云南华宁县盘溪大龙潭水文地质特征

张 贵，何绕生，王 波，张文鋆，周翠琼

(云南省地质环境监测院，云南 昆明 650216)

岩溶泉、地下河是岩溶地下水的天然露头，是重要的地下水供水水源。要保护和利用好水源地，需要正确认识水源地的边界条件。以往对岩溶泉、地下河的研究较为深入，以研究泉流量、水质动态变化特征为主[1-10]，论述边界条件的相对较少[11-15]。要准确圈定泉域边界十分困难，多数情况下采用地面调查综合分析的方法确定。盘溪大龙潭泉流量大，水质较好，是华宁县盘溪镇近3万人的饮用水源、近万亩耕地的灌溉水源，同时还是玉溪中心城区、通海县城、江川县城、华宁县城、抚仙湖周边严重缺水区域的抗旱应急水源，采用三级提水，总杨程943.28 m，提水工程管道、隧道全长150.838 km，年提水量7 013×104m3。但该泉研究程度低，因此，研究该泉的水文地质特征，对持续利用泉水资源具有十分重要的现实意义。本文通过收集资料，结合专题路线调查，对泉水的补径排条件作了深入分析，初步圈定了泉域边界，可为大龙潭泉水的保护开发利用提供科学依据。

1 地理地质概况

华宁县盘溪镇位于华宁县城东部。盘溪盆地近似椭圆形，面积21 km2，盆底海拔1 130～1 150 m，近南北向展布，南北长6 km，东西最宽3.5 km，南盘江纵贯盆地中部，自北向南径流。年均气温20.3 ℃，年降雨量850～950 mm。盆地东部主要发育有近北东向展布的大沟边河，河床纵坡22.5‰，为季节性河流。盘溪大龙潭位于盘溪镇新村村民委员会大龙潭村，距华宁县城52 km(图1)。

1-县驻地；2-乡、镇驻地；3-自然村；4-高等级公路； 5-公路；6-铁路；7-湖泊；8-河流及流向；9-研究区。图1 研究区交通位置图Fig.1 Traffic and location map of study area

泉域内主要出露泥盆系、石炭系、二叠系地层，以碳酸盐岩地层为主，少量第四系、古近系地层[16]。第四系为冲洪积(Qal+pl)黏性土、砂砾石层；古近系中统路美邑组(E2l)为砂泥岩、砾岩；二迭系峨眉山组(Pe)为玄武岩，阳新组(P1y)为灰岩、白云岩；石炭系大塘组(C1d)、威宁组(C2w)、马平组(C3m)为灰岩夹白云岩；泥盆系上统(D3)为灰岩、白云岩，局部夹泥岩，一打得组(D3y)为灰岩、泥质灰岩夹泥岩，中统曲靖组(D2q)为灰岩、白云岩夹泥灰岩、泥岩，宣武田组(D2x)为砂岩夹白云岩。区域上处于小江断裂与弥勒-师宗断裂的交接部位附近，断裂发育，以近南北向、北东向、北西向断裂为主，沿近南北向的断裂带常有Pe玄武岩分布，总体上为近南北向延伸的向斜。

2 系统边界确定

大龙潭系统边界划分，主要考虑地层岩性、岩溶发育特征、地形地貌条件，结合泉水出露情况，地下水的径流条件分析，大体可将泉域边界分为4段(图2)，圈定盘溪大龙潭泉域面积为386 km2。

2.1 西部覆盖区A-B段

盘溪盆地底部大寨-温水塘一带，主要出露有大龙潭泉、温水塘泉，二者相距2.09 km。2019年2月14日，温水塘泉流量187 L/s，水温29.7 ℃，电导率728 μs/cm，大龙潭泉流量4 115 L/s，水温20.1 ℃，电导率540 μs/cm。据此初步判断两个大泉属不同的地下水系统，结合盆地边缘出露地层、构造情况推测，两个泉水之间存在一条近南北向展布的隐伏断层，断层西部基底为宣武田组(D2x)砂岩夹白云岩，构成相对隔水边界，再结合大龙潭下游水渠中有气泡冒出与否的现象，进一步判断隔水边界位于新村附近。

2.2 西北部、北部B-C段

起于盆地边缘的绿豆庄，向北经洗马塘-大补蚌-石则坡-长岭岗-宜舍附近，地貌类型以侵蚀、溶蚀低中山为主，主要出露一打得组(D3y)灰岩、泥质灰岩夹泥岩，曲靖组(D2q)灰岩、白云岩夹泥灰岩、泥岩，路美邑组(E2l)砂泥岩、砾岩，地形切割较强烈，切深一般200～400 m，地表水系较发育，主要有大沟边、小河、大河等河流，河沟中有较大的泉水出露，分析判断地表分水岭与地下分水岭相重合，为泉域边界。

2.3 东部C-D段

自舍莫村-黑路-勒色-长冲-暮舍-大黑土村一带，为高原岩溶夷平面分布区，地形较平缓，海拨高程一般在1 800～2 000 m，大面积分布C1d-D3碳酸盐岩岩溶含水层，地貌类型主要为溶丘洼地、峰丛洼地，故该段地下水分水岭确定困难。由于东部弥勒、虹溪两盆地西部边缘Pe玄武岩呈条带状展布，且无大泉出露，推测地下水分水岭靠近弥勒盆地边缘。值得注意的是，弥勒盆地里方寨附近盆地底部高程1 370 m左右，虹溪盆地西部底部高程1 450 m左右，高出盘溪盆地230～310 m，弥勒、虹溪盆地边缘地下水具备向西补给盘溪大龙潭的势能条件，地下水有补给盘溪大龙潭的可能性，可能存在地表分水岭与地下分水岭不相重合的情况，有待今后进一步工作确定。

2.4 南部D-A段

自大黑土-石碑-大寨一带，地貌类型以侵蚀溶蚀低中山为主，地表分水岭以北地区，地势起伏较小，地貌组合形态以溶丘洼地为主，地表分水岭以南地区，受南盘江下切影响，形成多条贯通南盘江谷底的构造侵蚀溶蚀谷地，谷坡地下水总体向下游段南盘江干流排泄，分析判断该段地表分水岭与地下分水岭相重合，南盘江及其支流地表分水岭即为泉域边界。

3 地下水补径排特征

3.1 大龙潭成因

南盘江为盘溪盆地的最低侵蚀基准。盘溪大龙潭泉水出露于盘溪盆地东部边缘陡坡山脚下基岩与第四系冲洪积层接触带，泉口标高1 146 m，出露地层为泥盆系曲靖组(D2q)浅灰色块状粉晶白云岩，岩层节理裂隙发育，地层产状150°∠20°。泉域内含水层组类型以碳酸盐岩岩溶含水层、碳酸盐岩夹碎屑岩岩溶含水层为主，岩溶发育，洼地、落水洞发育，有利于降水的渗入补给。主要补给区位于盘溪盆地东部，区域上处于弥勒盆地、虹溪盆地、盘溪盆地的分水岭地带。大龙潭主要自东部山区接受大气降水补给，补给、排泄区最大高差1 004 m，补给最长路径可达20 km左右，地下水接受补给后以裂隙-管道流方式，总体上自东向西径流，在盘溪盆地边缘受第四系覆盖层及下伏砂岩夹层的阻隔后溢出地表成泉，为弱承压上升泉。因补给区岩溶裂隙发育，补排高差大、水位深埋，包气带厚度大，当降水在结构复杂的处于包气带的溶隙系统中向下渗流过程中，容易将溶隙中的部分气体带入地下水体中并向排泄区径流，因而造成泉水出口中含有大量气泡的现象。

1-松散岩孔隙含水层；2-碳酸盐岩岩溶含水层；3-碳酸盐岩夹碎屑岩岩溶含水层；4-碳酸盐岩碎屑岩互层岩溶含水层； 5-碎屑岩裂隙含水层；6-岩浆岩裂隙含水层；7-泉，右为流量(L/s)；8-温泉，右为流量(L/s)；9-季节泉；10-地下水流向；11-地表、地下水 分水岭及分段编号；12-地表分水岭；13-隔水边界；14-断层；15-地层界线；16-角度不整合界线；17-剖面线及编号；18-地层代号。图2 华宁盘溪大龙潭水文地质图(据1∶20万区域水文地质图修编)Fig.2 Hydrogeological map of Dalongtan, Panxi, Huaning (revised according to 1∶200 000 regional hydrogeological map)

3.2 地下水补给、径流特征

泉域内水文地质结构复杂，大致以舍莫-老寨-烟子寨一线为界划分为不同的补给区，东部为岩溶高原夷平面补给区，西部为盘溪盆地斜坡补给径流区，补给区内各地补给径流方式、补给强度差异较大。

东部岩溶高原夷平面补给区，海拔高程一般1 900～2 050 m，与盆底相对高差约800～900 m，最高点为中部的老黑山2 150.5 m，地貌类型以峰丛洼地、溶丘洼地为主，漏斗、洼地遍布，规模大小不一，发育密度一般5～15个/km2，洼地深一般20～100 m，洼地、漏斗周边基岩裸露，基岩溶隙发育，底部多数为残坡积红粘土覆盖，部分洼地底部发育落水洞。主要分布含水层为D2q、D3、P1y、C1d、C2w、C3m等灰岩、白云岩，局部出露玄武岩，无地表河流及规模较大的冲沟发育，地形封闭条件好，十分有利于降水的补给，降水补给强度大，降水除沿岩溶裂隙向下补给地下水外，主要是通过单个洼地汇流后再集中灌入补给地下水。此区域岩溶发育强烈，含水介质结构为岩溶裂隙-管道系统，地层蓄水条件极差，积水洼地、泉水鲜见，包气带厚度大，地下水以垂直渗透补给为主，推测地下水埋深大于500 m，地下水接受补给后，总体上自东向西、自北东向南西径流(图3)。局部碎屑岩中可见泉水出露，如舍莫老寨泉，出露在峰丛洼地区的洼地边缘上部，处于玄武岩与灰岩的接触带，据访问，该泉为1968年开挖长约300 m的平硐揭露的浅埋地下水，泉流量动态变化大，雨季常出浑水。2019年2月16日,偶测流量31 L/s，该泉旱季基本被当地全部开采利用，雨季大部分在树乃一带通过落水洞集中灌入补给地下水。

西部盘溪盆地斜坡补给径流区，总体地形坡度较陡，斜坡坡降约10%，山地海拔高程一般1 200～1 900 m，盆底标高1 140 m左右，地形自东向西、自北向南逐步降低。北部保云、大补蚌、芦柴冲、山后一带，主要含水层为E2l泥岩夹砾岩，D3y泥岩、泥灰岩、灰岩，D2q灰岩。地貌类型以侵蚀溶蚀低中山为主，峰丛洼地、溶丘洼地呈不连续的小片状分布，地表水系较发育，为大沟边河水系，旱季大部分河段无水流，局部沟谷中有小水流，如山后附近溪沟中流量约2 L/s，地表水蓄积条件相对较好，坝塘、小水库较多，较大的水库有保云水库。由于沟谷发育，降水除少部分通过裂隙下渗外，以形成地表径流为主，地下水补给条件相对较差，补给强度相对较小，局部可能还接受大沟边河的渗漏补给。地下水自北东向南西径流，由于碎屑岩夹层较多，岩溶水的径流常受其控制顺层径流。南部鱼他得、绿水塘等地，主要分布含水层为D2q、D2x、D1y泥岩、泥灰岩、灰岩、白云岩，地貌类型以峰丛洼地、溶丘洼地为主，洼地、漏斗发育，洼地深度一般小于50 m，由于碎屑岩夹层普遍存在，地表水蓄积条件相对较好，坝塘较多。串珠状展布的洼地常见，地形封闭条件好，降水补给强度大，降水除沿岩溶裂隙向下补给地下水外，主要是通过单个洼地汇流后再补给地下水。此区域含水介质结构为岩溶裂隙-管道系统，区内北东向、北西向发育的断层，具有导水作用，起到沟通不同含水层水力联系的作用，地下水以垂直渗透补给为主，推测地下水埋深大于100 m。地下水接受补给后，总体上自东向西径流。

1-灰岩；2-白云岩；3-砂岩；4-泥岩；5-粘土、砂砾石；6-玄武岩；7-断层、推测断层；8-地层代号；9-孔隙含水层； 10-碳酸盐岩岩溶含水层；11-碳酸盐岩夹碎屑岩岩溶含水层；12-碳酸盐岩与碎屑岩互层型岩溶含水层； 13-岩浆岩裂隙含水层；14-上升泉；15-推测地下水位线及流向。图3 盘溪大龙潭水文地质剖面图Fig.3 Hydrogeological section of Dalongtan, Panxi

3.3 地下水排泄特征

大龙潭曾经有7个出口，经改造后现状泉口为两个相连的水潭，大水潭水面面积5 840 m2，最大水深68 m，小水塘水面面积4 290 m2，最大水深3.9 m[17]，两潭内均有密集气泡冒出。泉口下游覆盖层为第四系冲积层，自泉口至下游长约1.25 km的灌渠河床底部冒泡现象较为明显，局部耕地中可见少量渗水现象，说明山前地带均为大龙潭泉域的排泄区，地下水具有承压性，大龙潭泉只是其中的集中排泄点。1978—1979年、2013—2014年动态观测，流量1.88～16.08 m3/s，年变幅约5倍，多年平均流量5.35 m3/s，旱季多年平均值3.2 m3/s，年径流量16 872×104m3，泉流量变化与降水关系较密切，流量峰值稍有滞后，约15～30 d，大龙潭流量一般6—10月较大，最大一般出现在7—8月，2—5月份较小，最枯月一般出现在4月底、5月初，雨季流量约占总流量的70%，流量的衰减明显可划分为先快、后慢两个时段(图4、图5)，α1衰减期流量衰减迅速，约70～100 L/d，主要排泄较大管道中的地下水，α2衰减期流量衰减缓慢，约13～15 L/d，以排泄细小裂隙中的地下水为主。

图4 大龙潭1978—1979年流量动态曲线图Fig.4 Flow dynamic curve map of Dalongtan from 1978 to 1979

4 水质特征

大龙潭水质较好，旱季水流清澈，雨季水流浑浊，水温年变幅不大。2014年10月对泉水作了常规的Ca2+、Fe2+、Mn、Pb等28项分析，pH=7.46，溶解性总固体320 mg/L，总硬度295.77 mg/L，水化学类型为HCO3-Ca型[18]，参照《地下水质量标准》(GB/T14848—2017)进行单项评价，除Fe2+为Ⅳ类外，其它为Ⅰ类和Ⅱ类。同时对苯、二氯甲烷等32项有机组分进行了分析，全部单项有机组分水质为Ⅰ类。

图5 大龙潭2013—2014年流量动态曲线图Fig.5 Flow dynamic curve of Dalongtan from 2013 to 2014

5 结语

(1)大气降水是大龙潭泉水的主要补给源，大沟边河等地局部地段存在河水补给地下水的情况。初步圈定泉域面积386 km2，可作为大龙潭持续利用、保护区划分的参考依据。

(2)大龙潭为承压上升泉，多年平均流量5.35 m3/s，泉流量年变幅约5倍，动态变化与降水关系较为密切。

(3)受工作精度的制约，东部峰丛洼地区边界的划定确定性相对较差，有待提高调查研究程度，进一步确定边界类型、范围。