贵州都匀某工程水文地质调查与研究

王克颖

（贵州省有色地质勘察局物化探总队，贵州 都匀 558000）

1 工程概况

都匀市工程建设项目位于贵州省都匀市墨冲镇新坪村与河阳乡普林村交界处的鸡冠岩一带，距都匀市区直线距离约14km，项目周边有国道和高速公路经过，交通极为便利。本工程的服务范围为都匀市、三都水族自治县、独山县、平塘县的生活垃圾处理，工程运营年限为30年（含建设期）。

2 区域自然地理概况

都匀市地处贵州高原向广西丘陵盆地过渡的斜坡地带，地势总体北西部高、南东部低，最高点位于都匀北部的斗篷山（海拔1961m），最低点为基场乡的翁了寨出境处（海拔540m），最大高差1421m；区域上地形起伏大，切割强烈，主要有侵蚀构造、溶蚀—侵蚀、溶蚀地貌三大类；工程区属于溶蚀地貌，以峰从洼地为主，岩溶较发育。区内属中亚热带季风湿润气候区，多年平均降水量1446mm，最丰年1968mm（1977年），最枯年868mm（1962年）。都匀市地处长江流域与珠江流域之分水岭地带，北侧属长江流域沉江水系清水江支流，南侧为珠江流域红水河水系曹渡河支流及柳江水系都柳江支流，工程区属于珠江流域红水河水系。区域上出露地层主要有第四系、二叠系、石炭系、泥盆系，岩性主要为灰岩及、白云岩、泥质灰岩、石英砂岩及页岩等，局部地段见煤层或煤线。区域上位于川黔经向构造带南段，由一系列南北向箱状背斜、紧密向斜及同向压性断层组成，形成典型的隔槽型褶皱。

3 水文地质特征

3.1 地下水类型及富水性

调查区内地下水类型主要有碳酸盐岩类岩溶水、碎屑岩类基岩裂隙水和松散岩类孔隙水，各含水层富水特征分述如下。

（1）碳酸盐岩类岩溶水。区内碳酸盐岩大面积分布，地表可见落水洞、岩溶洼地、溶沟溶槽等发育，本次调查工作中为了研究深部岩溶发育情况，布置了3条物探剖面（高密度电法）进行探测，异常反演结果显示，场区深部岩溶较为发育，每条剖面上均有岩溶裂隙带和溶洞发育，规模大小不一[1]。石炭系上统黄龙、马平组（C2h+m）：岩性为厚层灰岩、白云岩，出露于场区西侧，岩溶地貌发育，富水性强，含水不均一。本次调查区内，未见泉点出露；根据以往勘察资料，场区外一口已施工的机井涌水量为1.24～277.86吨/天。二叠系中统茅口组、栖霞组（P2m+q）：为中厚层至块状灰岩，出露于场区范围西侧，岩溶发育强烈。

（2）碎屑岩类基岩裂隙水。赋存于二叠系中统梁山组（P2l）石英砂岩、页岩节理裂隙中，该组地层呈北东—南西向带状分布于场区中部，基岩裂隙水主要赋存于基岩强风化及弱风化带中上部，总体富水性弱。

（3）松散岩类孔隙水。赋存于第四系松散覆盖层中，第四系覆盖层广泛分布于场区岩溶洼地中，厚度3m～10m，地下水埋藏深度较浅，与地表水联系密切，受大气降水控制明显；在场地范围内主要为上层滞水和包气带水。

3.2 地下水补、径、排条件

（1）补给。通过野外调查发现，工程区位于区域上水文地质单元中的径流区，区内地下水主要受大气降水补给。场区内马坪组（C2m）岩溶含水岩组出露，该组地层岩溶较发育，大部分大气降水通过岩溶裂隙、岩溶漏斗、封闭洼地及洼地落水洞等途径直接补给地下水；小部分大气降水补给到第四系孔隙水中。

（2）径流及排泄。工程区地势上总体为北东高南西低，场区北部和东部分布有地表分水岭，场区位于水文地质单元的径流区；该水文地质单元范围内的最高点位于场区外北东部的一处山峰，海拔为1081.3m，最低处为场区外南部的桐水河河床，标高为843m，地下水从北东往南西方向径流（图1）。区内碳酸盐岩分布广泛，岩溶发育，溶洞、岩溶管道、溶蚀裂隙等较为发育，上述岩溶发育地段为地下水径流提供了通道，其中岩溶管道是区内地下水最重要的径流通道。

3.3 地下水渗流与弥散特征

场区部分区域有厚度较大的覆盖层分布，其中的包气带是污染物储存和运移的重要场所，为确定包气带的渗透系数，本次调查共进行了5组双环渗水试验，对试验数据进行数理统计分析后得出场区内第四系残坡积层渗透系数为2.72×10-5cm/s（0.023m/d），试验结果显示包气带渗透系数较小，为弱透水层。由于场区有污染源分布，故需确定区内地下水渗流速度，本次调查以钻孔ZK5为抽水主孔，以ZK2为观测看进行非稳定流抽水试验，并采用纽曼法和达西定律进行水文地质参数计算，经计算分析认为，区内地下水流向为北东往南西方向，含水层渗透系数为2.05m/d，给水度为0.165，马平组、黄龙组岩溶含水层渗流速度约为0.01m/d。

4 地下水现状评价与预测

（1）现状调查与评价。为了评价区域地下水环境质量现状，本次地下水环境调查与评价共采集地下水样5件，地表水样（河水）1件（采用位置见图1），其中地下水样分别来自场区附近的泉点样和ZK05、ZK06、ZK07钻孔水样，河流水样来自场区南部桐水河[2]。检测项目包括常见金属阳离子、阴离子以及硬度、总碱度、总酸度、PH值、色度等，共计32项。根据《地下水质量标准》（GB/TI4848-93）、《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006），采用单项指数评价方法对地下水质现状进行评价，限于篇幅，检测数据未列出。单项指数评价法评价过程如下。根据《地下水质量标准》进行各单项组分评价，划分组分所属质量类别；然后按表1的规定，对各类别分别确定各单项组分的评价分值Fi。

表1 单项组分评价分值

Fmax——单项组分评价分值F中的最大值。

n——项数。

根据以上两个公式求出综合分值F，然后对照规范中的分类标准（表2），最终确定水质检测结果等级，计算结果及水质评价结果见表3，经分析，调查区地下水水质好，均达到良好或优秀等级；而地表水水质中等，为较好等级。综上分析认为，调查区水质较好，均能达到II类水以上标准。

表2 综合评价分值

表3 调查区水质综合评价结果表

（2）地下水环境影响预测与评价。根据本工程的特点，工程建设及运营对地下水的影响主要分为三个阶段，即项目建设期、运行服务期、服务期满后；各阶段对地下水影响方式及影响程度不尽相同。其中，项目建设期的地下水污染源包括施工人员生活污水和施工生产排水。施工期间产生的生活污水、施工生产废水等数量较少，且及时的进行集中处理，加上施工期相对较短；因此，项目建设期间场地地下水遭受污染的程度微弱。该工程运行服务期间，在正常工况下，场地内废水径流管网及废水处理池中的污水会穿透防渗层进入地下水中，污染地下水。但由于调节池底部的防渗作用，渗滤液自然渗透量少，对地下水环境影响较小。在事故工况下，因污水大量进入地下水中，可能对区域地下水造成严重污染，主要污染物可能有重金属、二噁英、pH 超标、SS、CODCr、BOD5、NH3-N、大肠杆菌群等。因此，应加强运营期的管理，防止污染事故的发生。工程服务期满后，不再产生新的废水和固体废物，且应在项目关闭前严格按照相关规范，采取有效措施对前期剩余的污染物进行清除，并对局部污染区域进行恢复治理。因此，地下水在服务期满后遭受污染的程度微弱。

5 水文地质调查主要认识

本次调查工作通过地表调查、钻探、物探以及水文地质试验等多种手段，基本查明了工程区水文地质条件及其特征，并分析预测工程建设可能对工程区地下水环境的影响，主要取得以下几点认识：①区内地下水类型主要为碳酸盐岩类岩溶水、基岩裂隙水和松散岩类孔隙水，岩溶水含水层富水性强，但含水性不均一；地下水主要受大气降水补给，自北东往南西径流，地下水在低洼处以泉、季节性溪流等形式排泄；区内地下水动态类型主要为降雨入渗型，地下水灌溉型动态主要出现在潜水中，农田灌溉水对区内地下水位影响较大，每年雨季会出现水位高峰期。②工程区地质条件较为简单，水文地质条件中等；本次调查工作通过水质分析对区域地下水环境质量现状进行了评价，共采集地下水样5件，地表水样1件；水质分析结果显示，区内地下水水质好，均达到良好或优秀等级；而地表水水质中等，为较好等级；总体上调查区水质较好，均能达到II 类水以上标准。③③现场双环渗水试验成果显示，场区内第四系残坡积层包气带渗透系数为2.72×10-5cm/s（0.023m/d），渗透系数较小，为弱透水层；钻孔ZK5非稳定流抽水试验显示，场区内马平组含水层的渗透系数值为2.05m/d，给水度为0.165。④现场弥散试验结果表明，马平组含水层纵向弥散度为0.5m，室内弥散度一般在厘米级，在合理的范围内，，但由于尺度效应的存在，因此野外试验结果相比室内试验更可靠；结合抽水试验及弥散试验成果计算，岩溶含水层地下水流速约为12.42m/d。⑤工程运行期间，在正常工况下对地下水污染微弱；但在事故工况下，可能会对地下水造成严重污染；建议加强工程区防渗处理，并加强运营期的管理，防止污染事故的发生。