贵州省岩溶山区区域地下水资源量计算分区探讨

陈 犇

(贵州省地质矿产勘查开发局111地质大队，贵州 贵阳 550081)

0 引言

自1982年至今，贵州省先后进行过6次[1-6]较为系统的地下水资源计算评价，分区成果亦有传统的两个大区、六个亚区和47个计算块段，以及最新的两个流域、165个地下水系统。如何科学的、系统的划分出贵州省岩溶山区区域地下水资源计算分区，对区域地下水资源评价具有重要意义。传统按隔水层分布、地质构造单元、“完整的水文地质单元”等原则进行划分，局限性较大。文章充分利用大量、最新的水点流量[7-11]、钻孔涌水量以及近代贵州省岩溶山区水文地质研究的数据资料，从贵州省岩石沉积环境和构造运动的地质背景条件[12-13]出发，结合贵州省无平原支撑、地形起伏变化剧烈、河谷切割强烈、岩溶发育、含水介质组合类型多样、地下水补径排和赋存差异性大等岩溶山区独特的水文地质条件，提出贵州省岩溶山区区域地下水资源计算分区边界、类型、编码和水文地质参数确定的原则。

1 计算区概况

1.1 自然地理

贵州岩溶面积占全省国土总面积的71.7%，区内地处亚热带湿润季风气候区，雨量充沛，年平均降雨量在1 100～1 300 mm。省内处在云贵高原的东部，总体地势西高东低、东西三个台阶，并以乌蒙山及苗岭为分水岭的长江流域、珠江流域的支流，切割程度大，形成无平原支撑的斜坡山地地形。

1.2 碳酸盐岩分布

(1)平面上，碳酸盐岩平面分区显著。三叠系碳酸盐岩主要分布在黔西北、黔中、黔西南3个区域，黔西主要分布为二叠系碳酸盐岩，石炭系和泥盆系碳酸盐岩主要分布在黔南，黔北主要为寒武系碳酸盐岩。(见图1)

1-第四系 2-白垩系 3-侏罗系 4-三叠系 5-二叠系 6-石炭系 7-泥盆系 8-志留系 9-奥陶系 10-寒武系 11-青白口系 12-分区界线 13-省会 14-地名

(2)垂向上，碳酸盐岩垂向分层突出。自上而下，碳酸盐岩主要分布在：中下三叠系的石灰岩、白云岩，中二叠系的石灰岩，石炭系、上泥盆系的白云岩、石灰岩，下奥陶系、上寒武系的白云岩，中寒武系的石灰岩，以及震旦系灯影组的白云岩。

1.3 地下水系统

据笔者所知，目前国内外还没有明确的岩溶地下水系统分类方案。王明章根据贵州省岩溶山区地下水的赋存、水动力条件及排泄方式，将贵州省的岩溶地下水单元划分为表层带岩溶水系统、集中排泄岩溶水系统和分散排泄岩溶水系统三种，集中排泄岩溶水系统进一步划分为了地下河系统和岩溶大泉系统。

2 地下水资源量计算分区原则

2.1 边界确定原则

(1)一、二、三、四级系统均以完整的地表河流域分水岭为界。

四级地表河流域是水利部门按照地表水汇集情况进行划分的，在方便行政部门管理的同时，亦考虑了地下水补给、径流和排泄的流动系统统计。该原则突出流域的完整性，亦是新时代河长制、流域生态管理的迫切要求。

(2)第五级流域边界和地下水系统边界为隔水边界、地下水分水岭、地表水分水岭、构成当地地下水排泄基准面的地表河流、以及其他边界。

该原则是在四级地表河流域的基础上，加入了相对隔水的碎屑岩边界和相对隔水断裂构造边界的含水系统边界，以及地下水分水岭、地下水排泄基准面的地表河流、其他边界等流动系统边界，进一步细化了计算分区。

如汪家大井岩溶大泉系统和永乐堡分散排泄系统受大冶组第一段(T1d1)、大隆组(P3d)和合山组(P3h)碎屑岩隔水层作用，垂向上形成了二层结构。二者均是具有独立的补径排条件的地下水系统，且水文地质参数不同，在地下水资源计算时应予以划分开来单独计算。(图2)

图2 永乐堡复式向斜地下水系统垂向划分图

2.2 计算分区类型确定原则

2.2.1 以地下水系统类型为计算分区类型确定原则

根据每个五级流域内的碳酸盐岩裸露情况、地下水类型、含水岩组、含水介质组合类型、隔水层、地下河、岩溶泉及地下水机井分布特征、以及储水构造条件等情况，按“以集中排泄为主的地下水系统”和“以分散排泄为主的地下水系统”进行分类，“以集中排泄为主的地下水系统”亦可进一步分类为“以地下河为主的地下水系统”和“以岩溶大泉为主的地下水系统”。

以集中排泄为主的地下水系统，主要分布在峰丛洼地的斜坡区，以石灰岩为主，岩溶含水介质组合类型以溶洞-管道、裂隙-溶洞为主，地表落水洞、洼地、漏斗、地下河入口等岩溶发育，补给和排泄多为集中式，地下水径流多呈“孤立的”管道流，地下水动态多为不稳定型和极不稳定型。该区域以地下河出口为主，地下水开采井数量少。可见，该类型地下水计算分区的大气降水入渗补给系数较大，地下水径流模数变化大。

以分散排泄为主的地下水系统，主要分布在丘峰、溶丘的谷地或盆地区，以白云岩为主，岩溶含水介质组合类型以溶孔-溶隙为主，地表岩溶主要为溶蚀裂隙、洼地，少有落水洞、洼地、漏斗、地下河入口等大型岩溶个体，补给和排泄多为分散式，地下水径流多呈“均匀的”分散流，地下水动态多为稳定型和较稳定型。该区域适宜地下水开采井开发，成井率高。可见，该类型地下水计算分区的含水层给水度较大，地下水径流模数变化小。

2.2.2 实例

以贵州黔南的大小井地下河系统为例：该地下河系统是贵州第一大地下河系统，位于贵州高原向广西丘陵过渡的斜坡地带，地势总体特征表现为北高南低、地形切割强烈，地貌类型主要为峰丛洼地、峰丛槽谷、丘峰洼地等，该系统位于高坡场背斜核部，含水岩组包含了下三叠系、中二叠系和石炭系的石灰岩，以及上泥盆系的白云岩，岩溶含水介质组合类型为溶洞-管道、裂隙-溶洞；地下水由北向南径流，由38条伏流明暗交替出现、呈“树枝状”展布，流域汇水面积2 032 km2。地下河系统主管道和总出口均沿近南北走向的背斜核部展布(图3)。

2.3 计算分区编码及水文地质参数确定原则

(1)计算分区代码的确定遵循地表河流域编号的原则。即在五级流域编码的基础上进行，即在五级流域编码的尾部加两位数(如H010120-1-1、H010120-1-2、…)。

(2)水文地质参数的确定宜根据所求不同分区类型、不同资源量而定。

“以集中排泄为主的地下水系统”的排泄量宜以整个系统为基础单元。如大小井地下河系统接收大气降水补给主要方式为多直接注入，具有补给迅速，排泄集中，水量增、减快、动态极不稳定的特点，系统地下水排泄量应取总排泄口的水量，以避免资源量重复计算。

不同类型地下水系统的大气降水入渗系数差异性大，水文地质工作程度低的地下水系统，该参数选取应以系统类型一致、地貌水文相仿、水文地质条件类似为参考对象。

“以分散排泄为主的地下水系统”的可开采量宜采用“地下水开采模数比拟法”，而“以集中排泄为主的地下水系统”可开采量宜采用“泉水流量汇总法(枯季)”或“含水层径流模数法(枯季)”。

3 结语

(1)贵州省岩溶山区区域地下水资源计算分区边界确定，应以完整的地表河流域为基础，充分考虑岩溶地下水系统的流动系统和含水系统的边界条件。

(2)计算分区类型应根据不同地貌水文条件，不同含水岩组、含水介质组合类型，地下河、岩溶大泉及地下水开采井等分布情况，确定“以地下河为主的地下水系统”、“以岩溶大泉为主的地下水系统”和“以分散排泄为主为的地下水系统”隶属关系。

(3)水文地质工程程度弱的计算分区，其水文地质参数应参照相似水文地质条件、相同计算分区类型的参数。