川东北红层区地下水赋存特征及影响因素——以达万铁路沿线车站供水工程为例

毛茂兵

（四川省地矿局成都水文队，成都 610072

达（州）万（州）铁路位于四川盆地东北边缘的高山—丘陵地带，区内沟壑纵横，地形复杂多变，背斜成山，紧密狭窄，向斜为丘，宽广平缓；出露地层岩性主要为志留系中统沙溪庙组（J2s）泥岩、砂岩和薄层粉砂岩以及下统自流井组（J1z）泥岩、砂岩及薄层页岩等，属红层区。所谓红层是指在大陆环境下形成的红色沉积层，主要以砂岩、泥岩等组成，局部夹有薄层粉砂岩、页岩等；红色为沉积物中高价氧化铁形成，显示在大气中受氧化作用。

为了保证达万铁路沿线十座新建车站的生产生活供水充足和安全，拟在以车站站房为中心、1km半径内寻找可靠的地下水水源，水量30～50t/d，水质满足国家相关规范。

通过对上述十座新建车站供水工程井位的选择、钻探岩芯揭露含水层位、抽水试验和水质检测等资料的分析、研究和总结，见下表，得出川东北红层区地下水主要赋存特征及影响因素，为川东北红层区或类似红层区内找水打井提供一定的指示意义。

1 地下水主要赋存特征

1.1 地形地貌特征

一般而言，宽缓槽谷或平坝地貌区内地下水富水性强，地下水水量稳定，井位宜选择在两沟交汇、洼地、强风化发育带；中低山沟谷、河谷地貌区内地下水分布受岩性和构造控制明显，井位宜选择在沟谷或裂隙发育带，地下水水量相对不稳定。

1.2 地质条件与地质构造特征

红层区岩性以砂岩、泥岩为主，一般而言，平坦地貌区位于向斜轴部，岩性以泥岩为主，岩层产状平缓，风化裂隙发育且发育深度可达 50m，为地下水的运移和存储提供了良好的空间；中低山地貌区位于背斜轴部或两翼，岩性以砂岩、泥岩为主，岩层产状陡，构造裂隙发育，地下水的补给、径流和排泄受岩性和裂隙所控制。

1.3 主要地下水类型及富水性特征

1.3.1 风化带网状裂隙水

红层（尤其是泥岩）长期裸露于地表，易风化，加之后期的构造改造作用，形成了一定深度的风化带，裂隙密集，贯通性好，在地貌条件适宜的地区（一般为宽缓向斜轴部，地形平缓开阔）形成风化带网状裂隙水，富水性好。

1.3.2 构造裂隙水

构造裂隙主要分布于背斜轴部或两翼砂岩层内，裂隙密度小，张开度较大，倾角较陡，通常以泉点的形式排出地表，但其埋藏深度不一，富水性变化大。

总体来说，风化裂隙、构造裂隙构成了区域基岩地下水存储、运移的空间，而裂隙又受区域地质构造的影响和控制，故地质构造是控制地下水形成和富水性变化的决定性条件；其次，地层岩性为地下水的赋存和运移提供了先决条件—物质基础，包括岩层的软硬程度、厚度、成层组合特征等；最后，同一地区的地下水径流系统与地表径流系统往往具有空间展布的一致性。所以，地形地貌既是岩性、构造及外营力地质作用的结果，同时又是接受降水补给的重要条件，地形地貌、地质条件、地质构造和地下水类型及富水性之间是协调统一、互为因果的。

达万铁路沿线十座新建车站供水井情况一览表

2 影响地下水赋存的主要影响因素

2.1 气候因素

川东北属亚热带湿润季风气候区，降水多分布在7-9月，10月至次年3月往往为枯水期，通过对上述水井水量的追踪查询，水井出水量在一定程度上与降水水量呈正相关。

2.2 岩性、裂隙和地貌因素

岩性、裂隙和地貌因素之间是协调统一、互为因果的，泥岩是区内主要含水地层，一般形成风化带网状裂隙水，水量稳定且丰富。砂岩一般形成构造裂隙水，富水性变化大，一般具有承压性质。地形起伏大，切割细小的地形不利于地下水的富集；宽缓槽谷或其交汇处往往是地下水的径流、排泄区，水量丰富。另外，地质构造如断层等决定了地下水的汇水区域和运移方向，岩层倾角位于5°-30°区域更有利于地下水的汇集，某些断层往往具有良好的导水性能，断层带内地下水水量稳定而丰富，是供水的理想区域，但其野外识别和井位选择是其难点。

3 结论

红层区地下水的赋存特征是由含水层自身条件及其所处的外部地质环境密切相关的，一般而言，岭、丘贫水，丘间沟谷、洼地富水，地下水的富水性主要受地形地貌、地质条件和地质构造、裂隙发育程度和气候等因素所控制，岩性、裂隙和地貌是协调统一、互为因果关系，只要掌握好其赋存特征及影响因素，对于水井井位的选择来说，往往可以达到事半功倍的效果。