川南岩溶区地下水污染综合防治模式研究——以四川省古蔺县茅溪镇筲箕塘岩溶泉污染防治为例

施 羽， 廖军桥， 陈 洋， 肖 让 ，张发秋

(四川省煤田地质局一三五队 四川泸州 646000)

0 引言

川南地区岩溶分布广泛，地下水资源丰富，岩溶地下水是川南地区重要的生活生产用水来源，也是生态明文建设和可持续发展的重要保障。近年来，川南岩溶地区水质有逐渐恶化趋势，地下水污染事件频发，如何保护好岩溶地下水，防治岩溶地下水污染已亟待开展相关研究工作。

袁道先等完成西南岩溶石山地区重大环境地质问题及对策研究，归纳总结了西南岩溶石山地区存在的重大环境地质问题，并提出了相应的对策和建议[1]；夏日元等开展岩溶地区水文地质环境地质综合调查，查明了岩溶地下水资源开发利用潜力、建立典型石漠化区综合治理模式[2]；刘长礼等对中国南方岩溶地下水面源污染进行了风险评价并提出防控对策[3]；张军以等对岩溶地区人类活动的水文效应进行研究展望[4-5]；覃政教等对西南岩溶区矿山与水污染问题进行探讨并提出建议[6]；郑万模等对西南岩溶石山区地下水资源勘查与生态环境地质调查技术方法进行了探讨[7]；刘民生等完成四川(川南，攀西)岩溶石山地区地下水资源勘查与生态环境地质调查报告[8]；卢丽等将西南地区岩溶地下水系统污染模式归纳为4种类型[9]，为岩溶地区开展地下水防治提供了依据；李曦滨、于春勇等基于岩溶泉污染实例进行了分析研究[10-11]；王喆等、李燕妮等、郭永丽等和崔亚丰等则采用层次分析法、评价模型等多种方法，开展了不同岩溶地区的水污染风险评价，为当地岩溶地下水的保护和管理提供了依据[12-15]。

总的来说，目前岩溶地下水污染研究多集中于西南岩溶区，其中又以岩溶分布广泛的云南、贵州、广西为重点研究区域，针对川南岩溶区域地下水污染研究较少；另外，对于岩溶地下水污染研究多集中在污染物分布特征、成因解析、污染途径、污染模式、评价方法等方面，对于岩溶地下水污染综合防治方面的研究较少。据此，川南岩溶地下水污染综合防治模式探索研究工作亟待开展。

1 工作区水文地质条件

工作区内地层由老至新出露如下：中志留统韩家店组(S2h)砂泥岩、下二叠统梁山组(P1l)砂泥岩、中二叠统茅口组、栖霞组(P2q+m)石灰岩、上二叠统龙潭组(P3l)砂泥岩、上二叠统长兴组(P3c)石灰岩、下三叠统飞仙关组一段(T1f1)泥灰岩、下三叠统飞仙关组二至四段(T1f2-4)砂泥岩。

工作区含(隔)水层依次为：志留系韩家店组砂质泥岩及黏土岩和下二叠统梁山组砂泥岩及黏土岩为主的相对隔水层；中二叠统茅口组、栖霞组石灰岩为主的强含水层；上二叠统龙潭组砂泥岩为主的相对隔水层；上二叠统长兴组石灰岩及生物碎屑灰岩为主的岩溶裂隙中等含水层、下三叠统飞仙关组一段石灰岩及泥灰岩为主的岩溶裂隙弱含水层；下三叠统飞仙关组二至四段(T1f2-4)泥岩及砂岩为主的隔水层，如图1所示。

图1 地质剖面

筲箕塘岩溶泉位于上二叠统长兴组岩溶裂隙含水层。工作区内长兴组发育有多个落水洞及干岩溶，地表补给条件较好。筲箕塘泉点流量较大，地下水主要沿地层倾向运动，在遇飞仙关组相对隔水层阻隔后转为沿地层走向径流。

工作区内地表水的补给主要来源于大气降水，其次为地下水。大气降水后，一部分形成地表径流顺地形地势汇入溪沟，另一部分通过浅部风化裂隙、溶蚀裂隙或落水洞、竖井等渗入地下，补给地下水，地下水在含水层内沿地下暗河或连通管道、裂隙运移至地势低洼处，然后以泉、井的形式出露地表，补给地表水。

2 地下岩溶连通探查

采用专项水文地质调查、专项环境地质调查、地球物理勘探、连通试验、钻探、水质监测等综合勘查手段，基本查明工作区域岩溶地下水污染和连通情况，并以此为基础核心，开展地下水污染防治工作。

首先，从地质、水文地质角度出发对工作区内水文地质条件，主要对岩溶发育等不良地质体进行调查，对地下岩溶发育情况及其分布规律作出判断，并用于指导验证性物探测线施工布设。于2021年5月开展地面调查工作，通过调查，工作区域上二叠统长兴组灰岩内共调查发育落水洞9个、岩溶泉点1个(筲箕塘岩溶泉)、干岩溶1个，岩溶整体顺地层走向呈串珠状分布，单个岩溶发育规模较小，多发育于岩溶洼地底部，如图2所示，发育标高740～1 080m，埋深几十至百余米。根据调查结果，推测工作区域内上二叠统长兴组灰岩内发育岩溶管道1条，管道起于庙林街道，串联沿途落水洞，于筲箕塘泉点排泄而出。

图2 岩溶洼地及底部落水洞示意

其次，采用地球物理勘查验证地下岩溶管道在平面及空间上的相对位置。2021年6月开展物探勘查工作，垂直于推测岩溶管道方向布设3条音频大地电磁法勘探线，如图3所示。据解译成果剖面显示(图4)，E01剖面里程152m、中心点标高906m、距地表高程约157m处存在电性异常反应(R1)，异常呈扁平圈闭状低阻电性特征， 符合含水岩溶物性反应，解译为岩溶管道途经点；E02剖面里程134m、中心点标高825m、距地表高程约180m处存在电性异常反应(R2)，异常呈扁平圈闭状低阻电性特征，符合含水岩溶物性反应，解译为岩溶管道途经点；E03剖面里程150m、中心点标高780m、距地表高程约180m处存在电性异常反应(R3)，异常呈椭长圈闭状低阻电性特征，符合含水岩溶物性反应，解译为岩溶管道途经点。结合水文地质调查及物探成果，地下岩溶管道在平面相对位置如图3所示，空间相对位置如图4、图5所示。

图3 筲箕塘岩溶管道平面位置

图4 筲箕塘岩溶管道物探解译立面

图5 筲箕塘岩溶管道剖面示意

最后，通过水质检测确定筲箕塘岩溶泉点污染源种类，并追索调查岩溶管道沿线区域锁定污染源地表分布，为针对性开展地下水污染防治指明方向。2021年6月20日于筲箕塘岩溶泉点取水样进行检测分析。据水质检测结果得知筲箕塘岩溶泉污染源系有机物、无机物混合污染源，检测异常指标包括硫酸盐、总硬度、铁、锰、总大肠菌群等。其中，总大肠菌群指标远超标准限值。通过追索岩溶管道沿线区域，发现沿线存在场镇街道、酒厂、养殖场、老煤窑等多种制污场所。通过走访调查，发现以往庙林街道生活污水经处理后排向岩溶落水洞，养殖场污水和老煤窑黄矸水直排岩溶落水洞，酒厂生产污水偷排岩溶落水洞等情况，最终多种生活生产污水通过岩溶管道汇向筲箕塘岩溶泉，造成泉水污染，如图6所示。

图6 筲箕塘岩溶管道沿线污染源示意

3 综合防治手段

确定地下岩溶管道连通路径并锁定地表污染源后，采用综合手段对地下水污染进行防治。

1)从源头治，在场镇街道建设雨污分流管道及生活污水处理净化点，切断生活污染源；加强工业排污监管，岩溶发育区域可适当迁出重型污染企业，减少工业污染源；大力发展有机农业，减少农业化学污染源。

2)沿路径治，推进岩溶管道沿线区域农村垃圾集中处理工作，杜绝倾倒垃圾入岩溶洞穴或岩溶天窗；推进岩溶管道沿线区域规模以上养殖场建立污水三级处理池，减少养殖粪便污染；沿岩溶管道治理垃圾、固态污染物等已囤积的区域，尽力消除历史遗留污染问题。

3)守泉点治，对于已污染泉点，在泉点处建立污水处理站，净化污水的同时防范对于地表水系的二次污染。

4 防治模式建立

采用上述岩溶地下水污染防治流程对本次筲箕塘岩溶泉进行治理后，岩溶泉水质得到明显改善，治理效果明显。通过总结本次筲箕塘岩溶泉防治工作经验，探索建立了一套兼具适用性与可推广性的岩溶地下水污染综合防治模式，具体如图7所示。

图7 岩溶地下水污染综合防治模式

5 结论

本文以四川省古蔺县茅溪镇筲箕塘岩溶泉地下水污染防治为例开展岩溶地下水污染综合防治工作，岩溶地下水污染防治效果明显，通过总结本次防治工作经验，探索建立了一套兼具适用性与可推广性的岩溶地下水污染综合防治模式， 为地质条件相似的川南岩溶区地下水污染防治探索了一条可行之路。