利用示蹤試驗(yàn)研究巨木地下河成庫條件

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1、第39卷第1期2015年3月地質(zhì)學(xué)刊JoumalofGeologyV01．39No．1March2015doi：lO．3969／j．issn．1674-3636．2015．01．105利用示蹤試驗(yàn)研究巨木地下河成庫條件王偉1，宋婉虹2(1．貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一地質(zhì)大隊(duì)，貴州貴陽550008；2．貴州地礦工程勘察有限公司，貴州貴陽550008)摘要：示蹤試驗(yàn)是客觀認(rèn)識(shí)地下河管道空間結(jié)構(gòu)的有效手段之一，其成果可成為地下河開發(fā)利用的重要依據(jù)。通過對(duì)以食鹽為示蹤劑，以摩爾法為檢測方法得出的巨木地下河出口水質(zhì)中cl體積質(zhì)量歷時(shí)曲線的分析，認(rèn)為該地下

2、河具多支、網(wǎng)絡(luò)狀特點(diǎn)，系統(tǒng)內(nèi)含水介質(zhì)以管道、廊道、裂隙及溶潭的組合為特征，具有較強(qiáng)的調(diào)蓄能力，具備筑壩成庫條件。關(guān)鍵詞：示蹤試驗(yàn)；地下河；成庫條件；貴州巨木中圖分類號(hào)：P641．73文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674—3636(2015)0卜0105—06O引言示蹤試驗(yàn)是研究地下水徑流特征的有效方法(萬偉峰，2010)，尤其是應(yīng)用在巖溶地區(qū)的地下河系統(tǒng)，可相對(duì)直觀地了解地下河管道延伸“軌跡”、含水介質(zhì)空間結(jié)構(gòu)、發(fā)育規(guī)模及其類型，確定地下水流向和流速，掌握地下管道間及管道與地表間的水力聯(lián)系程度，試驗(yàn)結(jié)果是分析地下巖溶空間調(diào)蓄能力、研究地下水庫建設(shè)可

3、行性的重要依據(jù)。巨木地下河處于大小井流域中游，具有明暗相間的徑流特點(diǎn)，系典型的低位地下河(王偉等，2006)。實(shí)現(xiàn)其低成本、低碳、規(guī)?；拈_發(fā)利用，可加強(qiáng)地下河所在區(qū)域農(nóng)業(yè)水利基礎(chǔ)設(shè)施、改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、提高耕地綜合產(chǎn)出水平以及抵御自然災(zāi)害的能力。以該地下河示蹤試驗(yàn)資料為基礎(chǔ)并結(jié)合水文地質(zhì)調(diào)查成果，對(duì)巨木地下河管道的結(jié)構(gòu)及發(fā)育規(guī)模進(jìn)行探討，提出了充分利用地下河管道空間建地下水庫的地下河開發(fā)思路。1巨木地下河系統(tǒng)概況巨木地下河地處貴州高原向廣西丘陵過渡的斜坡地帶，發(fā)源于惠水縣抵季鄉(xiāng)附近，為大小井地下河系的分支地下河，流域面積128．4km2。該地

4、下河系統(tǒng)大地構(gòu)造位置位于軸向呈Nw向展布的雅水背斜與克渡向斜的復(fù)合部，系統(tǒng)內(nèi)廣布二疊系中統(tǒng)和石炭系上統(tǒng)純碳酸鹽巖類地層，地形起伏大，切割強(qiáng)烈，地貌組合類型以峰叢洼地為主。廣義上的巨木地下河系統(tǒng)由抵塘、西混及望窩3條支流構(gòu)成，因主要排泄口位于巨木村而得名。其中，發(fā)源于惠水縣抵季鄉(xiāng)蠻納寨一帶、由北向南徑流的抵塘支流與發(fā)源于惠水縣抵季鄉(xiāng)附近、由西向東徑流的望窩支流在水淹壩交集，狹義上稱為巨木地下河，流域面積83km2，排泄口位于巨木村；西混地下河為獨(dú)立支流，流域面積45．4km2，排泄于巨木村的大洞腳，2處排泄口相距400m(圖1)。2示蹤試驗(yàn)2．1

5、試驗(yàn)段選擇水淹壩是因巖溶及構(gòu)造作用，于巨木地下河下游形成的一處溶蝕盆地，其南北兩側(cè)邊緣地帶，地下河天窗、豎井、落水洞等巖溶個(gè)體形態(tài)分布密集，是地下河各條支流的匯集地。豐水期，地下水水位上漲后由溶盆北側(cè)豎井溢出，經(jīng)盆地內(nèi)地下河管道延收稿日期：2014—05—09；修回日期：2014—09—30；編輯：侯鵬飛基金項(xiàng)目：中國地質(zhì)調(diào)查局國土資源大調(diào)查項(xiàng)目“貴州典型地區(qū)地下水調(diào)查與地質(zhì)環(huán)境整治示范”(200310400025)，貴州省重大科技專項(xiàng)“貴州省喀斯特小城鎮(zhèn)地區(qū)水資源安全利用保障技術(shù)研究與示范”(黔科合重大專項(xiàng)字[2叭2]6015號(hào))作者簡介：王

6、偉(1967一)，男，高級(jí)工程師，主要從事水文地質(zhì)與工程地質(zhì)勘察工作，E-mail：37699018@qq．com106廠]l1．．．．．．．．．．．．一圈10口：圓11口a回13廠]5圍14口s園15圈·廠]16圈s口17圖1巨木地下河結(jié)構(gòu)示意圖1．地下河出口；2．地下河天窗；3一地下河豎井；4．巖溶潭；5-地下河管道；6一地下水流向；7．泥盆系上統(tǒng)堯校組；8-石炭系下統(tǒng)大塘組一段；9一石炭系下統(tǒng)大塘組二段；10一石炭系下統(tǒng)擺佐組；11．石炭系上統(tǒng)黃龍群；12一石炭系上統(tǒng)馬平群；13．二疊系下統(tǒng)棲霞組；14．二疊系下統(tǒng)茅口組；15一地層界線；

7、16一性質(zhì)不明斷層；17-推測斷層；18一背斜Fig．1SketchshowiIlgst鄺ctureoftheJ岫uundergroundriver伸方向發(fā)育的塌陷河道形成地表明流，通過南側(cè)伏流入口再次潛入地下；枯水期，地下水水位下降，塌陷河道處于干涸狀態(tài)。由于水淹壩自身的洪澇淹沒以及由此而加劇的之上村寨的洪澇災(zāi)害，水淹壩即成為巨木地下河管道上的重要節(jié)點(diǎn)，出口攔水壩壩頂高程的設(shè)計(jì)須在考慮水淹壩洪澇淹沒因素的基礎(chǔ)上，結(jié)合地下管道空間結(jié)構(gòu)綜合確定。因此，示蹤試驗(yàn)段安排在拉掃寨355號(hào)地下河天窗一排泄口段。2．2試驗(yàn)?zāi)康牟槊魍斗劈c(diǎn)與接收點(diǎn)之間地下河管

8、道的“軌跡”、結(jié)構(gòu)、規(guī)模，確定地下水流向、流速及巨木、西混兩地下河管道間的水力聯(lián)系，為地下水庫建設(shè)提供依據(jù)。2．3示蹤劑選擇與試驗(yàn)方法按照“背景值低，