(壹)巖溶水系統與主要巖溶含水層
調查表明,小平陽示範區位於紅水河流域壹級支流清水河與黔江支流達開河的分水嶺地帶,為桂中巖溶平原中島狀峰叢-峰林區與巖溶平原的過渡帶,是小平陽地下水系統的補給區。補給區地下水由峰林、峰叢山區向平原區徑流運移,在平原邊緣,由於水力梯度變化,雨季部分地下水出露或以季節泉的形式排出地表。枯季則以地下潛流向下遊運移(圖5-8)。
圖5-8 小平陽巖溶水系統水文地質略圖
Fig.5-8 Sketch map of hydrogeology in karst water systems in Xiaopingyang
1—峰林、峰叢補給區;2—峰林平原不純碳酸鹽巖區,弱富水帶;3—峰林平原純碳酸鹽巖區,強富水帶;4—地下水系統排泄帶;5—巖溶水系統山前內排帶;6—地下水流向;7—紅層埋藏巖溶區
區內主要含水層是強烈巖溶化的馬平群(C3Mp)和黃龍組(C2h)灰巖,上覆為相對隔水的棲霞組(P1q)灰巖,下伏為中等巖溶化大埔組(C2d)白雲巖。三層厚度都在300~500m。區內發育小型寬緩褶皺形態。示範區棲霞組灰巖位於壹個不規則向斜的軸部,翼部巖層傾角10°~30°,向斜軸大致呈北西—南東向穿過示範區中部,把兩翼含水層分為兩個相對獨立的巖溶水子流域:平塘子流域和青嶺子流域。前者的排泄區在三洲淩,後者在沅陵、車潭淩和牛眼車淩壹帶。其中沅陵為主排泄點。淺層巖溶含水層厚20~30m,由埋藏石林和風化殼型土被復合而成。大致可人為分出上下兩層。上層為相對連續的土層,厚0~10m;下層巖土犬牙交錯,土被呈囊狀產出,在較大溶槽處可厚10m以上。表生巖溶含水層借助埋藏漏鬥和埋藏豎井與中下部巖溶縫洞發育帶聯通。
(二)巖溶水循環與動態
小平陽巖溶水系統為清水河流域補給區的次級地下水系統,降水補給是該系統水資源的惟壹來源,受地形地貌、地質構造、巖溶發育和河流排泄基準面的控制,從巖溶石山裸露的峰林、峰叢補給區到峰林平原排泄區,地下水自北、東、南三面向西部地表河出境口方向運移、排泄。地下水位在區域上的變化顯示出該地下水系統發育有沅陵、三洲淩兩個排泄帶,地下水位由補給區的96~97 m到排泄區降為86~88 m,區域地下水水位相差10m(圖5-9)。在下遊匯水排泄區,地下水的水力梯度較小,在補給徑流區水力梯度較大。
圖5-9 小平陽巖溶水系統等水位線圖
(據陳偉海等,2005)
Fig.5-9 Contour map of water level in karst water systems in Xiaopingyang
受含水層介質的區域變化的影響,補給區與匯水盆地的地下水位出現高低2個水位平臺,小平陽與平塘之間,沿地層走向發育導水性明顯變弱的水文地質塊段,地下水運移不暢,以致形成上遊補給徑流區的水位平臺。據觀測,該巖溶水系統的水位變化與降雨補給的關系密切(圖5-10、圖5-11),從年變幅看,地下水位變動壹般在6~8 m,雨季地下水埋藏淺,枯季水位明顯下降。在臨近峰林補給區,地下水位的變化劇烈,即使在雨季,當缺少降雨補給時,月內水位變幅也可達5~6m。
圖5-10 小平陽巖溶平原區地下水年動態曲線圖
(據張之淦等,2005)
Fig.5-10 Curves of groundwater regime yearly in karst plain in Xiaopingyang
圖5-11 小平陽巖溶平原—峰林過渡帶地下水月動態變化曲線圖
Fig.5-11 Curves of groundwater regime monthly in peak-forest plain transitional zone in Xiaopingyang
(三)巖溶儲水構造特征
巖溶水蓄水構造的形成與含水層巖溶發育強烈有關,強巖溶帶的分布又受巖溶發育因素支配。因此,蓄水構造的分布取決於巖溶發育因素的組合條件,並可在區域調查的基礎上,通過分析巖溶發育帶形跡和巖溶發育因素區域配置關系進行預測。控制蓄水構造分布的區域巖溶發育因素主要有構造、巖性、地貌、流場和古巖溶。根據地下水勘探資料分析,該區巖溶地下水蓄水構造歸納為8種類型(表5-7)。在宏觀形態上有脈狀、層狀和和漏鬥狀(柱狀)三種。斷裂帶型和白雲砂囊型沿構造裂隙溶蝕而成,具明顯的脈狀產出特征;埋藏漏鬥(豎井)多發育在兩組裂隙交匯處,沿構造方向串珠狀排列,單體呈漏鬥狀(筒狀);白雲砂層和紅層底礫構造宏觀上為層狀,但其上又疊加了沿構造斷裂形成的脈狀富水構造,即宏觀層狀微觀脈狀。上述脈狀構造,向深部單條裂隙寬度逐漸減小,總體空隙度下降。物探方法容易識別的深度多在100~200m以內。
表5-7 小平陽巖溶蓄水構造類型及特征壹覽表 Tab.5-7 Types and characteristics of storage structures in Xiaopingyang