綜述洛塔表層巖溶帶水文地質(zhì)特征及其水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型

楊桂青

摘 要： 本文對洛塔地區(qū)的自然地理、巖溶及水文地質(zhì)基本特征進(jìn)行闡述，并且在此基礎(chǔ)上對區(qū)域內(nèi)的表層巖溶帶的水文地質(zhì)特征以及表層巖溶帶水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)地分析，同時還分析了各表層巖溶帶的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型的一些基本特征，比如水文地質(zhì)特性、調(diào)蓄能力等。

關(guān)鍵詞： 洛塔； 表層巖溶； 水文地質(zhì)； 水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)

引言

由于我國的地形地貌特征的影響，我國西南地區(qū)的巖溶石山分布十分廣泛，這里的氣候條件對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有一定的幫助，但是這種氣候也對地質(zhì)條件有一些影響，地質(zhì)條件帶來的劣勢對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)又有一定的制約。由于地表地下巖溶的發(fā)育，使得地表附近的淺部巖石出現(xiàn)破碎，從而產(chǎn)生了嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象，使得當(dāng)?shù)氐牡乇硭Y源十分匱乏。整體來講，我國的西南地區(qū)呈現(xiàn)“山多土少、雨多地漏”的特征，缺水干旱是巖溶地區(qū)面臨的一個主要問題，這個問題會直接導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到影響。對表層巖溶帶地下水進(jìn)行利用是對巖溶水進(jìn)行開發(fā)利用的一個有效途徑，而且這部分水源也成為當(dāng)?shù)鼐用竦闹匾粗?。從各種地質(zhì)研究中可以看出，表層巖溶帶地下水的資源量和表層巖溶帶的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)之間有十分緊密的聯(lián)系，因此，在巖溶石山地區(qū)要加強(qiáng)對水文地質(zhì)條件的研究，從而為表層巖溶帶的地下水的開發(fā)提供必要的支撐。

1. 洛塔地區(qū)的自然地理概況

洛塔位于湖南、湖北、貴州、重慶四省市交界地區(qū)，屬于典型的巖溶山區(qū)，該地區(qū)的氣候為亞熱帶季風(fēng)型濕潤型，每年的平均氣溫為13.3℃，每年的平均降水量為1649.7mm。巖性為石灰?guī)r，屬可溶性巖石，區(qū)域內(nèi)的巖溶地貌比較豐富，在地表和地下都有巖溶地貌，而且?guī)r溶的形態(tài)很多，地表的巖溶大多是洼地、漏斗、石林、石牙等形態(tài)，地下的巖溶則主要是溶洞、消水洞、地下河管道等形態(tài)，巖溶的發(fā)育是經(jīng)過多次地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動和可溶性巖石在水流作用下緩慢溶蝕而形成。本地區(qū)巖溶發(fā)育具有多層性。根據(jù)巖溶地下水水動力的分布特征，可以將其劃分為三個不同的子系統(tǒng)，分別是表層巖溶帶水文地質(zhì)子系統(tǒng)、飽氣帶巖溶水文地質(zhì)子系統(tǒng)、飽水帶巖溶水文地質(zhì)子系統(tǒng)。

2. 洛塔地區(qū)表層巖溶帶水文地質(zhì)特征

2.1 表層巖溶帶水文地質(zhì)子系統(tǒng)水循環(huán)過程

表層巖溶帶水文地質(zhì)子系統(tǒng)是巖溶水文地質(zhì)系統(tǒng)的一個重要部分，在巖溶水文地質(zhì)系統(tǒng)中，一般會形成一個低昂對獨(dú)立的表層巖溶帶泉域，這個區(qū)域內(nèi)的水循環(huán)是整個巖溶水文地質(zhì)水循環(huán)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，而且對整個巖溶地區(qū)的水循環(huán)有重要影響。就洛塔地區(qū)的實際情況來看，大氣降雨是區(qū)域內(nèi)表層巖溶帶地下水的主要來源，但是降雨一般首先會落到地面上，形成地面水，在不同的地區(qū)，地面水的循環(huán)也是不相同的，比如在裸露的巖溶區(qū)，降落的雨水具有較高的滲透能力，能夠很快從各種巖溶的縫隙中滲透到地下，形成地下水。經(jīng)過表層巖溶帶的調(diào)蓄之后，有一部分會蒸發(fā)到大氣中，還有一部分會繼續(xù)通過溶蝕的裂隙或者落水洞進(jìn)入到下部系統(tǒng)中，還有一部分會排向地表，在排出地表的這部分地下水中，有一部分會匯集到地表河中，另一部分會再次滲透到低位淺表層巖溶區(qū)域中。對于覆蓋型巖溶區(qū)，當(dāng)雨水降落之后，一部分雨水會直接形成坡面流，在坡面流中，有一部分會直接滲透到地勢相對較低的淺表層中，再經(jīng)過水循環(huán)，其水循環(huán)的過程與裸露的巖溶坡面流中的水循環(huán)過程比較類似。

2.2 表層巖溶帶水文地質(zhì)子系統(tǒng)水循環(huán)的基本特征

第一，水循環(huán)的補(bǔ)給特征。在水循環(huán)中，水的補(bǔ)給是一個重要的因素，對于洛塔地區(qū)而言，其水循環(huán)中的水的補(bǔ)給一般是通過降雨來完成的，當(dāng)?shù)氐哪杲邓侩m然比較豐富，但是降水的時間分布不夠均勻，在補(bǔ)給過程中，整體呈現(xiàn)一種非連續(xù)脈沖式的特征。大氣降雨的補(bǔ)給面積大約在0.05km2～0.15km2，降雨對洛塔巖溶區(qū)域的水分進(jìn)行補(bǔ)給時主要有直接快速補(bǔ)給和間接慢速補(bǔ)給兩種方式，在裸露的區(qū)域，雨水的補(bǔ)給會通過一些密集的溶蝕裂隙快速地滲透到地下水中，從而實現(xiàn)快速地補(bǔ)給，在被覆蓋的區(qū)域，則一般是間接慢速補(bǔ)給。

第二，徑流特征。根據(jù)水動力的類型進(jìn)行劃分，洛塔巖溶地區(qū)的表層巖溶帶水文地質(zhì)子系統(tǒng)內(nèi)地下水的徑流主要有兩種形式，一種是匯流狀，一種是散流狀，巖溶地下水的流向總體上與地勢有關(guān)，受到地勢條件的控制，具體有三個方面的特征：水力坡度大、徑流途程較短、徑流路徑通暢。

第三，排泄特征。根據(jù)調(diào)查結(jié)果可以看出，巖溶區(qū)域內(nèi)的水流排泄主要

有集中排泄和分散排泄兩種方式，屬于匯流狀水動力條件的地下水一般都會以集中排泄的方式進(jìn)行配些，而屬于散流狀水動力類型的地下水一般都會以分散的方式排出。

2.3 表層巖溶帶水文地質(zhì)子系統(tǒng)的調(diào)蓄功能

表層巖溶帶所形成的泉域?qū)Ρ韺訋r溶水有一定的調(diào)蓄功能，該功能主要體現(xiàn)在兩個方面：第一，能夠?qū)λ诌M(jìn)行積蓄，尤其是能夠?qū)Φ叵滤乃窟M(jìn)行調(diào)蓄，使得一些降雨能夠及時地滲透補(bǔ)給到地下。第二，帶有濾波功能，主要表現(xiàn)在對水流過程進(jìn)行調(diào)節(jié)上，也就是可以通過水文地質(zhì)子系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的濾波作用對降雨的脈沖輸入補(bǔ)給形式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其成為連續(xù)波狀的排泄形式。表層巖溶帶的調(diào)蓄能力和泉域的特征有很大關(guān)系，泉域的含水空間、規(guī)模、第四系覆蓋層的厚度等，都會對調(diào)蓄能力產(chǎn)生影響。一般來講，泉域內(nèi)表層巖溶帶的含水空間大、泉域規(guī)模較大、第四系覆蓋層厚度較大的一些平緩地帶的泉域，其調(diào)蓄能力也比較強(qiáng)。比如該區(qū)域內(nèi)向斜西翼趙家灣一帶的S14泉泉域，主要是大型的溶溝，溶槽，而且發(fā)育非常完整，其巖溶率大約有35%，泉域面積大約為0.408平方公里，結(jié)構(gòu)也比較松散，具有很好的蓄水能力，這塊區(qū)域所處的位置的地勢也比較平緩，也使得該泉域?qū)λ康恼{(diào)蓄能力有了很大的提升。另外，表層巖溶帶泉域的調(diào)蓄能力還和表層巖溶帶的汗水結(jié)構(gòu)、水文子系統(tǒng)等有緊密聯(lián)系，如果含水空間比較復(fù)雜，以細(xì)小溶隙為主，植被的覆蓋率較高，則可以使得巖溶水流在經(jīng)過泉域的時候，有較長的停留時間，能夠形成一個舒緩的波狀輸出。比如S12泉泉域，其含水結(jié)構(gòu)主要是低淺的溶溝、溶縫、溶隙等，植物覆蓋率較高，地勢也比較平緩，所以當(dāng)水流通過這一帶的時候就能有較長的滯留時間，使得水量一直保持不斷。

3. 表層巖溶帶水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型

3.1 表層巖溶帶含水空間結(jié)構(gòu)類型

不同的表層巖溶帶的含水空間形態(tài)是不相同的，根據(jù)不同的空間形態(tài)可以將其劃分為幾種結(jié)構(gòu)，第一，主要是由溶溝、溶槽等構(gòu)成的含水空間結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)比較單一；第二，以溶縫、溶管、溶隙、溶孔等構(gòu)成的含水空間結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；第三，由小型溶隙網(wǎng)絡(luò)為主的含水空間。

3.2 表層巖溶帶水文地質(zhì)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型

表層巖溶帶水文地質(zhì)子系統(tǒng)包括幾種不同的形式，分別是巖溶帶、土層、植被三個部分，根據(jù)這三種要素在區(qū)域內(nèi)的不同搭配與組合，可以形成不同的結(jié)構(gòu)類型。第一種是一元結(jié)構(gòu)，指的是只含有表層巖溶的地質(zhì)結(jié)構(gòu)；第二種是二元結(jié)構(gòu)，是兩種形式搭配而成的，比如表層巖溶帶和土層組合而成、表層巖溶帶和植被組合而成；第三種是三元結(jié)構(gòu)，指的是由表層巖溶帶、土層和植被共同構(gòu)成的。

結(jié)語

綜上所述，洛塔地處西南地區(qū)，屬于典型的巖溶地貌，洛塔地區(qū)的表層巖溶帶的水文地質(zhì)條件和水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出獨(dú)有的特征，使得表層巖溶帶具有一定的調(diào)蓄功能，能夠?qū)Ξ?dāng)?shù)氐臍夂颉⒌刭|(zhì)環(huán)境等帶來影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 勞文科， 蔣忠誠， 時堅，等. 洛塔表層巖溶帶水文地質(zhì)特征及其水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型[J]. 中國巖溶， 2003， 22（4）：258-266.

[2] 金新鋒， 夏日元， 陳宏峰. 湘西洛塔表層巖溶帶特征分析[J]. 地下水， 2006， 28（6）：42-45.

[3] 鄒勝章， 朱遠(yuǎn)峰， 梁彬，等. 湘西洛塔表層巖溶泉的生態(tài)環(huán)境類型及水文特征[J]. 地學(xué)前緣， 2008， 15（4）：190-197.

[4] 勞文科， 李兆林， 羅偉權(quán)，等. 洛塔地區(qū)表層巖溶帶基本特征及其類型劃分[J]. 中國巖溶， 2002， 21（1）：30-35.

[5] 李德龍. 重慶焦石片區(qū)巖溶水動力水化學(xué)及其動態(tài)特征分析[J]. 西部資源， 2014（5）：180-183.

[6] 謝朝福. 基于DRASTIC模型的地下水脆弱性評價方法及應(yīng)用——以荊泉斷塊為例[J]. 西部資源， 2016（1）：32-33.

[7] 馬少華， 楊銳， 馬挨榮，等. 西桌子山地區(qū)巖溶地下水儲存與分布特征[J]. 西部資源， 2012（4）：120-123.

[8] 王智慧， 郝剛強(qiáng)， 姜亞東. 內(nèi)蒙古自治區(qū)新巴爾虎左旗罕達(dá)蓋礦區(qū)礦床充水因素淺析[J]. 西部資源， 2015（1）：150-151.