螺髻山核心區(qū)及周邊水文地質(zhì)特征研究

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(1.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局成都水文地質(zhì)工程地質(zhì)中心，四川 成都 610000；2.四川省華地建設工程有限責任公司，四川 成都 610000)

四川省螺髻山核心區(qū)位于四川省涼山彝族自治州的西昌市、普格縣、德昌縣三縣交界區(qū)域，面積450 km2。該區(qū)域整體經(jīng)濟發(fā)展滯后，以粗放型農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)為主(螺髻山頂)，生態(tài)環(huán)境脆弱，交通條件差。前人水文地質(zhì)研究主要建立在早期低精度水文地質(zhì)普查基礎上，缺乏針對性區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查研究。因此，綜合運用以野外地面調(diào)查為基礎的多手段、多方法進行該區(qū)域水文地質(zhì)條件評價是必然的選擇，為后期開展該地區(qū)水文地質(zhì)研究對有效保護區(qū)內(nèi)地下水資源，合理開發(fā)地下空間具有重要現(xiàn)實意義。

1 氣象水文

研究區(qū)屬亞熱帶季風氣侯，河谷兩岸高山區(qū)氣溫較低，4 000 m以上雪霜期較長，河谷地帶氣侯炎熱，垂直分帶現(xiàn)象明顯。年均氣溫10℃～19℃，日溫差較大；極端最低氣溫-10.1℃，極端最高氣溫34.8℃。年降雨量816～1 350 mm，集中在6～8月，干濕季節(jié)分明。區(qū)內(nèi)西部及中部大部分地區(qū)為螺髻山脈核心區(qū)，植被發(fā)育為森林覆蓋，東部河谷地帶或人口密集區(qū)植被覆蓋率較低。

區(qū)內(nèi)地表水系西部少量為安寧河支流，主體由則木河及其支流構(gòu)成。河流灘多水急，兩側(cè)多形成大小不等的槽谷和沖積盆地，尤以則木河為最，形成寬約200～300 km的階梯狀河谷平地。區(qū)內(nèi)水系均位于長江上游，是長江流域生態(tài)環(huán)境的屏障。

2 地質(zhì)概況

2.1 地形地貌

研究區(qū)主要為構(gòu)造剝蝕脊狀高山區(qū)，深切割河谷地貌，地勢險峻。平均海撥2 000 m，河谷區(qū)域地形較為平坦，最高為螺髻山頂(海撥4 359 m)，最低為東南部則木河河谷(海撥1 380 m)。則木河谷、螺髻山東坡海拔1 200～1 900 m地帶以侵蝕堆積河谷平原及山間盆地地貌為主，測區(qū)東部則木河兩岸，在絕對海拔1 900～3 500 m的地區(qū)河谷平原與高山區(qū)的過渡地貌類型，測區(qū)中部螺髻山絕對海拔大于3 500 m的地區(qū)為侵蝕、剝蝕構(gòu)造高山地貌。

2.2 地層巖性

評價區(qū)前震旦系～新近系地層均有出露，最下層以南華系開建橋組砂巖、礫巖為主；其次以震旦寒武奧陶系巖溶地層；研究區(qū)東側(cè)主要出露三疊系白果灣組、侏羅系官溝組、白堊系飛天山組等地層；第四系以則木河臺地冰積及沖洪積堆積為主。

表1 含水巖組富水性統(tǒng)計

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較發(fā)育。褶皺呈南北向分布于西北部、中部和東南部。主要褶皺為分布于測區(qū)中部大部分地區(qū)的螺髻山(復)背斜、圖區(qū)東部的阿優(yōu)翁覺破背斜。區(qū)內(nèi)斷裂主要為西部地區(qū)近南北向的螺髻山斷層組，北西向則木河大斷裂斜貫中東部，區(qū)內(nèi)共計有斷(層)裂20余條。

3 水文地質(zhì)特征

3.1 地下水類型及富水性特征

研究區(qū)內(nèi)地下水賦存條件復雜，類型齊全，依據(jù)地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造以及水動力條件，評價區(qū)地下水劃分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水(碎屑巖空隙裂隙層間水、碎屑巖類裂隙水、巖漿巖裂隙水)及碳酸鹽巖巖溶水三大類五亞類。此次工作時間段為7月至11月，泉水實測流量略大。

從表1中可知，在基巖裂隙水中，開建橋組、列古六組、官溝組、飛天山組泉點流量較大，地下水主要富集于厚層砂巖或礫巖中，益門組、牛滾凼組富水性貧乏。

3.2 地下水補徑排方式

第四系松散巖類孔隙水主要分布于在則木河兩岸河漫灘、麻栗鎮(zhèn)老鷹溝河漫灘地帶，含水層以卵礫石、漂卵石為主。地下水主要受河水側(cè)向補給、大氣降水的垂向補給，此外還接受下伏基巖含水層的側(cè)向補給，由于河漫灘出露面積小，徑流途徑短，就地排泄，徑排區(qū)不易劃分。

碎屑巖類孔隙裂隙層間水的補給源位于于侵蝕基準面以上基巖出露區(qū)，大氣降水補給為該類基巖裂隙水主要的補給方式，其次為后側(cè)坡體地表水的補給，同時受相鄰含水層的側(cè)向補給，其沿著裂隙下滲，沿傾向方向順裂隙及層面運移(見圖1)。

圖1 白果灣組泉點水文地質(zhì)剖面圖

評價區(qū)內(nèi)碎屑巖裂隙水主要分布于螺髻山風景區(qū)周邊南華系地層片區(qū)，該地層整體表面風化作用中等，在構(gòu)造影響帶附近巖石表層風化強烈，風化裂隙不規(guī)則，不均勻，地下水埋藏深度差異較大。基巖裂隙水補給來源以后側(cè)坡體大氣降水為主，部分接受螺髻山頂部海子等地表水下滲補給，其沿著基巖裂隙下滲、儲存、徑流，部分以泉水形式出露于受溝谷切割、構(gòu)造作用產(chǎn)生的陡坡處(見圖2)。

巖漿巖裂隙水主要位于研究區(qū)西南側(cè)大象坪地區(qū)，而該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育，地下水徑流受構(gòu)造影響明顯。其地下水的排泄方式以向地表水(老鷹溝)排泄為主，少量以泉水出露于地表后繼續(xù)匯入老鷹溝中。

區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖巖溶水最主要的補給為后側(cè)螺髻山南華系地層補給，同時受后部坡體大氣降水補給。評價區(qū)內(nèi)構(gòu)造較復雜，斷裂較發(fā)育，在碳酸鹽巖出露地區(qū)，節(jié)理裂隙發(fā)育，受則木河阻水構(gòu)造影響，出露泉點少但流量較大(多大于200 L/s)。

3.3 地下水水化學特征

3.4 地下水同位素特征

評價區(qū)內(nèi)泉水δD、δ18O值范圍分別為-73.4～-105.6‰和-10.57～-14.80‰，其平均值分別為-87.6‰和-12.25‰。區(qū)內(nèi)采樣點距離較小，順流線方向測試結(jié)果變化不大，說明地下水補給來源以大氣降水為主。同時分析數(shù)據(jù)得出，所采集地下水樣的觀測值落在大氣降水線附近也預示是大氣起源；地下水蒸發(fā)現(xiàn)象不明顯，這與評價區(qū)主要補給來源螺髻山處于高寒區(qū)這一特征吻合(見圖3)。

圖2 列古六組泉點水文地質(zhì)剖面圖

圖3 評價區(qū)δD-δ18O‰關(guān)系圖

3.5 地下水動態(tài)特征

區(qū)內(nèi)地下水流量動態(tài)受降雨影響明顯，地下水流量變化相對降水過程存在一個滯后過程，在補徑排通暢區(qū)，滯后時間約5～10 d；在補徑排緩慢區(qū)，滯后時間約28～64 d。評價區(qū)內(nèi)地下水的溫度一般在15℃～20℃之間，變幅2℃～5℃，水溫動態(tài)變化不大。地下水的溫度與氣溫的關(guān)系一般12月份起水溫高于氣溫，4-10月氣溫高于水溫；3月及11月氣溫、水溫相接近。地下水溫的變化受氣溫的影響較為明顯，但地下水溫的變化速度與其埋藏條件有關(guān)。一般以滲入式補給為主或深埋藏的地下水水溫變幅小，變速慢；淺埋藏的地下水水溫變幅大，變速快。

4 地下水開發(fā)利用

4.1 開發(fā)利用現(xiàn)狀

研究區(qū)對地下水的開發(fā)利用為181.50萬 m3/a，而可有效開發(fā)利用潛力量2 304.15萬 m3/a，占地下水允許開采量的93%，地下水可有效開發(fā)利用潛力巨大；地下水開采利用程度0.02～0.34，利用程度低；可有效開發(fā)利用潛力指數(shù)介于2.97～49.08，均大于1.2，屬于有開采潛力、可擴大開采區(qū)，但地下水開發(fā)潛力模數(shù)均小于5，屬于開發(fā)潛力較小區(qū)。區(qū)內(nèi)72.3%為III類水質(zhì)，93%存在因開發(fā)手段不足導致微生物污染。

區(qū)內(nèi)地下水的開發(fā)利用方式以直接利用天然露頭為主，機井開采地下水為輔。地下水的開發(fā)利用歸納起來，主要有傳統(tǒng)擔水型、引水型和機井開采地下水三種方式。區(qū)內(nèi)存在螺髻山兩側(cè)三處有引泉水發(fā)電站，分別位于螺髻山鎮(zhèn)德育村、五道箐鄉(xiāng)洛果村、黃水鄉(xiāng)書夫村，螺髻山山體泉水流量總體流量較大且動態(tài)穩(wěn)定，分別用于螺髻山鎮(zhèn)、五道箐鄉(xiāng)、黃水鄉(xiāng)供電。

4.2 示范性工程

本次工作在區(qū)域水文地質(zhì)條件深入認識基礎上，結(jié)合評價區(qū)內(nèi)廣泛存在的向斜及構(gòu)造富水塊段，以充分利用地下水天然露頭為前提，提出了建設表層示范泉和供水井相結(jié)合的地下水利用模式。于評價區(qū)內(nèi)實施3口探采結(jié)合井及1處表層泉示范工程。

探采結(jié)合井最大涌水量為485 m3/d，按75 L/人日用水標準，考慮農(nóng)村牲畜、家禽等的用水后，探采結(jié)合井能解決近3 000人的飲水問題。表層泉利用引流巖溶優(yōu)質(zhì)大泉(460 L/s)順利解決了德育村122戶近500人及200頭大型牲畜的用水問題，改善了飲水衛(wèi)生條件，保障了用水質(zhì)量，使得區(qū)域內(nèi)農(nóng)民的生活質(zhì)量水平得以提高。

5 結(jié)語

研究區(qū)對地下水的開發(fā)利用為181.50萬 m3/a，而可有效開發(fā)利用潛力量2 304.15萬 m3/a，占地下水允許開采量的93%，地下水可有效開發(fā)利用潛力巨大，本次實施探采結(jié)合井及表層泉開發(fā)利用示范性工程成果顯著，從根本上解決了該區(qū)域普遍存在的安全用水問題，后期可在該區(qū)域擴展實施。