易门谷盆北部大椿树—双龙村溶蚀洼地水文地质特征分析

易门谷盆北部大椿树—双龙村溶蚀洼地水文地质特征分析

李正元,霍思宇,李建荣

李正元、霍思宇、李建荣

云南省有色局地质三一三队

摘要：易门谷盆北部大椿树—双龙村溶蚀洼地区现属易门县特色陶瓷工业园区，该区以碳酸盐岩溶地层为主，易门旋卷构造发有一系列北东走向的背向斜褶皱和南部发育一系列向南突出的有规律地排列的背向斜褶皱。大龙口组(Pt2d)地层岩性以碳酸盐岩灰岩类为主，为中等～强富水性的岩溶地下水含水层，本区为低缓溶蚀坡谷型中的灰质岩亚型，在垂向上岩溶发育划分为二个带（A、C带）。总体上地下水质为重碳酸型水。该富水块段地下水资源量为952.1l/s，达大型供水水源地。

关键词：工业园区、岩溶水文地质类型、富水块段、地下水化学成分、地下水资源量

1概述

易门谷盆北部地区是指以大椿树、韩所、双龙村等溶蚀洼地地下水径流排泄区及北部坡立谷地下水补给径流区的统称，该区现为易门县特色陶瓷工业园区，从上个世纪八十年代初起至今已有冶金、建材、化工、陶瓷等数十家企业在此落地生根。由于该工业园区内建设初期无系统的生产生活用水供水水源和设施。所以从上个世纪八十年代初起至本世纪头十年中期入户园区的企业都自行凿井取水供生产生活用。因缺乏有效的管理措施和监管机制，导致这时期大椿树—双龙村地区地下水无序过度开采。同时，工业园区入户企业的不断增加，加大了生产污水的排放。另有企业的选址位于地表岩溶附近，生产排污处理不当，通过地表落水洞直接进入岩溶地下水系统，加大了该地区地质环境负荷。两者都在改变和破坏水文地质和地质环境的平衡，对生态环境带来了负面效应。

由于本人工作地质队在易门县长期从事矿产地质、水文地质、工程地质工作，收集和掌握了易门地区较多地质、水文地质等基础地质资料。并有专门的分队对区内地层岩性、地质构造、水文地质条件、地下水赋存状态和动态变化、地下水资源等进行工作。所以此文是以前人地质资料为基础，结合自己工作实践,试图对该区地下水水文地质特征进行浅析。

2水文地质单元划分

大椿树—双龙村溶蚀洼地地下水分布区为易门谷盆内次级独立地下水文地质单元系统，该区西部以大椿树加油站—红通箐—小石坡为大(小)龙口与双龙潭南北向分水岭。小石坡—马鞍山—杀牛山—杨保庄为易门谷盆与六街洼地间近东西向分水岭。东部由于罗茨—易门活动断裂作用使其东侧昆阳群黑山头组（Pt2hs）抬升，该地层以板岩类相对隔水层为主，在东部形成厚大的隔水边界(帷幕)，南部由于易门旋卷构造构造向易门谷盆倾伏及走向发生转变使昆阳群大龙口组（Pt2d）碳酸盐岩岩溶含水地层深埋，美党组（Pt2m）板岩类相对隔水层在毛家山－双龙村及易门谷盆大面积出露，并呈东西走向分布，地层埋深低于双龙潭泉水出露标高，形成椿树—双龙村溶蚀洼地南部的隔水边界（见图1：易门县谷盆北部地区水文地质图）。

该区除美党组（Pt2m）非岩溶地层部分覆盖在大龙口组（Pt2d）碳酸盐岩之上，其它大部份地层直接裸露地表，接受大气降水补给，大椿树—双龙村溶蚀洼地区为地下水集中径流区，经过近东西向无能运移后在东南部的大小双龙潭以泉水的方式进行排泄。由于区内集中了十多口供水深水井，人工取水是另一排泄方式。

3岩溶发育特征

3.1地层岩性的可溶性

本区地层发育有昆阳群美党组（Pt2m）非岩溶相对隔水层和大龙口组（Pt2d）碳酸盐岩岩溶含水层，溶蚀洼地和山坡平缓地带分布有第四系（Q）松散堆积层。由新到老叙述如下：

（1）第四系（Q）残坡积、冲洪积相对含（隔）水层：褐黄色、褐红色含砾粘性土、砂砾石类，弱透水性，含毛细水或上层滞水。

（2）美党组（Pt2m）板岩类相对隔水层夹碳酸盐岩岩溶含水层（体）：灰色薄～中厚层状板岩、砂质板岩、千枚状板岩等，下部夹灰岩层或灰岩透镜体，板岩类中含构造裂隙水，赋水性较差，酸盐岩岩溶含水层（透镜体），赋水性较好，根据已有资料厚度约2992m，分布于北东部及南部。

（3）大龙口组（Pt2d）碳酸盐岩岩溶含水层，在易门地区划分为七段，自上而下分述如下：

易门谷盆北部地区大龙口组(Pt2d)地层岩性以碳酸盐岩灰岩类为主，间夹非岩溶板岩类。以水泥用石灰岩矿物成分分析为例，岩石(矿石)主要矿物成分为方解石，含量80～100%，粒径0.03～1mm之间。石灰石矿(Ⅰ、Ⅱ级品)化学成分CaO48.99～54.36%,MgO1.22～0.23%，顶底板灰岩化学成分CaO39.27～42.72%,MgO1.36～1.76%，夹层灰岩CaO30.86%,MgO2.11%。石灰岩中隨CaO，MgO化学成分含量的变化，其CaO/MgO比值分别为：40.16～236.35，28.87～24.027，14.62。总体上CaO/MgO＞22，石灰岩的比溶解度变化在1～1.2之间，比溶蚀度与矿物成分相关性呈平缓的直线型，石灰岩为可溶性强的碳酸盐岩类，岩溶也最容易发育，地层岩性稳定，构成了中等～强富水性的岩溶地下水含水层，根据已有资料该组地层厚度约2156m，石灰岩地层在分布有地表直接裸露和埋藏于美党组（Pt2m）板岩之下两类型，分布于大椿树——双龙村整个溶蚀洼地。

3.2地质构造对岩溶控制作用

该地区东部的罗茨～易门活动断裂为主要断裂构造，控制着该地区东部的水文地质条件。其西部发育的易门旋卷构造北段由昆阳群大龙口组（Pt2d）灰岩与美党组（Pt2m）板岩构成北北东走向，向南倾伏的宽缓背向斜，自西向东发育有红通箐向斜、麻疯寨背斜、螃蟹箐背向斜等。南部形成向南突出，北西—南东走向的有规律排列的背向斜褶皱。通过地质调查北段地表岩溶以落水洞、漏斗等垂直发育的岩溶为主，集中发育于各背斜轴部附近，落水洞等岩溶展布方向与各背斜轴部延伸方向基本一致。在大椿树—双龙村溶蚀洼地岩溶发育受近东西走向断层控制，地质构造对岩溶发育控制作用明显。岩溶发育特征为北部以垂直发育为主，常见开敞式的井状落水洞、垂直型溶隙、锥状漏斗、洼地等组合形态，无充填物。向南逐渐过渡发育隐蔽式的近水平的碟状漏斗，长形洼地、溶隙等，粘土地、碎石半充填，显示水平发育特点，形成暗河、伏流、溶洞。

4岩溶水文地质结构

4.1岩溶水文地质类型

碳酸盐岩类地层分布区由地质条件、自然地貌环境、岩溶形态的组合与布局构成不同的岩溶类型。大椿树地区酸盐岩类地层昆阳群大龙口组（Pt2d）七个岩性段均以碳酸盐岩为主，夹少量板岩类，为可溶性强的碳酸盐岩类，岩溶容易发育，地层岩性稳定，构成了中等～强富水性的岩溶地下水含水层。地下水流向和通道受背向斜褶皱和断层构造控制，岩溶水文地质类型属低缓溶蚀坡谷型中的灰质岩亚型。

4.2岩溶地下水动力条件及富水性

本区为低缓溶蚀坡谷型中的灰质岩亚型，在垂向上岩溶发育划分为二个带（A、C二带，缺失B带），Af带岩溶发育强而不均一，富水性一般较弱或不均匀的溶洞，大溶隙带，称不均一的强岩溶发育带，多分布在补给区。发育深度（带底深度）约为50ｍ，该带位于岩溶坡立谷区，地下水以岩溶管道水为主，呈管状急变流。C带岩溶发育弱而不均一，富水性弱的稀散溶隙带，称不均一的弱岩溶发育带。各水动力域均有分布。发育深度（带底深度）约大于100ｍ，该带位

于溶蚀洼地（径流排泄区），地下水以溶隙水为主，呈管状缓变流—缓慢流(见图2：易门北低缓溶蚀坡谷型岩溶水文地质结构模式图)。

根据在大椿树—双龙村溶蚀洼地内勘察施工的17口水文地质供水井资料统计：在岩溶坡立谷及溶蚀洼地边缘中分布有7口供水井，单位涌水量q=9.25-32.43l/s，平均单位涌水量qu=20.84l/s。在溶蚀洼地中分布有10口供水井，单位涌水量q=1.63-9.25l/s，平均单位涌水量qu=5.85l/s，单位涌水量变化率达356%。岩溶地下水在径流—排泄区总体上呈岩溶坡立谷及溶蚀洼地边缘富水性强，在溶蚀洼地内富水性较弱的特点，符合该地区岩溶地下水动力条件分带特征。

4.3岩溶地下水分带

岩溶地下水在补给、径流区由于存在地下水动力条件差异，所以岩溶地下水分带及埋深也有区别。根据我队在大椿树—双龙村溶蚀洼地内勘察施工的水文地质资料：钻孔岩芯节理裂隙发育，岩溶多发育溶孔、溶隙等，无大规模的落水洞，漏斗等垂直发育的岩溶，且岩溶发育深度已低于当地浸蚀基准面标高，存在深岩溶带，但岩溶发育较弱，规模小。地下水以溶隙水为主，呈管状缓变流—缓慢流。

根据水文地质资料统计：在溶蚀洼地(地下水径流--排泄区)地下水垂直渗透带深度一般0-30.0m，季节变动带枯水期地下水位埋深40.0—42.0ｍ，降水期地下水位埋深24ｍ，地下水位动态变化达16.0—18.0ｍ，动态变化较大，枯水期地下水位埋深以下为水平变动带(见图3：地下水位垂直变化动态图)。

4.4岩溶地下水化学成分

本次收集了我队生活用供水井、易门水厂、易门大龙口、易门自来水厂等碳酸盐岩溶地层中供水井、泉水的水质分析成果资料。并对部分成果进行对比（见表1：易门地区部份取水井地下水化学成分分析统计表）。

表1:易门地区部份取水井地下水化学成分分析统计表

从表中统计结果分析各项化学成份指标范围值发：PH值7.33－8.15，CaCo3-190.5－219.12，Fe2+0.03－0.05，Mn2+＜0.1，Cu2+＜0.2，Zn2+＜0.2，As2+＜0.01－0.036，Hg＋＜0.0005，硫酸盐4.0－46.0，氯化物＜0.1－1.97，氟化物0.1－0.18，氰化物＜0.002，溶解性总固体203.00－260.0，硝酸盐0.18－1.58，亚硝酸盐＜0.001－0.002。易门地区岩溶地下水水质总体为弱碱性水，不同取水点相同离子分析数值差值较小，地下水类型为HCaCo3—Ca.Mg。

5地下水开发利用现状

5.1地下水资源评价

大椿树—双龙村溶蚀洼地处于易门旋卷构造内旋层部位，该带背向斜褶皱紧密，节理裂隙、构造隙极为发育，南部易门谷盆分布有厚大的昆阳群美党组（Pt2m）板岩类隔水层，有利于地下水的富集、移动、排泄，形成了大椿树—韩所—双龙村—下江口等岩溶地下水的富水块段。

根据区域水文地质资料，该富水块段径流面积S=40.67km2，平均径流模数Mo=23.41L/s.km2，地下水资源量计算公式如下：

Q=S×Mo=40.67×23.41=952.1(l/s)

S—径流面积（km2）

Mo—平均径流模数（l/s.km2）

该富水块段地下水资源量为952.1l/s，达大型供水水源地。本次对工业区内已有的供水井涌水量统计（见表2：大椿树陶瓷工业园区供水井分布一览表），而在区内所施工的17口水文地质供水井取水量为204.35l/s（1.77万m3），已达中型供水水源。占地下水资源总量的21%，地下水资源尚有取水空间。

表2:大椿树陶瓷工业园区供水井分布一览表

5.2地下水开发现状

易门谷盆北部大椿树—双龙树溶蚀洼地地下水开采起于上世纪八十年代初，八十年代地下水开采主要是外来迁入该地落户的企事业单位生活用水供水。九十年代地下水的开采主要是落户在该地的易门冶炼厂、易门水泥厂、大椿树水泥厂等企业生产生活用水供水。二○○○年至二○○八年这段时期有冶金、建材、化工、陶瓷等众多企业落户，各家企业为解决生产用水，各私自施工深水井抽取地下水供生产生活用。至今仍有陶瓷企业陆续入住园区，政府相关管理部门已禁止私自开采地下水。

从上个世纪八十年代初起至二○○六年这段时期地下水开采总体表现为：

(1)该地区由于前期无地表水供水管线及设施，企事业单位入住后，只能自己解决生产生活用水问题，多数单位都采取了施工深水井取水供水的方法。

(2)在该地区对地下水开采无统一的规划、水资源论证、对地质环境影响评价，只是各行其是的布置井位、施工取水。

(3)地下水开采没有经过行政部门的审批许可，相关部门缺乏有效的管理措施和监管机制。

随着国家对地下水资源管理的各项政策措施出台，并且该地区定位为易门县特色陶瓷工业园区。从二○○六年起当地水利管理部门加强了该区地下水资源管理，严格禁止地下水开采，架设输水管道和供水设备，引用岔河水库、丰收水库等库水统一规划解决园区内各企业的生产生活用水供水。同时对已有供水机井采取封井禁止抽水的措施，基本杜绝地下水无序过度开采。

6结语

本次从地层岩性的可溶性、地质构造对岩溶发育的影响、岩溶水文地质类型、地下水动力条件，地下水分带，地下水富水块段特征、地下水化学类型等方面论述大椿树—双龙村溶蚀洼地水文地质特征。并对地下水开发利用现状进行了概述。从目前该地区分布的供水井数量和取水总量分析，地下水资源尚有取水空间。但大椿树—双龙村岩溶地下水富水块段长期未进行地下水均衡、地下水动态变化、地面沉降等的观测。作为易门县重要的工业园区，分布了陶瓷、建材、化工、冶金等十多家企业。这些企业排弃的污水量是多少，是否对地下水水质产生污染，污染程度如何，也未进行研究，这是需要相关部门引起足够重视的的问题。

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作者简介：李正元，男，(1974.1---)，水工环地质工程师，长期从事水文地质、工程地质、矿产地质等野外生产工作。