杨少锋

(广东省水文地质大队，广东 广州 510510)



粤北岩溶石山高台地区找水的水文地质条件分析

杨少锋

(广东省水文地质大队，广东 广州 510510)

红云台地的地下水主要为基岩裂隙水，主要富集于白云质灰岩的溶隙、裂隙中。在一般石灰岩、炭质灰岩地层中，富水性、透水性较差。在通透性较好的溶洞、落水洞、地下河中，因其径流速度较快，出水量大多不稳定，旱季甚至干涸，受气候、季节性变化影响明显，不能选为供水水源的开采方向。红云台地的地下水开采，必须选在地质条件、地形地貌自然配合的地段进行。在选择地下水开采井点前，必须做好物探调查、地面水文地质调查工作，为开采定点提供充足的依据。

找水的背景及意义；台地的水文地质条件；水文地质钻探

乳源县大桥镇红云中学位于大桥镇北西约10 km，学校占地约4万 m2，教职员工及学生约600人。红云中学地处典型岩溶石山地区，地处历史性干旱缺水最严重的区域，大部分地段地表岩石裸露,土地资源贫乏，地表水资源短缺,普遍呈干旱缺水状态，生活用水主要取自附近的山泉水。在干旱季节，泉水流量较小甚至干涸。目前，红云中学大约只能引用45 m3/d水，不能满足学校生活用水的需要，学校面临停学听课难题。

2009年12月26日至2010年2月15日粤北岩溶石山地区地下水勘查与监测项目部在该学校附近施工了一口井，孔号钻孔ZK201，该井的允许抽水量为163.63 T/d，单位涌水量0.881 L/s·m。按100 L/d人计算，可满足红云中学约1 500人的生活用水。取样送检结果，井水符合二级饮用水标准。解决了红云中学全体师生饮水缺水难问题，是一项具有重大的民生工程。

1 台地的水文地质条件

1.1 地形地貌及水文

红云中学所属范围的地貌类型为裸露型岩溶峰丛低山地形，峰丛与谷地呈南北向带状相间分布，山峰高程一般为840～890 m，谷地高程一般为725～766 m。山峰基岩大多裸露，植被很少，石漠化现象严重。红云谷地属于低山台地边缘的大型谷地，地势不平，由北西部向南东倾斜。谷地内地表水、地下水均向东面紧临的大桥深谷快速排泄，汇入南水河水系。红云倾斜谷地极不易存水，受气候、季节变化影响极其明显，只在局部地段富集相对稳定的基岩裂隙水。

1.2 地层岩性

1.2.1 泥盆系上统

长来组+大赛坝组(DCcl+Cds)：上部为灰黑色中厚层状灰岩夹黄绿色钙质泥岩，下部为灰黑色灰岩及钙质泥岩夹泥灰岩，厚度214～569 m。

1.2.2 石炭系下统

(1)石磴子组(Cs)：为深灰色、灰黑色灰岩为主，夹厚薄不等的炭质灰岩，局部地段白云质灰岩发育，厚度254～373 m。

(2)测水组(Cc)：上部为白色石英砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥岩夹煤层；下部为灰黑色钙质细砂岩、粉砂岩、泥岩夹泥灰岩，中部常见含砾石英砂岩标志层，厚度103～303 m。

(3)第四系全新统冲积层(Qdw)分布于谷地，岩性为浅黄色粘土夹灰黑色淤泥质粘土，厚0～2.00 m。

1.3 地质构造

地质构造上位于区域上的南北向红云—云岩向斜的中部，其西约500 m有一条南北向的规模较大的逆掩断层通过，东面2 km处有2条小断层。

1.4 地下水类型

(1)潜水及上层滞水：主要埋藏于第四系全新统冲积层中，受季节、气候影响明显。部分补给岩溶裂隙溶洞水。

(2)碳酸盐岩裂隙溶洞水及碳酸盐岩夹碎屑岩裂隙溶洞水。其地层为长来组+大赛坝组(DCcl+Cds)，石磴子组Cs。岩溶发育程度及富水性的顺序为Cs、 DCcl+Cds，其余由中等～贫乏。

(3)层状碎屑岩裂隙水及层状碎屑岩夹碳酸盐岩溶洞裂隙水。其地层为石炭系下统测水组，富水性贫乏～极贫乏，常呈隔水层岩带分布，使各碳酸盐岩裂隙溶洞水及碳酸盐岩夹碎屑岩裂隙溶洞水两种类型的各含水岩带之间无水力联系或水力联系不密切。

2 水文地质钻探

2.1 钻孔水文地质简介

2009年11月，粤北岩溶石山地区地下水勘查监测项目部针对中学周围地段进行了物探测试，通过物探曲线解译，确定了钻孔ZK201的位置。

2009年11月20日，项目部安排300型钻机一台，进行场地钻探施工。钻探工作自11月21日开始，至11月28日结束。钻探孔深60.10 m。2010年01月25日，根据项目部要求，对钻孔加深，至01月26日，终孔孔深75.86 m。野外技术人员对钻探岩芯进行了编录及拍照。

钻孔ZK201位于红云中学校园内生活区，其北东及东面各有一座灰岩石山，是一小型向斜的两翼。西面约500 m远处为一南北走向山体。三座山体形成两条冲沟，钻孔位于两条冲沟的汇合处，是较理想的汇水地。校园内及其周围基岩大多裸露，第四系覆盖层厚度较小，一般在0～1.0 m。地面出露的岩石，均为石炭系石磴子组(Cs)灰岩，岩面大多呈刀砍状，裂隙、溶隙较发育，有利于基岩裂隙水的富集。冲沟地势由北向南走低，钻孔位上下游均有浅层泉水及地表水向南面低处流走，水量受季节及气候变化影响明显，总水量约在3～10 L/s。在红云中学北东向约1.5km远处，有一条地下河。地下河起始于上坑村西南300 m处，由北西流向南东。串珠状分布3个落水洞，至柯树下流出地面。由于该地下河坡度较陡，流程较短，只是季节性有水，旱季时一般断流。

钻孔ZK201孔深75.86 m，除上部0.60 m为人工填土层外，向下均为石炭系下统石磴子组Cs灰岩地层，其中17.60～18.80 m、40.00～45.40 m为碳质灰岩。岩芯采取率较高，一般达到80%～95%。其中30.90～32.10 m、33.30～35.70 m、37.60～40.00 m见有多处溶蚀沟痕，铁染强烈。45.40～47.50 m有溶孔及溶隙，溶蚀面垂直状，有黄色粘性土充填痕迹。溶孔直径约5～10 mm，溶隙宽度约5～8 mm，岩芯中心劈开成两半，裂面有铁染。61.97～62.10 m有裂隙面，倾角45度，有黄色粘性土充填痕迹，裂隙宽度约为1 cm，裂隙面有铁染。65.50 m处有裂隙发育，铁染强烈，岩芯也较破碎。66.66～67.00 m裂隙面有铁染，有水蚀痕迹，有黄色粘性土充填，裂隙面倾角约45度。71.50～71.80 m岩芯较破碎，裂隙面有铁染。73.50 m以下裂隙不发育。30.90～62.00 m段裂隙发育，有多处水溶蚀痕迹及粘性土充填痕迹，是本孔主要出水段。

2.2 钻孔结构详细说明

钻孔结构：0.00～3.35 m为Φ170 mm，3.35～4.05 m为Φ150 mm，4.05～31.35 m为Φ130 mm，31.35 m至孔底为Φ110 mm。

井管结构：孔口管为Φ168 mm管，总长3.20 m。Φ146管总长3.00 m。Φ127管总长31.65 m，高出地面0.30 m。31.35 m以下为裸孔。

3 水量水质评价

从2009年12月26日起，经过较长时间的试抽及管井内结构的的调整，至2010年2月2日完成抽水试验。初始(静止)水位为2.35 m ，稳定水位为4.50 m，水位降深2.15 m，三角堰观测水头高为7.1 cm，钻孔涌水量Q=1.894 L/s，合163.63 T/d。单位涌水量q=0.881 L/s·m。从抽水试验结果分析，井水主要为岩溶裂隙水，水质清，流量稳定，水量可满足红云中学约1 500人的生活用水。水样送检结果，按照城镇建设行业标准《生活饮用水水源水质标准》(GJ3020-93)和国标《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)来判定。其中Fe含量达0.468 mg/L，超出≤0.3 mg/L的一级饮用水标准，符合≤0.5 mg/L的二级饮用水标准。其余指标均符合一级饮用水标准，综合判定该管井水符合二级饮用水标准。

4 结语

ZK201在深度31.35 m以上已用套管封闭，主要抽取的是31.35～75.86 m位置的深层基岩裂隙水。31.35～40.00 m溶蚀现象明显，裂隙较发育，含水性较好，是本孔的主要出水段之一。45.40～64.34 m有较明显的角砾状灰岩的重固结现象，溶隙、裂隙发育，水蚀痕迹明显，其富水性、含水性较好，也是本孔主要的出水段。

上述出水段的溶隙、裂隙中，由于明显有黄色含砂粘性土充填，且充填时代久远，导致抽水时容易出现浑浊现象。尤其在增大抽水量的时候，较多粘性土夹杂砂粒从裂隙中进入井孔，容易导致井孔淤塞、水泵堵塞。故必须严格控制抽水水位及水量，保证井孔的正常出水。

根据ZK201钻探施工及抽水试验结果，结合周围地段水文地质调查资料来分析，红云台地的地下水主要为基岩裂隙水，主要富集于白云质灰岩的溶隙、裂隙中。在一般石灰岩、炭质灰岩地层中，富水性、透水性较差。在通透性较好的溶洞、落水洞、地下河中，因其径流速度较快，出水量大多不稳定，旱季甚至干涸，受气候、季节性变化影响明显，不能选为供水水源的开采方向。红云台地的地下水开采，必须选在地质条件、地形地貌自然配合的地段进行。在选择地下水开采井点前，必须做好物探调查、地面水文地质调查工作，为开采定点提供充足的依据。

2016-10-31

杨少锋(1971-)，男，广东河源人，工程师，主要从事水文地质、环境地质方面工作。

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1004-1184(2017)02-0068-02