贵州省地质矿产勘查开发局111地质大队 杨鹏程
对贵州省兴义市城区及周边地区的水文地质条件进行分析研究,可以更好地为区内地下水的勘查与开发利用、生态环境保护与城市基础设施建设等提供水文地质的基础依据。
兴义市城区及周边地区地势为西部高、东部低,总体呈阶梯状向马岭河倾斜,高程在1300m左右,气候属亚热带季风气候区,多年平均气温14-19°C,多年平均降水量1500mm左右,河流属珠江水系北盘江右岸的一级支流,碎屑岩分布区多沿构造线和岩层走向呈“树枝状”发育地表溪沟。
区内地层主要为白垩系(K)、三叠系(T)、二叠系(P)。区内的构造线方向主要为北东—南西向和北西—南东向,较大型构造有洒金-乐立向斜、洞上-垌底断层、东贡-卧嘎断层等。
区内地下水类型划分为溶洞-裂隙水(T1-2j4)、裂隙-溶洞水(T2-3f、T2l、T2g2、T1-2j1+3)、溶孔-溶隙水(T2y、T2g1)以及碎屑岩类基岩裂隙水(K2m、T3h、T3b、T3l、T1f、P3l)。
以相对隔水的碎屑岩或断层、地表分水岭、地下分水岭、阻水断层等为边界条件,区内地下水系统可划分为2个四级岩溶流域(马岭河流域、黄泥河流域)、5个五级岩溶流域、10个地下水系统(7个岩溶大泉系统、3个地下水分散排泄系统),见图1。
图1 岩溶流域及地下水系统划分图
区内水文地质条件最明显的特征是:中西部为碎屑岩的相对隔水层分布,基本呈南北走向展布,大气降水多形成坡面流,通过裂隙入渗后以点多量小的泉出露于地表。西面大面积出露灰岩地层,岩溶较为发育,大气降水及地表径流常以落水洞、竖井等对地下水系统进行灌注式补给,地表水与地下水交替较为频繁,多以岩溶泉等形式出露于地表;东面大面积出露白云岩地层,含水性较为均匀,大气降水多通过裂隙入渗补给相对均质的含水层,由于下伏关岭组弱隔水层的相对阻水作用及马岭河下切速度远大于区内地下水溶蚀面的发育速度,在兴义市及南东区域形成埋深较浅的地下水富集带,常以量小面广的下降泉出露于地表,且区内地下水水位远高于区内的马岭河排泄基准面。
从平面展布上看,受中西部碎屑岩隔水层以及断裂、地形地貌等控制,区内共划分为3个水文地质分区。Ⅰ区:北西面的灰岩分布区,地貌类型以峰丛洼地为主,北西向断裂构造极其发育,使得岩溶较为发育,地表发育落水洞、竖井等岩溶个体形态,地下水以管道流型式赋存,地下水埋藏较深且分布极不均匀。Ⅱ区:南面的白云岩分布区,岩层含水性较为均匀,富水性等级中等-强,区内为溶蚀谷地地貌,地下水埋藏深度浅,东、西部以碎屑岩作为隔水边界,形成相对圈闭的独立含水单元,分布有多处岩溶大泉。东面的白云岩分布区地形起伏相对较小、坡度缓,地下水埋深浅、地下水赋存较均匀,出露有岩溶大泉,亦有利于机井开采地下水。
从垂向分布规律来看有三个明显特征:第一是区内岩溶水垂向上分布与岩石地层的沉积相对应,主要赋存层位自上而下为三叠系中统地层。第二是区内各水文地质分区的岩溶水,受构造运动和地形地貌等控制,各区块之间存在分层,西北面地势较高,在断裂构造的作用下,岩溶水分布高程为1600-1800m,中部峰丛洼地区的岩溶水分布高程为1200-1400m。东部溶蚀谷地地区的岩溶水分布高程在1050-1200m。第三是同一区块内的相同含水层,受岩溶发育的强弱差异,亦存在地下水垂向上的差异。
1.地下水物理性质
区内出露的泉点及钻孔,地下水水质通常为无色、无味、无嗅、透明状态,雨季时岩溶大泉有暂时的浑浊现象;地下水水温较为恒定,常年保持在15-19℃,为冷水,物理性质良好。
2.地下水化学特征
区内地下水pH值范围7.04-8.0,总体属中性水,少数为弱碱性;地下水矿化度为136-1231.17mg/l,为低矿化度的淡水;总硬度(以CaCO3计)为138.2-979.24mg/l,为软至中硬水;
区内地下水以HCO3--Ca2+·Mg2+水为主,局部为HCO3-·SO42--Ca2+·Mg2+水,多为杨柳井组的白云岩地层,地下水水化学类型与分布的地层岩性有关。大部分水样的“三氮”指标在《地下水质量标准》(GB/T14848-93)Ⅲ类水范围内:NO3-为0.1-65.1mg/l、NO2-为 0-5.005mg/l和 NH4+为0-0.8mg/l,个别水样出现超标现象,主要受村寨的生活、农业污染所致。
通过对区内25处地下水天然出露点及37口钻孔水质进行质量评价,在地下水物理化学性质分析的基础上对地下水质量类型进行划分并作出综合评价。
地下水质量评价采用单项组分评价及综合评价两种方法相结合来进行,评价采用的标准为《地下水质量标准》(GB/T1484-93),参评因子选取Fe、NH4+、Cl-、SO42-、F-、NO3-、总硬度(以CaCO3计)、阴离子合成洗涤剂、氰化物(CN-)、挥发性酚类(以苯酚计)、溶解性固体总量、NO2-、Pb、Zn、Cd、As、Cr6+、Hg、Mn、pH,共计20项指标。
经过分析评价,达到Ⅱ类水标准的样有53组,这类水可以用做各种用途;评价结果为Ⅳ类水的有9组,这些样品位于生活区内,水质中出现超标的离子主要是NO2-、NO3-;此外还有一组水样评价结果为极差(V),为一口钻孔,水中SO42-、总硬度、溶解性总固体、F-严重超标,不能作为生活饮用水源。总体上,工作区内的地下水质量总体状况良好,水质较差的地下水主要分布于村寨及兴义城区周边水环境状况较差的地方。
贵州省兴义市城区及周边地区的地下水类型可划分为溶洞-裂隙水、裂隙-溶洞水、溶孔-溶隙水、基岩裂隙水。地下水补径排特征为:中西部多分布碎屑岩,地下水多以点多量小的泉出露于地表;西南部以灰岩为主,大气降水及地表径流常以落水洞、竖井等对地下水系统进行灌注式补给,多以泉的方式出露;东部大面积出露白云岩地层,大气降水多通过裂隙入渗补给相对均质的含水层,由于下伏关岭组弱隔水层的相对阻水作用及马岭河下切速度远大于区内地下水溶蚀面的发育速度,在兴义市及南东区域形成埋深较浅的地下水富集带,常以量小面广的下降泉出露于地表,且区内地下水水位远高于区内的马岭河排泄基准面。
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水文地质是地质学分支学科,指自然界中地下水的各种变化和运动的现象,它主要是研究地下水的分布和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。
随着科学的发展和生产建设的需要,水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。近年来,水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透,又形成了若干新领域。