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山区找地下水基本方法探讨

2018-03-10

    先说说山区地下水发育的基本规律。

      山区地下水的补给主要来源于大气降水,其次为地表河水、稻田灌溉及渠道渗漏。而地下水的排泄则受到地形及构造条件所控制,并集中在地势较低洼处或阻水断层、岩层界面处出露。

受地质构造控制,在断裂带、褶皱转折端和相变带地下水排泄点集中,且水量较大。

层状地貌结构区则分层排泄,多呈悬挂泉;深切河谷往往是当地最低侵蚀基准面,是岩溶地下水排泄的主要场所,大泉、地下河出口大多分布于此。

整体而言,岩溶含水层的富水性总的来说是较强的,但是地下水在岩层中的分布又是极不均匀的,不是遍及整个岩溶含水层及其分布范围。

       然而,岩溶水分布也具有一定的规律性,认识和掌握这些规律,即能为地下水的勘探和开采指示方向。

山体在褶皱的形成过程中,由于应力集中于褶皱轴部,常形成纵张裂隙和“X”型扭裂隙,特别是脆性的碳酸盐类岩层,弯曲时褶褶皱轴部往往出现岩层加厚、挤压破碎现象,或层面滑动,在褶皱轴部形成虚脱的空隙。

当可溶岩连续大面积出露时,有利于地下水的活动与富集,促使褶皱轴部岩溶化,形成沿轴向发育的地下河。

在背斜条件下,由于裂隙具有上张下压的性质,所以顶部张裂隙发育,岩石破碎,利于地表水的渗入和地下活动。

因此,背斜地区浅部富水深部富水性较差。向斜构造,因顶面受挤压,底面形成纵张裂隙,结果往往出现深部较浅部富水。

总之,背向斜弯曲最大的轴部比弯曲小的翼部岩石破碎,在补给条件具备时,轴部比冀部富水。

紧密褶皱中的可溶岩,在平面上受非可溶岩层间隔,常形成许多彼此平行的岩溶带,与此相应的是许多彼此平行的地下河,使岩溶水的分布具有明显的与构造线平等的方向性,同时也控制着地下河的补给区和资源大小。

      褶皱型式是千变万化的,各种形态的褶皱对岩溶水的富集均产生一定程度的影响。弯窿构造由其特定的地质力学性质,使岩溶水呈环状和放射状分布。

断层破坏了岩层的连续性和岩石的完整性,其结果有利于降水的渗入,加强了地下水的循环交替能力和不断更换溶蚀能力,从而加速岩溶化过程。

所以,在可溶岩地区,若有断层存在,岩溶水往往沿着活断层富集。压性及压扭性断裂,在强烈的挤压过程中,常形成大量糜棱岩、断层泥(含有大量酸不溶物),胶结好,孔隙率低,常呈致密状态,不利于地下水的活动和岩溶化。

若断层两盘岩性不一样时,岩溶水常赋存于可溶岩层或可溶性较强的一侧。必须指出,断层及断层破碎带的富水也是有条件的,并不是所有的断层或者一条断层的各个部位都富含岩溶水,而是有明显差异的。

影响这种差异的因素很多,如断层的连续性、岩石性质、破碎程度,胶结充填程度、地下水补给条件,岩溶化程度等,对岩溶水的富集产生有利或不利的影响。

此外,断层的组合关系、断层的活化对岩溶水的富集也将产生影响。所以,断层的富水性强弱,必须结合具体情况,进行具体分析,以得出断层富水程度和富水部位的正确结论。

可溶岩与非可溶岩,强可溶岩与弱可溶岩接触带,常因岩石性质不同,当受到地质构造应力作用后,容易产生层间滑动,接触部位形变及两侧构造裂隙。特别是脆性易溶灰岩一侧,张性裂隙容易产生,有利于地下水的渗入和运动。

而非可溶岩和弱可溶岩常为相对柔性岩层,裂隙发育较差,透水能力弱,加之岩层的难溶性,当地下水在裂隙中运动,遇到非可溶岩或弱可溶岩时,常受到阻隔而形成顶托回水,增加了地下水的停留时间,较易沿着接触带的可溶岩活动,从而加强了对可溶岩的溶蚀作用,进一步增加了可溶岩的透水性能。

另外,当地表水或裂隙潜水渗入接触带可溶岩时,其化学饱和度低,对可溶岩的溶蚀仍然较强,促使可溶岩岩溶化,有利于岩溶水的汇集和循环。

所以,当可溶的碳酸盐类岩层与非可溶的其它沉积岩、火成岩及变质岩,以及强可溶岩的纯灰岩与弱可溶的白云岩、白云质灰岩、泥炭质灰岩接触时,接触带一侧的碳酸盐岩石,特别是强可溶的纯灰岩岩溶是十分发育的,亦富含岩溶水。

      岩层面是连续沉积中的暂时间断面,有时也是构造作用的结果。因此层面两侧的岩性往往有差异,加之构造作用引起的错动和裂隙,使层面成为地下水迳流运动的主要途径之一,在迳流中溶蚀着可溶岩,所以层间溶洞是岩溶发育的重要规律之一。特别是在水平及陡立的可溶岩层中更为明显。

地表及地下浅部,各种地质作用强烈。地表由于风化作用强烈,容易产生各种风化裂隙,同时构造裂隙随深度的增加而减弱,因此,有利于地下水在浅部富集。

降水和地表水直接补给岩溶含水层,使地下水循环交替加速。同时带进大量侵蚀性的二氧化碳,使地下水在浅部具有较高的溶蚀能力,加速灰岩溶解过程。

深部则因纵度、压力、活动空间、侵蚀性二氧化碳含量的减少等因素影响,溶蚀作用减弱。所以岩溶在离地表的一定深度内发育良好,而随深度的增加逐渐减弱。

山区的地下水,一般是指分布在广大山区基岩中的地下水,也包括分布在山间河谷、山间洼地松散岩层中的地下水。山区地下水的形成,主要受到岩石性质、地质构造、地貌以及气候条件所控制。

由于岩石性质不同,岩石中孔隙、裂隙、溶洞多少不一,储水多少也不同,这是我们在找水过程中首先考虑的因素。地质构造是影响地下水运动储存和富集的重要因素,在一般情况下,它是找水定井位的关键因素。因为地质构造能起到沟通含水层的作用,能改变地下水流向,能导致无压水变成承压水,能使非含水层(带)变成含水层(带)。

因此在很多情况下,需要着重考虑地质构造对地下水的影响,特别是断层对找水、定井位的作用。地形、地貌、水文气象、植被等,是影响地下水补给、径流和排泄的重要因素,同时也能反映地下水的分布状况和埋藏条件。

      所以找水的时候应该首先查明岩石性质和各个岩层之间的相互关系,然后进一步分析岩层的分布状态和地质构造。查清地形地貌条件,重点是研究地表汇水条件。同时,还要具体分析地下水的几种补给来源、地下水可能流向、地下水蓄水构造以及富水部位。总之,对上述条件要全面考虑、综合分析,才能在寻找地下水工作中得到比较好的效果。

以上是山区找水的理论根据,非专业人士可能难以理解,下面我就简单的说一下,地上地形标志对找水的帮助,会配图说明,让大伙一看就明白。

所谓的地形就是人们常说的地貌外形。不同的地貌形态,反映了不同的地质构造和岩性特征,因而地下水的形成条件和分布规律也不—样。

在古代,我国劳动人民就在找水实践中总结出来的“水性向下,无孔不入”、“水由高处向低流,找水先要看山头”等找水谚语,就足以说明人们很早就懂得利用地形地貌特征来找水的事实。