覆盖型岩溶矿区地下水流向的确定

[摘要]本文以来宾市石牙陶土矿区为研究对象，对矿区地形地貌、气象水文、地质条件、水文地质特征和相关资料的分析研究后，通过等水位线绘制来确定地下水的流向，从而可以知道矿区地下水的补给、径流、排泄条件。

[关键词]陶土矿 地下水 补给 径流 排泄 水位 等值线 流向

[中图分类号] P641.134 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-1-69-1

来宾市石牙陶土矿区位于岩溶峰丛谷地内，地表河流不发育，第四系覆盖层厚度较大，地表没有天然水点出露，矿区地下水的补给、径流、排泄条件无法确定。本文通过等水位线绘制来确定矿区地下水的流向，了解地下水补给、径流、排泄条件。

1矿区概况

1.1矿区概况

来宾市石牙陶土矿区面积为3.736km2，目前处在地质详查工作阶段，尚未开采。矿体最高标高为142.39m，最低标高为113.61m，底板埋深2.50-31.70m，矿体埋藏较浅，宜露天开采。陶土矿分布在泥盆系、石炭系岩溶峰丛谷地内，溶峰丛谷地开阔平坦，谷地相对高差10m左右，地形起伏不大。

1.2地层岩性

矿区上覆地层为第四系临桂组，岩性主要为红粘土、杂色粘土，富含铁锰质结核及褐铁矿颗粒，是矿区内主要含矿层位，厚6～31.7m，平均厚17.6m。

下伏地层为泥盆系融县组，岩性为浅灰色厚层状鲕粒灰岩、藻灰岩、砾屑灰岩、白云岩、白云质灰岩，上部鲕粒灰岩、藻灰岩，下部白云岩、白云质灰岩。厚度227～337m。

1.3地质构造

区域上矿区位于多个构造体系复合部位，褶皱和断裂发育。发育的褶皱有牛角塘～寺山背斜。发育的断裂有牛角塘逆断层、里化性质不明断层、寺山逆断层。

1.4矿体特征

矿床类型为风化淋积型陶土矿床，规模为大型。矿体在平面上分布边界弯曲，呈不规则状；在剖面上主要呈层状、似层状、透镜状；矿体产状与地形坡度基本一致，产状平缓为0°～10°，矿体产状和形态受基底岩层构造影响较小。矿体埋藏较浅，但大部分矿体在地下水位之下。陶土矿矿体长约3100m，宽约1600m，长度方向为东西向，面积达1.56km2，矿体厚度4.50～14.30米，平均7.55m。

2矿区水文地质概况

2.1气象水文

矿区属季风气候区，根据收集来宾气象局的资料，1957～1990年平均降雨量为1353.7mm。矿区内地表河流不发育，莲花水库位于矿区东面、石牙乡党村西北面，莲花水库正常水位约135m，水位标高变化为133.63～136.16m，年水位变化幅度3m左右。矿体最高标高为142.39m， 最低标高113.61m，大部分矿于水位之下。

2.2矿区含水岩组特征

矿区及其附近地层可划分为：松散岩类孔隙含水岩组、碳酸盐岩裂隙溶洞含水岩组。

（1）松散岩类孔隙含水岩组

该含水岩组分布于矿区岩溶峰丛谷地内，包含的地层为第四系临桂组，主要岩性为粘土。上部粘土层由于埋藏浅，孔隙发育，含孔隙水，水量贫乏。地下水接受大气降雨补给后，通过粘土的孔隙向下伏的碳酸盐岩裂隙溶洞水含水岩组径流，补给碳酸盐岩裂隙溶洞水。下部粘土层当粘粒含量较多及固结程度好的，地下水的渗透能力差，为透水性弱，属相对隔水层，其上的粘土层中在雨季时可形成小范围上层滞水。

（2）碳酸盐岩裂隙溶洞含水岩组

该含水岩组工作区内均有分布，岩性主要为中厚层状至块状灰岩、生物碎屑灰岩，局部夹白云质灰岩、白云岩和燧石灰岩。由于岩性较纯，有利于岩溶发育，矿区溶洞、溶井、岩溶泉、溶潭、地下河天窗等天然水点较发育。该含水岩组含裂隙溶洞水，地下水主要接受大气降雨补给。地下水化学类型主要为HCO3-Ca型，矿化度0.131-0.289g/L，矿区内岩溶地下水水量中等～丰富。岩溶地下水水位埋深较浅，一般3～10m，岩溶泉发育，地下水直接出露地表，泉水流量最大可达170L/s。矿区东南部还发育1条地下河枯水期流量891.46L/S。

2.3矿区地下水动态变化特征

根据长观资料，矿区内地下水位埋深一般在3～10m，地下水位年变化幅度一般在2～4m，矿区西面水位比东面的莲花水库高4m左右。莲花水库水位 133.63～136.16m，年水位变幅3m左右。从长期观测的结果看，矿区地下水水位变幅不大。

3矿区地下水流向

3.1矿区水位观测

矿区位于岩溶峰丛谷地内，地表河流不发育，第四系覆盖层厚度大，地表没有天然水点出露，矿区内岩溶地下水水量中等～丰富。矿区勘探施工的215个钻孔中有182个钻孔遇到地下水，为了解矿区地下水位变化特征，在矿体内选择11个钻孔做为长观孔，钻孔取样结束后，在孔内放入PVC塑料管保护孔壁，每5天监测一次水 位，观测时间为一个水文年。

3.2矿区水位观测

对矿区70km2范围内的天然水点、机井、民井逐一进行调查、访问，以了解各水点的分布位置、水位埋深、补给、径流、排泄及动态变化情况，并分别在丰水期、平水期、枯水期统一测量水位。

3.3绘制地下水等水位线

在统一时间内，对矿区内的水位长观孔，矿区的天然水点、机井、民井进行水位统测，然后把各种类型水点的坐标、水位标高输入计算机，利用surfer 8.0自动生成地下水等水位线。

3.4确定地下水流向

有了地下水等水位线分布图后，在垂直地下水等值线的地方标上地下水流向标记，我们就可清楚的看出地下水的流动方向。本矿区地下水接受北面和南面地下水补给，然后通过岩溶裂隙、溶洞向中部的矿区径流，南北两个方向的地下水在矿体一带汇合后，分别向矿体东、西两端径流。矿区东面地下水以泉的形式排汇出地表汇集于莲花水库，矿区西面地下水以泉的形式排出地表，汇入地表溪流。由此我们可以清楚的看出矿区地下水的补给、径流、排泄情况。

4结论

在覆盖型岩溶区进行矿区水文地质勘查工作时，利用矿区内的水位长观钻孔、矿区周边的天然水点、机井、民井进行水位统测，然后绘出地下水等水位线分布图，在垂直等水位线的方向标出地下水向，就可以直观的看出矿区及其地下水的流动方向。这种方法操作起来简单，可达到事半功倍的效果。

参考文献

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