粘土充填，频率2～4条/米，裂隙率1～5%。据调查，本区表层岩溶带的发育不但受岩性组合的控制，还因地形地貌及构造部位不同，其发育分布特征及区域分布规律各异。

表层岩溶带是由于地表浅层碳酸盐岩的强烈溶蚀，使得纯质碳酸盐岩在表层形成“犬牙交错”的地表岩溶个体形态或微形态。其形态特征受控于区域构造特征和溶蚀裂隙的分布特征，在地表形成纵横交错的溶沟，溶沟之间形成石芽，向下溶蚀强度逐渐减弱。表层岩溶带的结构，其上部为强烈溶蚀带，主要由原生构造裂隙在后期溶蚀作用下，不断加宽、加深形成，溶蚀裂隙上宽下窄。特别是产状平缓地带、山垭口地带，表层岩带相对较发育。

6.7表层岩溶泉的结构特征及分布规律

表层岩溶泉水的系统结构特征受岩性组合、地质构造、地形地貌、地表土壤植被的发育情况等多种因素影响。在表层岩溶带分布地段，地表在雨后无坡面流，但由于表层岩溶带的深度不大，一般为3～10m，因此，在大雨后可在包气带中一定部位出现季节泉或“自流泉”，甚至在山坡上的表层岩溶带中，埋深几米处见到小股水流动。其流量一般不大，多数小于1.0L/s,动态变幅较大，一般在数倍至数十倍之间，部分表层岩溶泉在枯季有断流现象，但具有较好的调蓄功能。

6.7.1岩性组合

表层岩溶泉的发育与岩层的可溶性密切关联，可溶性越强，岩溶泉的发育密度及泉水量就越大，在二叠系（P）地层发育最多，水量相对较大，其次是三叠系（T）地层，而在碎屑岩与碳酸盐交替发育的地层内，岩溶泉最不发育。

三叠系下统以中厚层灰岩、白云质灰岩为主，厚度大，岩性成份纯，为强岩溶化地层，地表以下溶解强，岩溶发育，有较多的落水洞，地下河，天窗分布。

二叠系以中厚层灰岩、泥灰岩为主，岩性成份较纯，岩溶较发育，有干溶洞，地下古河道。

总之，以灰岩岩溶最好，白云质灰岩、泥灰岩、灰质白云岩中等，白云岩最差。

6.7.2地质构造

表层岩溶泉主要发育于向斜轴部、脊状背斜两翼及断裂带沿线。如官渡向斜轴部宽缓，两翼分布志留系页岩，形成自然隔水边界，地下水补给条件好，地下水从翼部向核部汇集，在低洼处顺层或沿表层裂隙益出，表层岩溶泉发育。

6.7.3地形地貌

不同的地形地貌部位，表层岩溶泉的发育状况不同，主要表现在地形平缓部位、缓斜坡地带表层岩溶泉发育。

6.7.4地表土壤植被

地表的分布发育情况是表层岩溶泉发育的主要制约因素，在地表土壤层较厚，植被良好地带，由于土壤植被对水分的函养能力较强，增强了表层岩溶泉的调蓄能力，表层岩溶泉较发育。在地层产状较陡地带，土壤层较薄，植被稀少，降水以地表迳流为主，不利于表层岩溶泉的发育。

7结语

官渡河流域岩溶地貌发育分布特征受控于岩性、构造及地表水系的切割。碳酸盐岩岩性组合是岩溶地貌发育分布的物质基础，区域构造、新构造运动及地表水系是岩溶地貌发育分布的主要影响因素。区内碳酸盐岩分布广泛，但多数以本身的褶皱构造为一水力联系，发育程度具有与地貌相适应的成层性。总体岩溶地貌景观与区域构造轮廓基本一致，背斜多呈垄脊槽谷，向斜多为溶丘洼地。岩溶地下水丰富，但分布不均一，明显地受岩性与构造控制。地下水化学类型多为重碳酸钙型。地下水与地表水交替频繁，动态变化较大，主要接受大气降水的补给。

参考文献（Reference）：

[1]. 罗向奎,黄程,熊开治.重庆市巫山县官渡河流域岩溶地下水供水示范工程实施方案[R].重庆市地勘局208水文地质工程地质队,2012,12.