貴州省地下水打井找水的分析研究

趙　翠　龍勝實(shí)　湛亞禮

（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局111地質(zhì)大隊(duì)貴州貴陽550008）

貴州省地下水打井找水的分析研究

趙翠龍勝實(shí)湛亞禮

（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局111地質(zhì)大隊(duì)貴州貴陽550008）

本文闡述了貴州省的水文地質(zhì)背景及地下水資源賦存特征及開發(fā)利用現(xiàn)狀，分析了找水打井的勘探方法及地下水開發(fā)利用中存在的問題，并提出了下一步打井找水的方向，為決勝水利“三大會戰(zhàn)”之地下水開發(fā)利用工程，幫助解決貴州省農(nóng)村飲水安全問題具有一定的理論指導(dǎo)意義。

地下水；打井找水;勘探方法

1　概述

貴州省地處巖溶石山區(qū)，裸露的巖溶環(huán)境造成地表滲漏嚴(yán)重，地表工程性缺水量大，制約了經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展。根據(jù)貴州省水利廳提供的貴州省農(nóng)村飲水安全用水需求規(guī)劃，用水需求涉及全省88個縣、市、區(qū)行政區(qū)，1503個鄉(xiāng)、鎮(zhèn)，18759個行政村，145983個村民組，貴州省現(xiàn)狀農(nóng)村飲水安全需水總?cè)丝?4111325人。隨著貴州省工農(nóng)業(yè)的飛速發(fā)展，工農(nóng)業(yè)需水量的上升與水資源貧乏的矛盾已顯得日益突出。所以找到相對富水區(qū)域，實(shí)施打井找水鉆探，對促進(jìn)貴州省的國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定、繁榮發(fā)展具有重要意義。

2　地下水資源賦存特征及開發(fā)利用現(xiàn)狀

貴州省有開發(fā)利用價(jià)值的地下水類型為巖溶水和基巖裂隙水。其中巖溶水分布面積占全省國土面積的70%左右，是省內(nèi)最豐富和最有開采價(jià)值的地下水類型。受巖溶水文地質(zhì)條件控制，省內(nèi)不同片區(qū)地下水的賦存條件差異較大，開發(fā)利用方式亦不同。

黔北、黔東北片區(qū)：包括遵義市、銅仁市、黔東南州西北部地區(qū)。地貌上多形成山間盆(谷)地及壟崗槽谷。盆(谷)地中碳酸鹽巖分布區(qū)，含水巖層含水均勻、地下水豐富，適宜以機(jī)井開采。但由于地球化學(xué)背景條件因素的影響，局部地區(qū)由三疊系下統(tǒng)、寒武系中、上統(tǒng)婁山關(guān)群白云巖地層可能造成地下水硫酸根、錳、鐵含量偏高。黔北地區(qū)碎屑巖大面積分布，區(qū)內(nèi)地下水以網(wǎng)絡(luò)狀風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙以及層間裂隙為含水介質(zhì)，地下水主要富集于由上三疊系至侏羅系地層，巖性以頁巖、砂巖互層，形成的向斜構(gòu)造、構(gòu)造盆地、單斜構(gòu)造緩傾斜巖層、構(gòu)造轉(zhuǎn)折部位或構(gòu)造復(fù)合部位以及地勢低洼、溝谷交匯處砂巖含水層中，適宜以機(jī)井開采，地下水化學(xué)類型以HCO3-Ca為主。

黔南片區(qū)：包括黔南州、安順市的南部，地貌上多形成峰叢洼地。區(qū)內(nèi)地下河發(fā)育且規(guī)模較大，地下水主要集中賦存和徑流在地下巖溶管道中。含水巖組含水性極不均均勻、地下水埋藏深度較大。該區(qū)地下水開采方式主要適宜地下河及巖溶大泉的開發(fā)。

黔西片區(qū)：包括畢節(jié)市、六盤水市、黔西南州北部。地形上處貴州省一、二級高原臺面及其二者之間過渡的斜坡地帶，河谷深切、地形起伏大，地下水主要集中賦存在規(guī)模較小的單枝狀地下河中，地下水動態(tài)具有補(bǔ)給、排泄快的特點(diǎn)，該區(qū)地下水適宜以開發(fā)利用地下河或巖溶大泉；其次，受地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造控制亦存在一些地下水富集儲水構(gòu)造。地下河分布區(qū)地下水埋藏深度較大，在查明地下河系統(tǒng)水文地質(zhì)條件以及開發(fā)利用條件的基礎(chǔ)上，適宜采用堵、攔截地下河方式開發(fā)利用地下水；儲水構(gòu)造中的地下水富集區(qū)，地下水埋深相對較小，適宜機(jī)井開采。煤礦山分布區(qū)淺層地下水多受到不同程度的污染，畢節(jié)市局部地帶地下水中含氟量超標(biāo)。

黔中-黔西南州南部片區(qū)：包括貴陽市、安順北部、黔西南州南部。處貴州二級高原臺面上，并為長江和珠江的分水嶺地帶。地貌上多形成溶原、谷地。地下水主要集中賦存在巖溶谷地中，地下河規(guī)模小、徑流途徑短，適宜機(jī)井開采；深切河谷、斜坡地帶多為地下水徑流、排泄區(qū)，地勢切割大，地下水埋藏深度較大，主要適宜地下河及巖溶大泉的開發(fā)利用。

3　找水打井勘探方法研究及應(yīng)注意的問題

總的富水規(guī)律是嶺、丘坡貧水，丘間溝谷、洼地富水。地下水的富水性主要受地貌條件、巖性及結(jié)構(gòu)、風(fēng)化裂隙發(fā)育程度和風(fēng)化層厚度的控制。其中巖性結(jié)構(gòu)及裂隙、裂隙發(fā)育程度是地下水富集的關(guān)鍵因素，是決定巖層本身能否儲水的前提條件，地貌條件決定了補(bǔ)給是否有利，匯水范圍，運(yùn)移排泄是否暢通等。在同一含水巖層，同一構(gòu)造部位、地形地貌起著主要控制作用，特別是在同一匯水單元中，地下水的富集受微地貌控制十分明顯。

找水時(shí)應(yīng)避開厚層狀、均質(zhì)單一的泥巖層，找泥巖與砂巖、礫巖互層的地段，即所謂“硬中找軟”、“軟中找硬”，硬質(zhì)巖石才會開裂導(dǎo)水，再加軟質(zhì)巖石的阻隔儲水才會形成有供水意義的含水層（帶）。

有的地區(qū)地下水的賦存還受到構(gòu)造作用的控制，白云巖地區(qū)流量相對較大的泉水往往在斷層或斷裂帶附近出露，水主要賦存在構(gòu)造裂隙中，找準(zhǔn)構(gòu)造是巖溶地區(qū)打井找水的關(guān)鍵。

（1）逆斷層作為一種常見的地質(zhì)構(gòu)造形式，水文地質(zhì)意義上具有“攔水壩”作用，其補(bǔ)給徑流區(qū)地下水含水介質(zhì)可充當(dāng)“地下水庫”的作用。逆斷層核部構(gòu)造角礫巖擠壓緊密，具有阻水條帶的作用，可切斷與深切地表河系的水力聯(lián)系。若逆斷層上盤為碳酸鹽巖分布區(qū)，次生裂隙發(fā)育，再有一定匯水面積，地下水自遠(yuǎn)向逆斷層徑流排泄時(shí)，來水方向的逆斷層上盤可成為打井找水的有利部位。但是一定要謹(jǐn)小慎微，找準(zhǔn)構(gòu)造，分析水文地質(zhì)條件，以免干孔。

（2）受地質(zhì)構(gòu)造控制形成的封閉型巖溶水系統(tǒng)中，巖溶谷地地形平坦、開闊，大型“X”節(jié)理及配套斷裂發(fā)育，在查明地下水集中徑流帶的基礎(chǔ)上，可進(jìn)行布孔開采地下水。

（3）在斜坡深切峽谷地帶多發(fā)育有單枝狀地下河，地下水集中在地下河管道中徑流，且地下水埋深大，巖層含水性不均勻，地下水最終以地下河出口或巖溶大泉的形式排泄于深切河谷中，在這種地形中若要采用鉆探的方式開采地下水，則難度極大，成功率極低。

不論用何種方法，都應(yīng)以水文地質(zhì)條件作為分析依據(jù)，從當(dāng)?shù)氐暮畬訋r性、構(gòu)造、水位、補(bǔ)給、排泄等條件出發(fā)，分析其有利條件和不利因素，把井位選在最佳位置。

4　地下水開發(fā)利用中存在的問題

（1）由于地下水賦存條件和分布的差異，使得貴州省不同地區(qū)的地下水資源賦存條件和開發(fā)利用條件差別較大。部分地區(qū)采用機(jī)井開發(fā)地下水的條件相對較差。其中：畢節(jié)、六盤水和遵義北部均位于分別位于烏蒙山區(qū)和大婁山區(qū)，巖溶極為發(fā)育，河谷深切，巖層含水極不均勻且地下水埋深大；黔南州南部、黔西南州北部及安順市南部地區(qū)處深切河谷斜坡地帶，為裸露型巖溶區(qū)，地形起伏大、地下河發(fā)育、地下水深埋、巖層含水性極不均均勻。在這些區(qū)域內(nèi)施工的新建機(jī)井，其成井率將顯著低于省內(nèi)其他地區(qū)。遵義市赤水市及習(xí)水縣、黔西南州的望謨縣及冊亨縣以及黔東南州大部，為碎屑巖、變質(zhì)巖分布區(qū)，為基巖裂隙水分布，巖層富水性較差，在這些區(qū)域內(nèi)施工的新建機(jī)井，其涌水量將顯著低于其他地區(qū)。

（2）繼2007-2014年累計(jì)施工的3691口機(jī)井后，本階段剩下的需要開發(fā)利用地下水以解決缺水問題的地區(qū)大都是水文地質(zhì)條件和開發(fā)利用條件較差的地區(qū)，使得未來機(jī)井工程的布孔難度更大，必須要有專業(yè)的技術(shù)隊(duì)伍承擔(dān)、有一定的理論、新技術(shù)、新工藝作支撐，才能保證工程質(zhì)量并順利實(shí)施。

（3）由于地球化學(xué)背景條件控制，省內(nèi)黔中、黔北及黔西北部分地區(qū)巖層中含石膏等礦物成分，可能引起地下水硫酸根離子、總硬度等超標(biāo)；部分中心城區(qū)、礦山集中開采區(qū)，由于生產(chǎn)生活廢水無序排放等原因，造成了一定程度上的地下水水質(zhì)污染。

（4）一些以石灰?guī)r分布為主的巖溶谷地中，由于巖溶的強(qiáng)烈發(fā)育，開采地下水可能導(dǎo)致巖溶地面塌陷，在地下水的開發(fā)后要重視生態(tài)環(huán)境的保護(hù)及防治地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

（5）不合理的井位布置和地下水開采。可能引起相鄰地帶井泉干涸。

5　打井找水的方向研究

2007年-2016年貴州省委省政府在水利工程為主的“三位一體”工程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步部署了以“水源工程、提引工程、地下水開發(fā)利用工程”的水利“三大會戰(zhàn)”，到目前為止，缺水和干旱區(qū)中水文地質(zhì)條件較好的地帶基本上已經(jīng)實(shí)施了機(jī)井，其余地帶均主要為水文地質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)域，下一步的打井找水主要為以下幾個方向：

（1）砂巖、鈣質(zhì)泥巖或泥灰?guī)r等脆性巖和可溶巖夾層普遍存在的地區(qū)，層間裂隙水和溶蝕裂隙孔隙水分布廣泛，水量相對豐富，與貴州省農(nóng)村聚落分布、日需水量小且間歇性取水的特點(diǎn)相結(jié)合，具有較大的開發(fā)利用潛力。

（2）解決分散缺水農(nóng)戶飲水工程，開發(fā)風(fēng)化帶非飽水帶中的水。開發(fā)不穩(wěn)定的包氣帶非飽和性地下水，不適應(yīng)今后農(nóng)村供水需求,應(yīng)調(diào)整規(guī)劃布局，開發(fā)重點(diǎn)應(yīng)逐步轉(zhuǎn)向基巖裂隙水。基巖裂隙水系具有穩(wěn)定潛水面、可滲性的潛水，此類水源有利于持續(xù)供水和水源安全。

今后找水打井重點(diǎn)工程應(yīng)借鑒聯(lián)合國倡導(dǎo)的受世界銀行貸款支持的農(nóng)村改水項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，建設(shè)農(nóng)村聯(lián)戶共用的小型化集中供水水廠。這對于安全用水管理有利，且可節(jié)省建設(shè)費(fèi)并取得較好效果。

[1]潘曉東,唐建生,等.貴州高原斜坡巖溶地區(qū)逆斷層兩盤地下水開采規(guī)律探討[J].地質(zhì)評論,2015(01).

[2]陳志兵,潘曉東,等.貴州省重點(diǎn)巖溶流域?yàn)踅掠味蔚叵滤x存特征及開發(fā)利用方式探討[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(32).

[2]王明章.論貴州省巖溶石山地區(qū)的巖溶地下水開發(fā)[J].貴州地質(zhì),1999(03).

[3]王偉,向群.黔西北地區(qū)巖溶水系統(tǒng)劃分及找水方向[J].貴州地質(zhì).2010(01).

[4]張貴.珠琳地區(qū)巖溶水分布規(guī)律及找水經(jīng)驗(yàn)[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì).2003(01).

[5]潘曉東,張發(fā)旺,等.深切河谷附近巖溶地區(qū)打井找水模式[J].現(xiàn)代地質(zhì).2015(02).

[6]周云章,陳蓉生,等.關(guān)于進(jìn)一步做好四川“紅層”找水打井工程的建議[J].四川地質(zhì)學(xué)報(bào),2006(03).

趙翠（1984—），山東聊城人，畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)（北京），研究生，中級工程師，主要從事水、工、環(huán)等方面技術(shù)工作。