浅谈在西南岩溶地区寻找地下水的方法

摘　要　在阐述西南岩溶地区地质和水文特征的基础上，分析在该类地区寻找地下水的必要性和可行性，对寻找地下水的国内外主要研究方法进行了综述。并指出了这些方法存在的问题与未来研究的主要方向。

关键词　岩溶　地下水　遥感　综合物探技术

中图分类号：P641.72 文献标识码：A

我国的西南岩溶地区总面积约78?04km2，是世界上碳酸盐岩连片分布面积最大的岩溶石山区，其中碳酸盐岩分布面积约为40?04km2，占总面积的50.689%。地下河和岩溶大泉发育，是西南岩溶地区岩溶水文地质最显著的特点之一，该地区岩溶水天然资源量约为1856亿m3/a，占地下水天然资源总量的81.75 %。但喀斯特地区地表异常缺水，对人们生活和工农业生产构成了严重威胁。这种缺水是由特殊的地质作用造成的，是一种地质现象，寻找岩溶裂隙带或地下岩溶管道是解决岩溶山区缺水的关键问题。

1 西南岩溶地区地质、地下水特征

1.1 岩溶地区地质地貌特征

西南岩溶地区地层以碳酸盐岩为主，总厚度可达3000~l0000m，以泥盆系、二叠系及三叠系中下统为主。由于气候湿热、降雨丰沛，岩溶作用强烈，溶孔、溶隙、溶洞及地下暗河十分发育，地表水常漏失为岩溶地下水。碳酸盐岩地区以纯性灰岩、白云质灰岩等为主，且纯性灰岩属脆性岩石，在构造应力的作用下，极易形成大量的裂隙带，这些裂隙带是地下水贮藏的最有利部位。

1.2 岩溶地区地下水特征

岩溶水是指赋存于可溶性岩层的溶蚀裂隙和洞穴中的地下水，其最明显特点是分布极不均匀。大气降水通过溶斗、落水洞、裂隙溶隙下渗补成为岩溶区地下水的主要补给来源。岩溶水的排泄受地形及构造条件控制，集中于地势低洼处或阻水断裂、岩层界面处漏泄。无论是岩溶潜水或岩溶承压水都有相当大的接受地表水补给的能力，因此石灰岩山区不仅缺乏地表水，而且地下水露头也很少，常表现出严重的“缺水”景象。

2 西南岩溶地区寻找地下水的重要性和可行性

2.1 寻找地下水的重要性

在西南岩溶分布区，工农业需水和人畜生活缺水现象十分明显。特别是近些年来西南地区持续的严重旱情，给人民生活生产和社会经济造成了巨大的损失。鉴于西南岩溶石山地区地下水资源的丰富和地表水缺乏的现状，有必要重视岩溶分布区地下水的勘查和开发利用。合理开发和利用地下水资源，将有效解决缺水地区饮水和缺水农田灌溉等群众最迫切需要解决的问题。

2.2 寻找地下水的可行性

在西南岩溶山区，由于气候湿热、降雨丰沛，岩溶作用强烈，溶孔、溶隙、溶洞及地下暗河十分发育，大量的地下溶蚀空间吸收和流失了大部分大气降水，地表水常漏失为岩溶地下水。地下水的开发是对地表水供水不足的有效补充，从社会效益、经济效益、还是环境效益上，岩溶地下水的开发均有着显著的优势，可以解决西南山区分散性居住的广大农村缺水问题。

3 在西南岩溶地区寻找地下水的常用方法

在西南岩溶地区的很多地方，地表水缺乏，岩溶水又埋得很深，虽然岩溶含水层的富水性总的来说是较强的，但是含水极不均匀。地下是否富集地下水，必须根据不同地层岩性、地形地貌、地质构造等特征提供依据。目前，在西南岩溶地区，常用的方法主要有三种：经验法、遥感技术和综合物探技术。

3.1 经验法

大气降水对碳酸盐岩的溶蚀、侵蚀作用，塑造了岩溶地貌，不同运动方式的地下水产生了不同的岩溶景观，因而，区域性岩溶地貌组合特征就必然在一定程度上反映了区域性岩溶潜水的运动特点，其中也包括了它的埋深。依据以往的经验，岩溶区的地下水在垂直剖面上，强含水带一般位于浅部岩溶，弱含水带一般位于深部岩溶；在水平分布上，岩溶水的强含水带一般呈条带状，沿褶皱的轴部、断层破碎带、可溶岩与非可溶岩接触带上分布。经验法一般只适用于浅埋藏区寻找地下水。

（1）根据岩溶地貌标志寻找地下水。在溶丘谷地、峰林谷地、峰丛浅洼、峰丛谷地等组合类型分布区，岩溶水埋深一般小于50m。特别是埋藏浅区的富水区，岩溶泉、地下河较多，岩溶潜水埋深一般小于10m，并常以岩溶潭或地下河天窗等形式出露。在顺地下暗河方向，地表有溶井、漏斗、落水洞、进水点、出水点、串珠状分布的洼地、干谷以及出水遗迹。

（2）根据岩性组合特征，寻找岩溶水。发育强烈的岩溶一般位于可溶岩与非可溶岩的接触带上，在外来补给条件有利情况下往往能够富集丰富的地下水。在无地下水出露地区，可在区域水文地质调查基础上，在有较好补给条件的地区，根据地下河管道发育最佳途径原则，配合洼地分析法寻找浅埋藏地下河。当可溶岩夹在非可溶岩岩层之中，一般就形成层间岩溶含水层。①

3.2 遥感技术

遥感技术作为宏观、综合、动态、快速监测和评价自然资源的有效手段，在快速、大面积调查地下水资源中发挥着重要作用，为地下水资源调查和监测提供新的探测手段。目前，遥感应用于西南岩溶地区找地下水主要有两种做法：第一种方法一般用于找碳酸盐岩和基底岩区的含水层。在这些部位，地下水运移的特点是水沿裂隙流动，图像上能反映地下水信息的一般就是断裂对应的一些线性体，地下水的高产部位与线性断裂或两组断裂交汇部位呈正线性相关；第二种方法是将遥感影像的信息与其它信息综合起来，制作成水文地质专题图，为寻找地下水提供依据。

3.2.1 遥感线性构造分析

遥感线性构造是地质构造场在地球表面和光谱特征上的反映，线性体量化分析可以为地质构造分析和地下水预测提供许多有用的信息和佐证。②在西南岩溶区，研究线性体的实际意义较大，这类岩区中的地下水主要存于断裂产生的次生透水空间。碳酸盐岩区的节理和断层与原生裂隙易遭受溶蚀作用，经过一定的时间后，含水层的导水性就增大。在成熟的块状灰岩中的裂隙可增大到其足以使地下水发生湍流，断裂密集发育的岩区，由溶蚀作用产生的空间大小变化较小、也比较均匀。断裂含承层的特点取决于断裂的强度和其分布，张开和闭合特点、两个裂隙之间的相互连通及贮水带特点。通过这些断裂发育区在地表特征上的线性体反映，利用遥感影像进行解译、分析，找到富水区的可能位置。③