岩溶区城镇建设对地下水供水源地的影响探讨——以贵州织金县城为例

李元林，宋小庆

(1.贵州省地质矿产勘查开发局111地质大队，贵州 贵阳 550008；2.贵州地质工程勘察设计研究院，贵州 贵阳 550008)

岩溶区城镇建设对地下水供水源地的影响探讨
——以贵州织金县城为例

李元林1，2，宋小庆1，2

(1.贵州省地质矿产勘查开发局111地质大队，贵州 贵阳 550008；2.贵州地质工程勘察设计研究院，贵州 贵阳 550008)

[摘要]通过分析贵州织金县城供水源地逥龙潭和四方井岩溶大泉的断流，认为处在地下水径流带上的工程建设是导致泉点断流的主要原因，在此分析的基础上，讨论了工程建设对织金县城岩溶区地下水环境破坏的机制，并最终提出岩溶区工程建设应注意的问题。对岩溶区工程的建设和地下水保护具有一定的借鉴作用。

[关键词]岩溶；城镇建设；供水源地；织金

随着社会经济的发展，城镇化的规模日益扩大，水资源短缺与水环境问题已成为制约全省大部分城镇建设和发展的瓶颈。城镇规模扩大将带来强烈的人为工程活动，干扰地下水系统，从而导致地下水环境遭受严重破坏，造成人居密集区地下水环境的恶化，一定程度上影响了城镇发展的可持续。

贵州省是我国碳酸盐岩分布面积最广、碳酸盐岩地层出露厚度最大、岩溶强烈发育的省区，碳酸盐岩分布面积12.9万 km2，占国土面积的80%以上。碳酸盐的大面积分布，造就了贵州独特的地质、水文地质环境条件，这使得地下水水源在贵州的城镇发展中面临巨大的危险。近年来，由于强烈的工程活动，贵阳市城区地下水位持续下降；安顺市在城市建设中，由于工程大量抽排水而致部分地区出现地面塌陷；由于工程建设的影响，织金县城两重要的地下水供水源地逥龙潭、四方井相断流。此类现象在全省各地的建设当中屡见不鲜，地下水的环境问题已成为当前城镇可持续发展所面临的一大难题。

1地质背景

1.1区域地质条件

织金县城位于贵州省中偏西部，处于乌江上游六冲河与三岔河交汇的三角地带，大地构造单元隶属扬子陆块鄂渝黔褶皱冲断带。小区域上，织金县城地处北北东向展布的珠藏向斜北翘起端，发育地层主要为晚古生代二叠系中上统，次为第四系，岩性以碳酸盐岩为主，仅在东部有少量含煤硅质陆源碎屑岩出露。

1.2区域水文地质条件

织金县城处在以珠藏向斜为储水构造的完整地下水系统内，其中系统东侧边界较复杂，北东侧以二叠系茅口组灰岩形成的岩溶地貌所构成的地表分水岭为界，南东侧以二叠系梁山组(P21)石英砂岩及泥页岩为界；西侧以二叠系龙潭组碎屑岩及断层为隔水边界；南部以二叠系峨眉山玄武岩及二叠系梁山组碎屑岩形成的寝室低中山所构成的织金河与三岔河之间的地表分水岭为界；北侧受织金断层的阻水作用而形成集中排泄区。根据织金县城及其周边水文地质条件，又将其划分为4个水文地质单元(图1)，其中织金县城涉及的为逥龙潭-四方井岩溶泉集中排泄地下水系统。

1、第四系 2、二叠系上统龙潭组 3、二叠系上统峨眉山玄武岩 4、二叠系中统茅口组 5、二叠系中统栖霞组 6、下降泉 7、地下河及出口 8、伏流 9、落水洞 10、岩溶地下水系统流域分水岭 11、地下水流向 12、岩溶地下水系统编号 13、逆断层 14、地质分界线 15、岩层产状

该系统处在织金县城及其南部区域，其中织金县城一带为系统地下水排泄区，逥龙潭、四方井两个岩溶大泉是该系统的主要排泄点。系统流域面积60.88 km2，其中碳酸盐岩分布面积57.17 km2、碎屑岩分布面积3.71 km2。地貌上以峰丛槽谷为主，高程1 300～2 053 m，槽谷高程1 300～1 600 m，槽谷发育方向主要受控于20°与120°两组裂隙，其中20°走向裂隙控制了区域内地下水的主径流方向。流域内含水岩组为二叠系中统栖霞-茅口组(P2q+m)，岩性为中厚层至块状灰岩夹燧石团块,地下水类型为裂隙—溶洞水。区内35%以上面积覆盖较厚第四系，植被较好，岩层裸露主要在织金河槽谷两侧及部分峰簇，按岩溶含水岩组埋藏条件可定为裸露—覆盖型，该类型岩溶水系统地下水动态变化较稳定，地下水调蓄能力强。受地形地貌及向斜构造控制，地下水自南西向北东径流，并最终由向斜两翼向织金河槽谷中汇集，以岩溶大泉的形式出露，槽谷中地下水位埋深较浅。

2逥龙潭、四方井断流及其原因

2.1逥龙潭、四方井断流

2008年10月6日，作为织金县主要供水水源的逥龙潭岩溶大泉断流，泉点出水高程下降3.2 m，原出水量200 L/s的泉点完全干涸。

2010年4月9日，四方井泉水浑浊，水位出现暴涨暴落现象，随即四方井突然断流。断流20余天后，四方井开始有水流出，但流量不足10 L/s。

2.2逥龙潭、四方井断流原因

2.2.1逥龙潭断流原因

在逥龙潭岩溶大泉断流后不久，其周边的瓦窑龙潭水位上升300 cm，水量由0 L/s增大至160 L/s；龙王泉水位上升17 cm，水量增大约40 L/s，两处泉点水量增加值与回龙潭泉水未断流前的流量基本相等。据调查，10月6日前织金县城未发生地震等地质灾害，但泉点断流的同时，其南部(逥龙潭南约500 m)的同辉花园建设项目施工导致大量混泥土漏失、其地面出现塌陷。由此分析，确定逥龙潭泉水断流原因为泉水上游的工程施工导致岩溶管道堵塞，最终致使逥龙潭岩溶大泉断流。

2.2.2逥龙潭断流原因

在四方井断流2 h后，位于四方井岩溶大泉径流带上的高层建筑基坑内出现塌坑(四方井岩溶大泉南侧约200 m)，塌坑平面上呈近椭圆状，形成的塌陷坑体积约500 m3，物质主要为红粘土。此外，该工地北侧基坑内之前曾出现多个塌坑。

由此分析，四方井岩溶大泉断流是由于地下水径流通道受堵而致，而地面塌陷的岩土体崩落则是径流通道受堵的直接原因。建筑工地虽施工出现漏浆现象，但由于方量小，不易短时间内固结，且地下水径流空间已有一定的规模，所以漏浆本身不会对地下水径流通道造成堵塞。

3工程建设对逥龙潭、四方井断流的影响

通过织金县城逥龙潭和四方井岩溶大泉断流的分析，认为均是由建筑工地地面塌陷所致，而该地面塌陷受多种因素耦合作用影响下，土洞顶板岩土体应力失衡而致。工程建设导致逥龙潭、四方井断流的机制如下：

(1)两岩溶大泉断流时间均是在我国西南地区大旱的2008-2010年间。在此期间，区内地下水位的大幅下降，使原来岩土层中受到的地下水浮托力逐渐减弱，从而造成附加力增加。

(2)地下水位的大幅下降，在地下空腔中形成负压，使得土洞顶板受力增加。

(3)注水造浆的下渗及地下水位的上下波动，引起溶洞顶板土层潜蚀、冲刷和掏空，致使溶洞顶板土层形成土洞或促使土洞规模扩大。

(4)冲孔桩的施工振动改变了岩土层中的原有应力平衡，而冲孔桩的反复振动则使振动波产生的力在岩土层中产生叠加效应，从而使处于极限稳定状态的土洞顶板土层、岩层结构破坏而最终致塌。

4岩溶区工程建设应注意的问题

(1)在岩溶强发育区，工程建设前，应采用水文地质调查、地球物理勘探及钻探等手段，查清建设区深部岩溶的发育情况。

(2)对于桩基础，当岩溶管道水平尺寸小于桩径的岩溶管道，可采取设桩跨越，如作穿洞处理，势必堵塞岩溶管道。

(3)对于桩基础，当岩溶管道水平尺寸大于桩径的岩溶管道，无设桩跨越条件的桩孔，揭穿洞隙达到持力层要求后，可采取下置钢管护壁后浇筑混凝土的措施。

(4)岩溶管道规模大，垂直方向深度大且成串珠状发育，地下水水量大，地基基础施工困难的场地，可采取调整建筑物布局，降低楼层高度的措施。

5结语

织金县城岩溶大泉的断流，凸显出了岩溶区城市建设与地下水保护间的茅盾，但此茅盾并非是不可解的，这需要政府管理部门加强管理。首先，应注重地下水资源开发利用规划与配置管理；其次，应重视地下水与城市化建设的可持续发展，在进行城市规划布局过程中，应高度重视区内的水文地质条件，在地下水主径流带应避免布局高层建筑；最后，加强岩溶强烈发育区，特别是岩溶区供水源地中建设工程的审批。

参考文献

[1]韩至钧,金占省，等.贵州省水文地质志[M].北京:地震出版社.1996.

[2]陈登齐,宋小庆.贵州省织金县四方井岩溶大泉断裂原因浅析[J].贵州地质.2012,29(2):94-98.

[收稿日期]2016-03-14

[作者简介]李元林(1966-)，男 ，四川内江人，工程师，主要从事水文工程和环境地质工作。 [通讯作者]宋小庆(1986-)，男 ，贵州龙里人，工程师，主要从事水文工程和环境地质工作。

[中图分类号]P641.74

[文献标识码]B

[文章编号]1004-1184(2016)03-0027-02