粵北地區(qū)巖溶水系統(tǒng)的補(bǔ)徑排及動(dòng)態(tài)變化特征

盧勝華

摘 要：結(jié)合近年來實(shí)施的粵北巖溶石山地區(qū)地下水勘查與監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，根據(jù)巖溶水系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)其補(bǔ)徑排進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，巖溶水系統(tǒng)通過點(diǎn)線面補(bǔ)給，裂隙徑蓄系統(tǒng)、裂隙管道徑蓄系統(tǒng)進(jìn)行徑流，地下水通過分散排泄、集中排泄、遠(yuǎn)基多級(jí)排泄三種排泄方式排出地表。巖溶水系統(tǒng)內(nèi)的泉、地下河四個(gè)動(dòng)態(tài)變化特征：排泄量在季節(jié)分配上具有不均勻性、流量動(dòng)態(tài)的穩(wěn)定性較差、流量隨降雨時(shí)空變化而變化、對(duì)降雨的補(bǔ)給具有較高的敏感性。

關(guān)鍵詞：粵北地區(qū)；巖溶水系統(tǒng)；補(bǔ)徑排；動(dòng)態(tài)變化

粵北巖溶石山地區(qū)位于廣東省北部山區(qū)，地理坐標(biāo)：東經(jīng)112°02′～114°18′，北緯23°32′～25°31′，總面積28430.45km2，約占全省總面積的16.1%。其中，碳酸鹽巖分布區(qū)面積約為9378.14km2，約占全省碳酸鹽巖總面積的77.4%。區(qū)內(nèi)地層巖性變化大，地形地貌多樣，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，補(bǔ)徑排及動(dòng)態(tài)變化特征在區(qū)內(nèi)不同地帶或不同尺度的巖溶水系統(tǒng)內(nèi)具有不同的特征。

1 補(bǔ)給特征

1.1 補(bǔ)給來源

區(qū)內(nèi)巖溶水系統(tǒng)的補(bǔ)給來源主要是大氣降水補(bǔ)給，部分系統(tǒng)有第四系孔隙水的補(bǔ)給、相鄰系統(tǒng)的側(cè)向補(bǔ)給和非巖溶區(qū)的地表水補(bǔ)給。

1.2 補(bǔ)給形式

1.2.1 點(diǎn)狀灌入補(bǔ)給

在區(qū)內(nèi)的巖溶洼（谷）地區(qū)，大氣降水降落到地面以后，除一部分雨水通過具有高滲透能力的表層巖溶裂隙快速滲入表層巖溶帶的蓄水空間內(nèi)形成表層巖溶帶地下水外，大部分形成坡面流并通過巖溶洼（谷）地區(qū)的負(fù)地形匯聚，在洼（谷）地底部直接沿落水洞、地下河天窗、豎井、漏斗等注入地下補(bǔ)給飽水帶巖溶地下水。其補(bǔ)給動(dòng)態(tài)在總體上明顯地受降雨強(qiáng)度及降雨量在年內(nèi)分布的制約，具有點(diǎn)狀、非連續(xù)脈沖式、快速補(bǔ)給的特征。這種補(bǔ)給形式在殘丘寬谷或緩丘波地地貌區(qū)的局部也存在，但遠(yuǎn)不如巖溶洼（谷）地區(qū)明顯。

1.2.2 線狀側(cè)向滲漏補(bǔ)給

在巖溶洼（谷）地與殘丘寬谷地貌區(qū)的交接地帶，巖溶洼（谷）地區(qū)的巖溶地下水，除以地下河出口或巖溶大泉的形式排泄形成地表河流的源頭外，仍有部分地下水在兩地貌區(qū)分界線附近一帶以潛流的方式呈線狀補(bǔ)給殘丘寬谷區(qū)的巖溶地下水。

1.2.3 面狀入滲補(bǔ)給

在區(qū)內(nèi)殘丘寬谷地及緩丘坡地地貌區(qū)，大氣降水降落到地面以后，除一部分坡面流通過地表溝渠直接匯入當(dāng)?shù)睾恿餍纬傻乇韽搅魍猓溆嗖糠种饕峭ㄟ^第四系土層孔隙入滲補(bǔ)給其下伏的巖溶地下水，具有面狀、連續(xù)、慢速補(bǔ)給的特征。這種補(bǔ)給形式在巖溶洼（谷）地地貌區(qū)的局部也存在，但遠(yuǎn)不如殘丘寬谷或緩丘坡地地貌區(qū)明顯。

2 徑流、蓄積特征

在區(qū)內(nèi)不同地質(zhì)地貌環(huán)境條件下，主要發(fā)育分布著兩類結(jié)構(gòu)不同的巖溶含水系統(tǒng)，而系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)將直接影響著其水流系統(tǒng)的特征。因此，不同結(jié)構(gòu)的巖溶含水系統(tǒng)和水流系統(tǒng)組成的巖溶水系統(tǒng)對(duì)巖溶地下水具有不同的徑流和積蓄特征。根據(jù)巖溶含水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，區(qū)內(nèi)的巖溶水系統(tǒng)可劃分為裂隙徑蓄系統(tǒng)和裂隙管道徑蓄系統(tǒng)兩類。

2.1 裂隙徑蓄系統(tǒng)

裂隙徑蓄系統(tǒng)是指主要以構(gòu)造裂隙、溶蝕裂隙、節(jié)理及層理等組合構(gòu)成地下巖溶空間網(wǎng)絡(luò)為地下水運(yùn)移、積蓄空間的含水系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)各種巖溶空間的導(dǎo)水能力相對(duì)較弱，地下水分散積蓄、分散傳輸、傳輸水量小，地下水的運(yùn)移速度相對(duì)緩慢；但這類含水系統(tǒng)內(nèi)地下水的蓄存總量大，調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，是區(qū)內(nèi)巖溶地下水系統(tǒng)內(nèi)的含水主體。如，區(qū)內(nèi)的馬壩-大塘向斜北西翼巖溶水系統(tǒng)、小江向斜巖溶水系統(tǒng)、松塘谷地巖溶水系統(tǒng)等屬之。地貌上表現(xiàn)為以殘丘寬谷地及緩丘坡為主，部分地段分布有溶蝕洼（谷）地地貌。地表河流分布其中，地下水流場(chǎng)以面狀網(wǎng)絡(luò)匯流為主要特征。

2.2 裂隙管道徑蓄系統(tǒng)

裂隙管道徑蓄系統(tǒng)是指巖溶含水系統(tǒng)上部主要以各種溶蝕裂隙網(wǎng)絡(luò)、表層巖溶帶各種溶蝕空間（局部存在個(gè)別垂向通道）為地下水運(yùn)移、積蓄空間，而下部則以水平通道（現(xiàn)代地下河或伏流管道等）地下巖溶空間為地下水運(yùn)移、積蓄空間的含水系統(tǒng)。系統(tǒng)上部裂隙網(wǎng)絡(luò)含水空間的導(dǎo)水能力相對(duì)較弱、傳輸水量小且分散傳輸，地下水的運(yùn)移速度相對(duì)緩慢，分散積蓄；但其內(nèi)地下水的蓄存總量大，調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，是裂隙管道徑蓄系統(tǒng)（地下河系統(tǒng)）內(nèi)巖溶地下水積蓄的主體空間。在枯水期，地下河的基流便是來自這些裂隙系統(tǒng)細(xì)小溶隙中的地下水，這是枯水期地下河的水位趨于穩(wěn)定后，地下河出口仍繼續(xù)維持一定基流的原因；而系統(tǒng)下部的水平通道（現(xiàn)代地下河或伏流管道等）含水空間的導(dǎo)水能力強(qiáng)、傳輸水量大且集中傳輸，地下水的運(yùn)移速度快，積蓄集中；但其內(nèi)地下水的蓄存總量小，調(diào)節(jié)能力差，是裂隙管道徑蓄系統(tǒng)（地下河系統(tǒng)）內(nèi)巖溶地下水徑流的主體空間。如，分布于區(qū)內(nèi)的大橋向斜巖溶水系統(tǒng)、稱架-陽城-水口巖溶水系統(tǒng)、古母水-波羅巖溶水系統(tǒng)等系統(tǒng)屬之。地貌上表現(xiàn)為巖溶洼（谷）地為主，局部地段分布有非巖溶區(qū)的常態(tài)中、低山地貌。地表河流不發(fā)育，地下水流場(chǎng)以面狀裂隙慢速匯流與線狀管道快速徑流的組合為主要特征。

3 排泄特征

3.1 排泄方式

地下水的排泄方式與地下水的類型有關(guān)，也與所處的地形地貌部位有關(guān)，從而形成了不同的排泄方式，區(qū)內(nèi)地下水系統(tǒng)的排泄主要有如下三種方式：

3.1.1 分散排泄：在區(qū)內(nèi)分散排泄地區(qū)，地下水主要分散徑流于巖層的裂隙網(wǎng)絡(luò)中，在沒有特殊的地質(zhì)構(gòu)造控制下，地下水多呈分散的小泉群或分散潛流狀在地勢(shì)低洼地帶分散排出地表。如陂頭向斜巖溶水系統(tǒng)、瑤山北部斷裂帶巖溶水系統(tǒng)、壩仔東部裂隙水系統(tǒng)、江灣裂隙水系統(tǒng)等屬之。

3.1.2集中排泄：在集中排泄地帶，巖溶水主要以溶洞管道或深大的裂隙管道為巖溶水的運(yùn)移和排泄通道，多以巖溶大泉或地下河出口的形式在巖溶洼（谷）地區(qū)與殘丘寬谷區(qū)的交接地帶集中排向地表成為地表支流的源頭。如樟市盆地巖溶水系統(tǒng)、羅坑盆地巖溶水系統(tǒng)、稱架-陽城-水口巖溶水系統(tǒng)、古母水-波羅巖溶水系統(tǒng)等屬之。

3.1.3遠(yuǎn)基多級(jí)排泄：由于局部地帶巖溶地下水的排泄與當(dāng)?shù)睾恿鞯呐判够鶞?zhǔn)面高程相差尚較大，當(dāng)?shù)睾恿鲗?duì)巖溶地下水的排泄尚未起到控制作用，于是巖溶地下水在尚未達(dá)到當(dāng)?shù)睾恿髋判够鶞?zhǔn)面而在相對(duì)較高的不同高程上適當(dāng)?shù)牡孛膊课痪团懦龅乇?，形成遠(yuǎn)離在當(dāng)?shù)睾恿髋判够鶞?zhǔn)面以上高差不等的多級(jí)排泄的特征。

4 動(dòng)態(tài)特征

本次工作建立地下水流量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)站（點(diǎn)）101個(gè)，水點(diǎn)類別有地下河出口、上升泉、下降泉、溫?zé)崛?。?duì)各長(zhǎng)觀點(diǎn)流量動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，結(jié)果顯示區(qū)內(nèi)巖溶水系統(tǒng)的流量動(dòng)態(tài)具有如下幾個(gè)重要的特征：

4.1 年內(nèi)各泉及地下河的排泄量在季節(jié)分配上具有不均勻性，主要集中在每年的3-7月份，地下河表現(xiàn)得尤為明顯（圖1）。

以泉點(diǎn)Q83、地下河AC92、AC119、AC127為例，各泉（地下河）年內(nèi)排泄高峰均在每年的3-7月份。

4.2 各泉（地下河）的流量動(dòng)態(tài)的穩(wěn)定性較差。參照地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)規(guī)程DZ/T0133-1994，對(duì)各長(zhǎng)觀點(diǎn)流量進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，地下河與下降泉的不穩(wěn)定性（包括極不穩(wěn)定）高達(dá)55%以上。

4.3 流量隨降雨時(shí)空變化而變化。以長(zhǎng)觀點(diǎn)Q215（乳源）和長(zhǎng)觀點(diǎn)Q184（英德）為例，在時(shí)間上，兩泉點(diǎn)流量均隨季節(jié)的變化而變化，變化趨勢(shì)明顯；在空間上，同為2009年1月至12月的降雨與泉點(diǎn)流量數(shù)據(jù)，乳源最大降雨月份晚于英德一個(gè)月，相對(duì)應(yīng)的Q215最大流量出現(xiàn)于7月份，而Q184年最大流量出現(xiàn)于6月份（圖2）。

4.4 各泉及地下河對(duì)降雨的補(bǔ)給具有較高的敏感性，在本次觀測(cè)精度上，滯后現(xiàn)象不明顯。以英德片區(qū)為例，地下河AC119、泉點(diǎn)Q203、Q44、Q184、Q38流量對(duì)降雨的響應(yīng)較為靈敏（圖3）。

項(xiàng)目來源：粵北巖溶石山地區(qū)和雷州半島地區(qū)地下水資源勘查監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

參考文獻(xiàn)

[1]王淵，劉遠(yuǎn)鋒，等.粵北巖溶石山地區(qū)和雷州半島地區(qū)地下水資源勘查監(jiān)測(cè)報(bào)告（粵北巖溶石山地區(qū)）[R].廣東省國(guó)土資源廳，廣東省地質(zhì)局.2011.11.

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