羅甸縣木引鎮(zhèn)引水工程水源巖溶發(fā)育規(guī)律分析

(貴州省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，貴州 貴陽 550002)

1 工程概況

羅甸縣木引鎮(zhèn)引水工程位于貴州省羅甸縣西北部52km的木引鎮(zhèn)境內(nèi)，是羅甸縣重點(diǎn)水利工程，主要由提水工程、輸水工程、水廠消毒處理工程等幾部分組成，項(xiàng)目規(guī)劃總投資為0.98億元。工程提水點(diǎn)位于木引鎮(zhèn)打高組打高溶洞內(nèi)，所提水源為地下暗河水，工程引水流量為1.05m3/s，年供水量為632萬m3，主要解決木引鎮(zhèn)云堡村、把壩村、木引村、水井村、鈉猛村、高山村、擺落村、皮桶村及打高組共計(jì)17810人，大、小牲畜17427頭，果樹灌溉共2400畝的用水問題。

2 基本地質(zhì)條件

引水水源點(diǎn)位于木引鎮(zhèn)打高組的漣江右岸從里暗河系統(tǒng)打高天窗位置。該區(qū)域巖溶十分發(fā)育，呈峰叢洼地及壟脊槽谷地貌，溶蝕錐峰起伏，峰腳高低不一，相互連接成峰叢。峰叢間為溶蝕洼地或漏斗分布，分布密度3.2個(gè)/km2，其底面常能見到落水洞或豎井，且有少量第四系殘、坡積物覆蓋。較大型的洼地、漏斗一般呈串珠狀展布。

區(qū)內(nèi)分布的地層主要有二疊系中統(tǒng)涼水井組(T2l)或邊陽組(T2b)、新苑組(T2x)，下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組(T1yn)、夜郎組(T1y)，二疊系上統(tǒng)長興組(P2c)、吳家坪組(P2w)，二疊系下統(tǒng)茅口組(P1m)、棲霞組(P1q)，石炭系上統(tǒng)馬坪群(C3mp)、中統(tǒng)黃龍群(C2hn)，石炭系下統(tǒng)擺佐組(C1b)等。其中，T2l、T1yn、T1y、P2c、P2w、P1m、P1q、C3mp及C2hn等地層所含巖性主要為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖、白云巖等，碳酸鹽巖較純；T2b、T2x及C1b等地層所含巖性主要為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、砂巖等，局部夾少量的灰?guī)r、泥灰?guī)r及硅質(zhì)灰?guī)r等。

區(qū)內(nèi)主要發(fā)育打狼背斜及水塘向斜、妹場斷裂等，其走向總體為南北向(見圖1)。妹場斷裂為壓扭性斷裂，發(fā)育于打狼背斜和水塘向斜之間，斷裂走向?yàn)镹45°W～N15°E，傾SW或NW，傾角45°～50°，斷裂破碎帶寬10～50m，鈣質(zhì)膠結(jié)，膠結(jié)較好。

3 可溶巖組劃分

根據(jù)區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育的強(qiáng)度，對區(qū)內(nèi)分布地層的可溶性進(jìn)行劃分。

3.1 強(qiáng)巖溶巖組

區(qū)內(nèi)分布的T2l、P1m、P1q、C3mp及C2hn等地層所含巖性主要為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖、白云巖等，碳酸鹽巖較純。分布區(qū)內(nèi)溶洞規(guī)模大，地下巖溶暗河系統(tǒng)、溶洞、漏斗、落水洞、洼地等發(fā)育較多。發(fā)育規(guī)模較大的地下河系或溶洞系統(tǒng)，其典型代表有從里暗河系統(tǒng)、油鬧暗河、擺同暗河、格網(wǎng)暗河及播乃暗河等，這些地層屬強(qiáng)巖溶巖組。

3.2 中等巖溶巖組

區(qū)內(nèi)分布的T1yn、T1y、P2c及P2w等地層巖性為白云巖或石灰?guī)r夾碎屑巖及不純石灰?guī)r等。其分布區(qū)域巖溶以平緩?fù)莸?、寬緩槽谷、小型巖溶管道、落水等為主。這些巖層分布區(qū)發(fā)育的洼地、落水洞密度小，綜合考慮，這些地層屬中等巖溶巖組。

3.3 弱巖溶巖組

區(qū)內(nèi)分布的T2x地層碳酸鹽巖不純或?yàn)樗樾紟r夾碳酸鹽巖，其分布區(qū)域地表巖溶形態(tài)有溶蝕侵蝕型向侵蝕型過渡，區(qū)內(nèi)巖溶以小溶槽、溶隙、溶孔為主，規(guī)模小。綜合考慮，這些地層為弱巖溶巖組。

3.4 非可溶巖

區(qū)內(nèi)分布的T2b、C1b等地層為碎屑巖，巖溶不發(fā)育。

4 巖溶發(fā)育情況

測區(qū)位于漣江右岸，該區(qū)發(fā)育從里暗河系統(tǒng)、油鬧暗河、擺同暗河、格網(wǎng)暗河等(見圖1)，均排泄于漣江右岸或漣江一級支流格必河右岸。幾個(gè)暗河均發(fā)育有較獨(dú)立的補(bǔ)給區(qū)、徑流區(qū)和排泄區(qū)，是相對獨(dú)立的水文地質(zhì)單元。

4.1 從里暗河系統(tǒng)

從里暗河系統(tǒng)補(bǔ)給區(qū)主要位于妹場、大營回龍山一帶，經(jīng)下河、打高、冗望、平橋，于漣江右岸從里、云里出露地表,最終流向漣江。該暗河系統(tǒng)發(fā)育于T1yn、P2c、P2w、P1m、P1q、C3mp及C2hn等地層中，巖性主要為較純碳酸鹽巖。據(jù)調(diào)查，分布區(qū)內(nèi)槽谷、洼地、落水洞、豎井、天窗等發(fā)育。暗河系統(tǒng)兩側(cè)受T2b、T2x碎屑巖限制，上游在木引、胡家屋基、雞公山、歪寨、雞窩寨及擺若一帶與油鬧暗河、擺同暗河、格網(wǎng)暗河之間存在地下分水嶺，整個(gè)暗河系統(tǒng)的地下集雨面積約195km2，枯季流量約1024L/s。該暗河系統(tǒng)主要有打高、云里及冗林地下暗河3條分支。

圖1 工程區(qū)綜合地質(zhì)圖

a.打高地下暗河(引水水源)。打高地下暗河源于大營鄉(xiāng)打王坡，經(jīng)大營、下河、打高至從里，全長約35km，流經(jīng)落水洞、天窗等,呈串珠狀分布，顯示清楚。暗河下游打高—從里段的打高天窗高約35.0m，水位埋深74.0m，見水往東流，在冗望流出地表，偶測流量約900L/s。冗望以下則為溝谷，豐水期有明流，枯水期水流潛入地下成為暗河。

b.云里地下暗河。云里暗河源于麻坨，經(jīng)水?dāng)[戎、吊井、擺坨、冗墓、龍灘，于云里出露地表，全長約10km，枯季流量約326L/s。暗河途經(jīng)區(qū)域洼地、落水洞、巖溶潭等發(fā)育，在龍灘位置發(fā)育的巖溶潭深約1.2m。

c.冗林地下暗河。冗林暗河源于白花，經(jīng)石板井、打科、冗林，最后匯入從里暗河系統(tǒng)主流，全長約13km，它除有標(biāo)高逐降的條形洼地及落水洞發(fā)育外，在打科發(fā)育天窗，枯季水位深約15.0m，豐水期流出地表，流量約78L/s；冗林發(fā)育的天窗為洞穴狀，偶測流量約800L/s；冗林以下槽谷內(nèi)落水洞密布，地下管道呈網(wǎng)格狀發(fā)育，與主管道相互連通。

4.2 油鬧暗河

油鬧暗河補(bǔ)給區(qū)主要位于大地壩、云盤、擺落一帶，經(jīng)水井寨、皮桶寨，于漣江右岸油鬧附近出露地表，最終流向漣江。該暗河系統(tǒng)發(fā)育于T1yn、P2c、P2w、P1m、P1q、C3mp及C2hn等地層中，巖性為較純碳酸鹽巖。據(jù)調(diào)查，分布區(qū)內(nèi)槽谷、洼地、落水洞、豎井、天窗等發(fā)育。暗河系統(tǒng)東南側(cè)受T2b、T2x碎屑巖限制，西北側(cè)與擺同暗河在打俄、打拱、叫寨、馬路一帶存在地下分水嶺，上游在木引、胡家屋基及打俄一帶與從里暗河系統(tǒng)之間存在地下分水嶺，整個(gè)暗河系統(tǒng)的地下集雨面積約70km2，枯季流量約183L/s。

4.3 擺同暗河

擺同暗河補(bǔ)給區(qū)主要位于茅草坪、羅碗、打狼一帶，經(jīng)打榜、打窩，于漣江一級支流格必河右岸擺同附近出露地表，最終流向格必河。該暗河系統(tǒng)發(fā)育于P1m、P1q、C3mp、C2hn及T1b等地層中，巖性為較純碳酸鹽巖。據(jù)調(diào)查，分布區(qū)內(nèi)槽谷、洼地、落水洞、豎井、天窗等發(fā)育。暗河系統(tǒng)南東側(cè)與油鬧暗河在打俄、打拱、叫寨、馬路一帶存在地下分水嶺，北西至西側(cè)與格網(wǎng)暗河在打老、過洞關(guān)、小米寨、打那及格老一帶存在地下分水嶺，上游在雞公山、打老一帶與從里暗河系統(tǒng)之間存在地下分水嶺，整個(gè)暗河系統(tǒng)的地下集雨面積約90km2，枯季流量約600L/s。

4.4 格網(wǎng)暗河

格網(wǎng)暗河補(bǔ)給區(qū)主要位于歪寨、水淹壩、宗地、壩戎一帶，經(jīng)擺通、桃花寨，于漣江一級支流格必河右岸格網(wǎng)附近出露地表，最終流向格必河。該暗河系統(tǒng)發(fā)育于P1m、P1q、C3mp及C2hn等地層中，巖性為較純碳酸鹽巖。據(jù)調(diào)查，分布區(qū)內(nèi)槽谷、洼地、落水洞、豎井、天窗等發(fā)育。暗河系統(tǒng)北西至西側(cè)與打同暗河在打老、過洞關(guān)、小米寨、打那及格老一帶存在地下分水嶺，西側(cè)與地表溪流或其他暗河在擺若、徐家墳、廖家坪及黃泥一帶存在地下分水嶺，上游在打老、歪寨及擺若一帶與從里暗河系統(tǒng)之間存在地下分水嶺，整個(gè)暗河系統(tǒng)的地下集雨面積約84km2，枯季流量約600L/s。

5 巖溶發(fā)育規(guī)律分析

根據(jù)區(qū)內(nèi)洼地、落水洞、溶洞及暗河等的分布及發(fā)育情況，區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育規(guī)律具有明顯特征。

5.1 巖溶發(fā)育強(qiáng)度、規(guī)模及范圍受巖性控制

區(qū)內(nèi)巖溶主要發(fā)育在P1m、P1q、C3mp及C2hn等較純碳酸鹽巖中，在這些地層中發(fā)育了從里暗河系統(tǒng)、油鬧暗河、擺同暗河及格網(wǎng)暗河等，巖溶強(qiáng)烈發(fā)育。T2b、T2x為碎屑巖，巖溶不發(fā)育，為從里、油鬧、擺同及格網(wǎng)暗河的兩側(cè)地下分水嶺邊界，暗河的發(fā)育受其限制(見圖1)。

5.2 巖溶發(fā)育的方向受地質(zhì)構(gòu)造控制

縱觀全區(qū)，巖溶洼地長軸向、暗河走向基本均為NW、SN或NE向，與區(qū)內(nèi)的巖層走向和構(gòu)造線走向基本一致，如從里暗河系統(tǒng)、油鬧暗河、擺同暗河及格網(wǎng)暗河等的巖溶管道發(fā)育方向基本沿巖層走向、斷層破碎帶或背斜軸部(見圖1)。

5.3 巖溶發(fā)育受地貌影響

在地形平緩或低洼地帶等利于地表水匯集地區(qū)，巖溶發(fā)育相對強(qiáng)烈。如從里暗河系統(tǒng)在其下部打高、打金、冗林、冗墓、龍灘一帶海拔相對較低，洼地、槽谷等發(fā)育，地下水匯集，地下巖溶管道、地下暗河等呈網(wǎng)狀發(fā)育(見圖1)。

6 小 結(jié)

木引鎮(zhèn)引水工程引用的水源為從里暗河系統(tǒng)、打高暗河地下水。區(qū)內(nèi)廣泛分布可溶碳酸鹽巖，發(fā)育打狼背斜及水塘向斜、妹場斷裂等。經(jīng)調(diào)查，巖溶發(fā)育強(qiáng)度、規(guī)模及范圍受巖性控制，發(fā)育的方向受地質(zhì)構(gòu)造控制。同時(shí)，巖溶發(fā)育也受地貌影響。

貴州是一個(gè)溫潤多雨的省份，每年降雨量達(dá)1000mm以上，從降雨上來說貴州并不缺水。但貴州碳酸鹽巖廣泛分布，分布區(qū)槽谷、洼地、落水洞、漏斗、溶隙、巖溶管道、地下暗河等較發(fā)育。降雨到達(dá)地表之后，通過槽谷、洼地底部的落水洞、漏斗、溶隙等快速入滲補(bǔ)給地下水，通過巖溶管道、地下暗河向較遠(yuǎn)的相對排泄基準(zhǔn)面運(yùn)移，多排泄于河谷岸坡坡腳，形成巖溶大泉。而在這些巖溶大泉的補(bǔ)給區(qū)由于降雨快速入滲地下而導(dǎo)致缺水嚴(yán)重，居住在這些區(qū)域的居民人畜飲水困難，為了解決當(dāng)?shù)厝诵?、種植物的用水只能抽取巖溶管道或地下暗河水。

碳酸鹽巖分布區(qū)引水工程的關(guān)鍵就是對引水水源巖溶水文地質(zhì)條件的研究，直接關(guān)系到工程的成敗。分析研究該工程引水水源的巖溶發(fā)育規(guī)律，對貴州喀斯特山區(qū)類似工程的建設(shè)具有借鑒意義。