广西桂林市阳朔地区岩溶水特征

广西桂林市阳朔地区岩溶水特征

杨德强

广西壮族自治区三一0核地质大队广西桂林541213

摘要：广西桂林地区出露的地层以灰岩为主，各地发育着不同的岩溶地质和地貌，地下水分布极不均匀，工程地质条件差别也是巨大，为了大家对岩溶地区地下水有更深入的认识，以下对阳朔地区的岩溶水特征作详细分述，以起到对灰岩地区找水打井和工程地质勘探有一定的指导作用。

关键词：岩溶；地下水；地貌；特征

一、前言

在2013年至2015年间，我参加了广西“十二五”农村饮水安全工程桂林片的找水打井工程，并任该工程项目的技术负责。阳朔县是该工程的主要地区之一。通过二年多对该地区的水文地质调查和30多个水井钻探验证，对该区的岩溶特征，有了较深的认识。

阳朔县位于位于桂林市南部，属岭南山地西南部，总的地势是北高南低，地面标高一般100～230m。主要河流漓江属桂江支流，西江水系，珠江流域。由北而南贯穿阳朔县，是地表水和地下水的主要通道。地貌同桂林市地貌一样有着典型的“喀斯特”地貌。虽然该县河流众多，雨量充足，但是该县是灰岩地区，岩溶和地下河很发育，地下水分布极不均匀，局部地区也是严重缺水的。

二、气候、岩性及构造特征

（1）阳朔县属于亚热带湿润季风气候，炎热多雨，气候温和，四季分明，气候条件十分优越，年平均气温为18～19.3℃，每年降雨量主要集中在3月至8月，占全年降雨的73％-77％。而9月至次年2月仅占全年降雨量的23％-27％。年平均降雨量1677mm，最大2199mm，最小1219mm，多年平均水面蒸发量1255mm，多年平均陆面蒸发量815.28毫米。年平均相对湿度为80%。

（2）工作区内出露的地层主要有中、上泥盆统、下石炭统及第四系松散层。岩性以白云岩，白云质灰岩，灰岩为主，局部夹杂有细砂岩、泥质粉砂岩及页岩。覆土是第四系松散层，主要为碳酸盐岩形成的风化残积物，成分为泥质物、砂土和砂砾石土和粘土。小溪沟两侧为冲、洪积物，分选性差。厚度0.5～5m不等。

（3）地质构造以雁山大断裂为主，雁山断裂呈南北向西突的弧形构造，压扭性质。在工作区形成了扬堤背斜（白沙至阳朔县城）和朝田向斜（从潮田至福利），其次级构造很发育，比较大的有二组，其中一组是近东西向，这组构造比较密集，倾角陡，切割深，裂隙发育，含水丰富。另一组是北东向的。这两组构造常常相交，形成了网格状的构造分布格局。

三、岩溶与岩溶水的特征

岩溶是指流动的侵蚀性水流与可溶的岩石之间相互作用过程和由此产生的结果。其作用包括化学溶解、沉淀、水流冲蚀，重力崩塌及生物溶蚀等；作用结果指所形成的各种地貌形态，如溶沟、石芽、溶槽、落水洞、漏斗、洼地、峰林等地表形态和溶孔、溶隙、溶洞、管道等地下空间。

在温暖、湿热的气候，在地下水的溶蚀和流动作用下，可溶性的碳酸盐岩石就会慢慢地溶蚀带走，经过慢长的地质年代，就会形成各种各样的岩溶地貌。如：峰丛谷地、峰丛洼地、孤峰平原、地表溶沟、溶槽、残石、孤峰发育，地下溶洞、地下河十分发育，以冠岩溶洞、暗河为代表。碳酸盐岩岩性的差异，导致岩溶发育强弱不一，岩溶地貌类型各异。纯碳酸盐岩（灰岩、白云岩、白云质灰岩及灰质白云岩）一般发育为全岩溶地貌（峰丛洼地及峰林平原）；不纯的碳酸盐岩或间互夹层型碳酸盐岩发育为半岩溶地貌（丘岭谷地、丛丘谷地、缓丘台地及缓丘平原等）。纯度高的碳酸盐岩岩溶化程度高，岩溶发育强烈，岩溶地貌特征显著。

在垂直方向上，洞穴的发育亦十分强烈，从平原面以下100米左右至平原面以上300多米高度的空间都有程度不同的分布；尤以平原面上下70米左右的高度范围内为甚，是当今人类活动最频繁和开发利用最多的主要场所。

赋存于各种岩溶空隙中的地下水便是岩溶水。与其它类型的地下水相比，它的独特性在于不断改造其赋存环境，通过溶蚀的分异作用，使含水空间及本身的赋存趋于不均一性，常造成岩溶区地表严重缺水，而深部地下水富集并趋于“地下河系化”的现象。

岩溶水的基本特点是：水量丰富而不均一，在不均一之中又有相对均一的地段；含水系统中多重含水介质并存，既具有统一水位面的含水网络，又有相对孤立的管道流；既有向排泄区的运动，又有导水通道与蓄水网络之间的互相补排运动；水质水量动态受岩溶发育程度的控制，在强烈发育区，动态变化大，对大气降水或地表水的补给响应快；岩溶水既是赋存于溶孔、溶隙、溶洞中的水，又是改造其赋存环境的动力，不断促进含水空间的演化。现分述如下：

（1）岩溶水分布的不均一性

岩溶水的不均一性是指岩溶含水系统中不同地段富水的差异性和水力联系的各向异性。它是由于岩溶发育过程中的分异作用造成的，而且其不均一程度取决于岩溶发育程度。岩溶水的不均一性不但给岩溶水资源的勘探和评价带来困难，而且也控制了岩溶地区一些环境问题的分布和发展，如过量抽取地下水引起的地面塌陷常沿抽水降落漏斗的长轴方向延伸；污染质在岩溶含水层中的扩散晕，也常常表现出明显的各向异性，甚至线状分布。

（2）岩溶含水层的含水介质特征

碳酸盐岩地区并不一定都是岩溶含水层，在那些岩溶不发育，岩块致密，仍以原生孔隙为主的地区或地段，实际上是碳酸盐岩地区的“相对隔水层”。

岩溶水含水体中存在着溶蚀孔隙、微裂隙，层面等扩散流介质，溶蚀大裂隙含水介质和管道流介质，可以根据它们各自在岩体中所占的比例大小来划分岩溶含水层类型。

（3）岩溶水的运动特征

岩溶含水体中多重含水介质并存，所以导致岩溶水的运动非常复杂多变，总的来说可以概括为四个并存：层流和紊流并存；在压流和无压流并存；统一水流与孤立水流并存；明流与伏流并存。

岩溶水的运动速度变化很大，因此其流态变化也很复杂。在溶孔、溶隙中，地下水缓慢地渗流，水流流态属于层流状态；而在溶洞、暗河等岩溶管道中，地下水流速大，最快可达2400m/h，显然处于紊流状态；在介于两者之间的大裂隙中则多显示过渡的混合流状态。

（4）岩溶水的补给、排泄、和动态特征

①溶孔裂隙水

a补给仍以缓慢地入渗补给为主，岩溶水量、水位等动态滞后于降雨可达数月之久。

b有统一的地下水位面及较完整的降落漏斗，各个方向上渗透性及水力联系相似。

C地下径流以扩散流为主，排泄以大泉集中式排泄为主，动态相对稳定，年变幅小，不具备暴涨暴落的水文型动态，泉水流量和数年前降水有关。

d地下水动态常具有多年周期性变化。

e局部可以发育溶孔溶隙及小管道共同组成的强含水段。

②管道流

在岩溶强烈发育地区，地下管道极其发育。管道水在整个岩溶含水体中占据重要地位并控制了区域水文地质特征。由于管道含水空间较大，因此导致其水流特征完全不同于溶孔溶隙水。管道流在漏斗、竖井、落水洞、地下暗河入口，封闭洼地中接受集中式迅速的补给，以流入、灌入式补给为主，在管道中快速集中径流，向地下暗河出口或以大泉形式排泄。

③溶孔溶隙——管道双重介质流

总体来说，它的特征介于前两种介质之间，既有局部快速补给，又有大部分地区沿溶孔溶隙的缓慢下渗；既有管道中的集中流，又有其周围裂隙溶隙中的扩散流；既向排泄区运动，双重介质间也有侧向运动，管道起疏水、导水作用，而溶隙则起储水作用，不同季节互相补给，在水文过程线上，管道流代表峰值部分，溶孔溶隙流代表其基流部分。

（5）岩溶水的化学特征

岩溶水的化学特征与水的补给交替强度密切相关，在补给区受降雨稀释作用，一般矿化度较小；随着向深部或排泄区运动，不断溶解含水介质壁上的岩石，矿化度不断增大，最后每升可达数克，水型也可能转变为SO4-HCO3-Ca型水。

参考文献

[1]《广西阳朔县“十二五”农村饮水安全工程》找水打井报告

[2]桂林市阳朔县气象资料

[3]1：20万广西水文地质调查报告