川東北紅層區(qū)地下水賦存特征及影響因素——以達(dá)萬鐵路沿線車站供水工程為例

毛茂兵

（四川省地礦局成都水文隊(duì)，成都 610072

達(dá)（州）萬（州）鐵路位于四川盆地東北邊緣的高山—丘陵地帶，區(qū)內(nèi)溝壑縱橫，地形復(fù)雜多變，背斜成山，緊密狹窄，向斜為丘，寬廣平緩；出露地層巖性主要為志留系中統(tǒng)沙溪廟組（J2s）泥巖、砂巖和薄層粉砂巖以及下統(tǒng)自流井組（J1z）泥巖、砂巖及薄層頁(yè)巖等，屬紅層區(qū)。所謂紅層是指在大陸環(huán)境下形成的紅色沉積層，主要以砂巖、泥巖等組成，局部夾有薄層粉砂巖、頁(yè)巖等；紅色為沉積物中高價(jià)氧化鐵形成，顯示在大氣中受氧化作用。

為了保證達(dá)萬鐵路沿線十座新建車站的生產(chǎn)生活供水充足和安全，擬在以車站站房為中心、1km半徑內(nèi)尋找可靠的地下水水源，水量30～50t/d，水質(zhì)滿足國(guó)家相關(guān)規(guī)范。

通過對(duì)上述十座新建車站供水工程井位的選擇、鉆探巖芯揭露含水層位、抽水試驗(yàn)和水質(zhì)檢測(cè)等資料的分析、研究和總結(jié)，見下表，得出川東北紅層區(qū)地下水主要賦存特征及影響因素，為川東北紅層區(qū)或類似紅層區(qū)內(nèi)找水打井提供一定的指示意義。

1 地下水主要賦存特征

1.1 地形地貌特征

一般而言，寬緩槽谷或平壩地貌區(qū)內(nèi)地下水富水性強(qiáng)，地下水水量穩(wěn)定，井位宜選擇在兩溝交匯、洼地、強(qiáng)風(fēng)化發(fā)育帶；中低山溝谷、河谷地貌區(qū)內(nèi)地下水分布受巖性和構(gòu)造控制明顯，井位宜選擇在溝谷或裂隙發(fā)育帶，地下水水量相對(duì)不穩(wěn)定。

1.2 地質(zhì)條件與地質(zhì)構(gòu)造特征

紅層區(qū)巖性以砂巖、泥巖為主，一般而言，平坦地貌區(qū)位于向斜軸部，巖性以泥巖為主，巖層產(chǎn)狀平緩，風(fēng)化裂隙發(fā)育且發(fā)育深度可達(dá) 50m，為地下水的運(yùn)移和存儲(chǔ)提供了良好的空間；中低山地貌區(qū)位于背斜軸部或兩翼，巖性以砂巖、泥巖為主，巖層產(chǎn)狀陡，構(gòu)造裂隙發(fā)育，地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄受巖性和裂隙所控制。

1.3 主要地下水類型及富水性特征

1.3.1 風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水

紅層（尤其是泥巖）長(zhǎng)期裸露于地表，易風(fēng)化，加之后期的構(gòu)造改造作用，形成了一定深度的風(fēng)化帶，裂隙密集，貫通性好，在地貌條件適宜的地區(qū)（一般為寬緩向斜軸部，地形平緩開闊）形成風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水，富水性好。

1.3.2 構(gòu)造裂隙水

構(gòu)造裂隙主要分布于背斜軸部或兩翼砂巖層內(nèi)，裂隙密度小，張開度較大，傾角較陡，通常以泉點(diǎn)的形式排出地表，但其埋藏深度不一，富水性變化大。

總體來說，風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙構(gòu)成了區(qū)域基巖地下水存儲(chǔ)、運(yùn)移的空間，而裂隙又受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的影響和控制，故地質(zhì)構(gòu)造是控制地下水形成和富水性變化的決定性條件；其次，地層巖性為地下水的賦存和運(yùn)移提供了先決條件—物質(zhì)基礎(chǔ)，包括巖層的軟硬程度、厚度、成層組合特征等；最后，同一地區(qū)的地下水徑流系統(tǒng)與地表徑流系統(tǒng)往往具有空間展布的一致性。所以，地形地貌既是巖性、構(gòu)造及外營(yíng)力地質(zhì)作用的結(jié)果，同時(shí)又是接受降水補(bǔ)給的重要條件，地形地貌、地質(zhì)條件、地質(zhì)構(gòu)造和地下水類型及富水性之間是協(xié)調(diào)統(tǒng)一、互為因果的。

達(dá)萬鐵路沿線十座新建車站供水井情況一覽表

2 影響地下水賦存的主要影響因素

2.1 氣候因素

川東北屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，降水多分布在7-9月，10月至次年3月往往為枯水期，通過對(duì)上述水井水量的追蹤查詢，水井出水量在一定程度上與降水水量呈正相關(guān)。

2.2 巖性、裂隙和地貌因素

巖性、裂隙和地貌因素之間是協(xié)調(diào)統(tǒng)一、互為因果的，泥巖是區(qū)內(nèi)主要含水地層，一般形成風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水，水量穩(wěn)定且豐富。砂巖一般形成構(gòu)造裂隙水，富水性變化大，一般具有承壓性質(zhì)。地形起伏大，切割細(xì)小的地形不利于地下水的富集；寬緩槽谷或其交匯處往往是地下水的徑流、排泄區(qū)，水量豐富。另外，地質(zhì)構(gòu)造如斷層等決定了地下水的匯水區(qū)域和運(yùn)移方向，巖層傾角位于5°-30°區(qū)域更有利于地下水的匯集，某些斷層往往具有良好的導(dǎo)水性能，斷層帶內(nèi)地下水水量穩(wěn)定而豐富，是供水的理想?yún)^(qū)域，但其野外識(shí)別和井位選擇是其難點(diǎn)。

3 結(jié)論

紅層區(qū)地下水的賦存特征是由含水層自身?xiàng)l件及其所處的外部地質(zhì)環(huán)境密切相關(guān)的，一般而言，嶺、丘貧水，丘間溝谷、洼地富水，地下水的富水性主要受地形地貌、地質(zhì)條件和地質(zhì)構(gòu)造、裂隙發(fā)育程度和氣候等因素所控制，巖性、裂隙和地貌是協(xié)調(diào)統(tǒng)一、互為因果關(guān)系，只要掌握好其賦存特征及影響因素，對(duì)于水井井位的選擇來說，往往可以達(dá)到事半功倍的效果。