贵州槽谷斜坡地带富水特征及岩溶水勘查开发——以务川县黄都断裂富水构造为例

汤自华

（贵州省地质矿产勘查开发局114地质大队，贵州 遵义 563000）

贵州槽谷斜坡地带富水特征及岩溶水勘查开发
——以务川县黄都断裂富水构造为例

汤自华

（贵州省地质矿产勘查开发局114地质大队，贵州 遵义 563000）

贵州务川县黄都为贵州斜坡槽谷地带的典型代表，区内缺水比较严重。由于受黄都阻水断裂的控制，在断层上盘一带的地下水异常丰富、水位埋藏浅，易于机井工程开发利用。通过对黄都断裂富水构造特征及机井工程开发利用地下水经验进行分析、总结，为该区及其它类似区域地下水开发提供了参考。

断裂富水构造；机井；地下水开发；黄都

黄都镇位于贵州务川县南西，距县城50km。黄都断裂富水构造区位于黄都镇南，汇水区总面积约49.1km2。该区地形北高南低，地貌组合类型以溶蚀峰丛槽谷为主，槽谷沿南北走向展布，地形呈低缓波状起伏。工作区地形总体向南平缓倾斜（图3），谷地宽一般650～1 500m，工作区内槽谷长约8 500m。槽谷两侧为峰丛斜坡，地形起伏较大，谷地标高820～900m，峰顶最高点1 455m（北东面“紫红坡”一带）。峰谷相对高差450～630m（图2）。区域内出露地层主要为寒武系、奥陶系、志留系及二叠系。寒武系地层以白云岩、泥质白云岩为主，奥陶系以灰岩夹泥岩，志留系地层以泥岩及砂岩夹灰岩、泥灰岩，二叠系以燧石灰岩为主。境内属中亚热带季风湿润气候，气候温和、四季分明、雨量充沛，年均气温15℃，年均降雨量1 282mm，蒸发量625mm。区内各行政村全部通公路，交通便利。

区内低洼处地表水系以季节地表溪流为主，流量小，易断流。是典型的斜坡槽谷地带岩溶干旱缺水区。区内人口主要沿谷地边缘聚居，有4个行政村，缺水人口达8 089人。

1 水文地质及断裂富水特征

区内谷地第四系粘土、亚粘土厚0.5～10.0m，属弱含水层，无供水意义。下伏寒武系中上统娄山关群（∈2-3ls）白云岩；中统高台组（∈2g）泥质白云岩及奥陶系下统桐梓—红花园组（O1t+h）灰岩、白云质灰岩岩溶发育，小型溶洞交织相连构成网状的含水空间系统，富水性中等至强，含水性较均匀，属溶孔—溶隙水。受地质构造及地形切割影响，区内地下水总体由北向南顺岩层走向径流。受槽谷中部南北走向黄都阻水断裂控制，地下水于断裂东盘一侧相对富集，断裂带至峰丛斜坡脚的槽谷一带为地下水的富集区，最终以岩溶泉的形式于断裂带附近呈串珠状出露排泄（图1）。

工作区在靠近 “黄都-张土溪”背斜轴部，岩石受构造张力的作用，较为破碎，节理、裂隙发育，储水空间丰富，利于地下水的运移及赋存。区内东西两侧峰丛斜坡地带为地下水主要补给区，向中部低缓槽谷地带低洼的槽谷区富集。中部低洼的槽谷区地下水较为丰富，利于钻井开采。

图2 贵州务川县黄都断裂富水构造水文地质A-A′横剖面图

图3 贵州务川县黄都断裂富水构造水文地质B-B′纵剖面图

区内断裂多为北东或南西向，其中黄都断裂为区内深大断裂，压扭性，逆断层，区内长约12.2km，走向近南北，倾向东，次生断裂发育，影响范围较宽。该断裂东盘相对富水并导水，西盘为相对阻水，沿断裂破碎带发育的岩溶泉，呈“串珠状”排列。富水盘岩层为娄山关群白云岩，岩层倾向南东东，倾角14°～27°，与地形斜坡为反向，有利于地下水补给及蓄存。2009年于黄都断裂富水盘一带布有6个“探、采”结合孔，全部出水，水量较大，单井日出水量为392.26～1 035.07m3（图1、图2）。

2 地下水勘查开发

区内主要部署了1∶5万水文地质、水文物探、钻探、水样采集等综合工程技术手段（图2、图3）。

2.1 1∶5万水文地质调查

调查面积90km2，通过工作主要查明区内碳酸盐岩类分布及其组合、岩溶发育规律、地下水的赋存特征、含水岩组及富水性、地下水资源的分布状况、开发利用条件以及可开采潜力，特别是槽谷及斜坡地带断裂发育规模及断裂性质，其是否具有导水及富水特征，找出断裂带富水及阻水区域，即断裂的破碎带及影响带，为水文物探、钻探圈定勘探孔位靶区。

2.2 水文地质物探

根据野外现场测试资料统计，测区内各岩、土体的电阻率参数分别为第四系土层ρ=30～60Ω· m；白云岩ρ=n×103～105Ω·m；地下水ρ=40～60Ω· m；裂隙发育带ρ=100～500Ω· m。物探工作垂直于槽谷走向（亦垂直于岩层走向）在拟选成井区布勘测剖面4条，2～3线剖面间距25m，3～4线剖面间距35m，2、3、4线剖面方向为110°，1线与2、3、4线垂直，方向为20°（图4）。

裂隙发育带的位置、走向及宽度：对称四极ρs平面等值线图ρ＜400Ω·m的低电阻率异常带解释裂隙发育带，即87/2～96/2、91/3～97/3、95/4号点之间和108/2～110/2、110/3～114/3、114/4～117/4号点之间两带，走向为北东～南西，根据地形和地质条件分析，108/2～110/2、110/3～114/3、114/4～117/4号点之间为地下水主径流带，宽度为5～15m。（图4）

图4 CK51探采结合孔水文物探工作布置、对称四极ρs品面等值线图（1∶1000）

图5 CK51探采结合孔水文物探联合剖面ρs曲线图和电测深ρs曲线图（1∶1000）

裂隙发育带埋深状况：2线综合剖面，对称四极和联合剖面ρs曲线在111～113号点为同步低电阻率异常段，其下部测深等ρs曲线呈“V”型低阻异常，揭示下部裂隙发育（图5）。3线的112/3号测深点揭示如下：AB/2＝1.5～4m段，ρ=60Ω·m，解释为土层；AB/2＝4～15m段ρ=∞，解释为完整基岩段，AB/2＝15～65m段，ρ=460Ω· m，解释为裂隙发育段； AB/2＝65～150m段，ρ=∞，解释为完整基岩段。（图5）

综合分析，3线112点位于平面低阻异常（地下水主径流）带上，且该点下部激电测深ρs曲线呈“U”型低阻异常，单支测深曲线有明显缓升段异常，是本场地较好的裂隙发育点位。结合水文地质条件，推荐成井孔位为3线112号点。

2.3 水文地质钻探

于区内黄都阻水断裂上盘的断裂破碎带及影响带布设了6口机井，成井率100%。钻孔孔深150.48～181.01m，静止水位2.60～28.70m，单井实抽涌水量392.26～1 035.07 m3/d，相应稳定降深为6.00～47.60m。地下水主要出水段在14.10～138.50m，出水段深度多大于40m，只有CK34及CK35钻孔上部存在少量出水裂隙段（14.10～19.30m）的位置稍浅，其余裂隙段出水发育位置较深，属深部循环的地下水，水量保障性较强。（表1、图2～3）。

表1 黄都断裂构造富水区机井工程基本情况一览表

2.4 水质评价

据区内机井水质分析成果资料显示，区内地下水呈无色、无味、透明，地下水水化学类型多为HCO3--Ca2+、Mg2+型水，唯有CK28号为型水。总矿化度306.21～425.32mg/L，总硬度291.68～390.48mg/L，pH值7.2～7.8，水温16～17℃，属中性低矿化度淡水，均属Ⅱ类水，水质良好，适宜各种用途（表2）。

3 地下水勘查开发效益评价

据实地调查及县水利局提供资料，区内缺水人口达8 089人，按用水定额70升/人·天计算，区内需水量达566.23m3/d。缺水严重阻碍了地方社会经济的发展及人民生活水平的提高，进而也是影响社会稳定的潜在因素。通过地下水资源勘查工作，区内布设6口机井工程全部成井，日涌水量达4 434.91m3/d，大大地满足了区内用水需求，按用水定额350m³/亩·年计算，同时可兼顾区内4 034.48亩，即268.97公顷农田耕地灌溉，使原来靠天收获的耕地变成了旱涝保收的良田，按500元/亩·年计算，可实现年201.72万元的收入。

在2009年秋冬至2010年夏秋百年一遇的大旱中及2011年炎热的夏季再次遭受大旱，地方政府充分利用CK28、CK29、CK34、CK35、CK50、CK51六口机井地下水，并投入抗旱大战中发挥了积极作用，区内6口机井工程的相互补充、交织利用，挽救了地方的经济损失，据黄都镇相关部门统计，在两年大旱中，挽回400余万元的经济损失。通过实施地下水资源勘查，为农村饮水安全工程寻找优质、清洁、可供开发的地下水源地取得了成功，在乡村地方建设发展中取得了良好的社会经济效益。

4 结论与建议

1）务川县黄都镇及周边村寨岩溶发育，是典型的岩溶石山区槽谷斜坡地带，枯水季节，地表严重缺水。由于受黄都断裂构造阻水盘的控制，在断层上盘东面的寒武系中上统白云岩分布区形成了地下水富集区，为该区岩溶水勘查开发奠定了坚实基础。

2）通过物探、钻探验证，区内寒武系中上统白云岩的岩溶发育深度主要为42～90m，100～140m两段，少部分小于20m。

3）通过水文地质调查、水文物探、钻探等综合勘查手段相结合，成功实施了机井工程，成井6口，

表2 区内机井水质分析成果表

续表2

成井率100%，日总涌水量达4 434.91m3/d，水质均为Ⅱ类水（良好），有效解决了8 089人的用水问题，并兼顾4 034.48亩农田耕地的灌溉，社会经济效益显著。

4）为有序、有效、合理的勘查开发利用地下水资源，建议加大基础性水文地质调查工作的投入力度。

5）加大引进新设备、新技术的力度，如压裂洗井增水技术及设备、跟管钻进技术及设备、引进核磁共振等技术及设备等，提高现代化找水技术水平。

[1] 中国地质调查局，中国地质科学院岩溶地质研究所．中国西南岩溶地区岩溶地下水资源开发与利用[M]. 北京：地质出版社，2006.5

[2] 韩至钧，等. 贵州省水文地质志[M]．北京：地震出版社，1996.

[3] 王宇，等. 岩溶找水与开发技术研究[M]．北京：地质出版社，2007.

[4] 王明章，等著.贵州岩溶石山生态地质环境研究[M]．北京：地质出版社，2005.

Water-rich Characteristics and Karst Water Exploration and Exploitation in Trough Valley Slopes, Guizhou

TANG Zi-hua
(No.114 Geological Party, Guizhou Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development, Zunyi, Guizhou 563000)

Landform in Huangdu, Wuchuan, Guizhou is characterized by typical trough valley slope which is seriously short of water. The Huangdu fault as a water-resisting fault develops in this region. The hanging wall of the fault is characterized by enrichment in groundwater easily exploited. This paper has a discussion on water-rich characteristics of the Huangdu fault and summarizes experiences in exploitation of groundwater here.

water-rich fault; exploitation of groundwater; Huangdu

P641．8

A

1006-0995（2014）02-0237-06

10．3969/j．issn．1006-0995．2014．02．019

2013-07-16

汤自华（1976-），男，贵阳人，助理工程师，主要从事水文地质、工程地质及环境地质工作