紫坪铺水利枢纽工程水文地质特征研究成果

2023-08-24 理论教育版权反馈

【摘要】：无论从岩性组合与构造型式表现上,还是从岩溶发育特征上,都反映出该河间地块水文地质条件的复杂性。岩体的含水、透水性与岩溶的发育具有密切关系,根据影响岩溶发育的主要因素,概略地将该河间地块的水文地质结构分为碳酸盐岩类裂隙岩溶含水岩组和碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组两大类。

龙溪河—白沙河河间地块,地质构造上为一独立的飞来峰构造,坐落于三叠系上统须家河组之上。无论从岩性组合与构造型式表现上,还是从岩溶发育特征上,都反映出该河间地块水文地质条件的复杂性。

岩体的含水、透水性与岩溶的发育具有密切关系,根据影响岩溶发育的主要因素,概略地将该河间地块的水文地质结构分为碳酸盐岩类裂隙岩溶含水岩组和碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组两大类。

碳酸盐岩类裂隙岩溶含水岩组有:二叠系上统长兴组(P2c)含燧石灰岩、泥质灰岩,二叠系下统栖霞—茅口组(P1q-m)灰岩、白云质灰岩、含燧石灰岩,石炭系(C)灰岩、鲕状灰岩、生物碎屑灰岩、泥质灰岩,泥盆系上统(D3)灰岩、白云岩、白云质灰岩,泥盆系中统(D2)灰岩、白云质灰岩夹石英砂岩和页岩。该类岩组具层状含水层结构特点,总体上含水较丰,透水性较强。根据可溶性岩类及其与非可溶性岩类的组合对岩溶发育的影响,该类岩组又可进一步细分为碳酸盐岩类含水岩组和碳酸盐岩类间夹碎屑类含水岩组两种类型,其中,泥盆系中统(D2)灰岩、白云质灰岩夹石英砂岩、页岩即属碳酸盐岩类间夹碎屑岩类含水岩组。

碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组有:二叠系上统龙潭组(P2l)砂岩、页岩、铁铝质粘土岩,辉绿岩脉(βμ)侵入体,三叠系上统须家河组含煤砂页岩。该类岩组由软弱的页岩、煤质页岩、粘土岩和坚硬的砂岩、辉绿岩组合而成,从整体上看含水不丰,透水性较弱,相对碳酸盐岩类裂隙岩溶含水岩组而言,可视为相对隔水岩组。飞来峰下伏底座须家河组含煤砂页岩中,砂岩虽具有一定含水透水性,但煤质页岩、泥质粉砂岩所占比例在50%以上,含水透水能力很弱,具较好隔水性能,它们交互成层且倾角较陡立,形成多层层状含水、隔水结构,在区域上起到了阻隔上部飞来峰岩溶水运移、排泄的作用。因此,宏观上可视为区域性相对稳定的隔水岩组。

为了评价岩溶渗漏问题,从含水系统角度出发,根据河间地块岩溶发育特点和地下水埋藏条件以及含水岩组特征,可大致将区内地下水划分为碳酸盐岩岩溶裂隙水系统和碎屑岩类裂隙水系统两大类型,每一类含水系统即构成一个相对独立的水文地质单元体。

碳酸盐岩岩溶裂隙水系统:该系统中地下水的补给、排泄具有相对的独立性,有一定的空间分布范围和约束边界。地下水主要来自于大气降水入渗的补给,赋存和运移于泥盆、石炭、二叠系碳酸盐岩地层的溶蚀裂隙和岩溶管道中。由于飞来峰边界断裂具有一定隔水性能,常常构成岩溶裂隙水排泄基准面,其上盘影响带岩溶相对较发育,多形成岩溶裂隙水的径流带,加之受下伏底座相对不透水岩组—须家河组含煤砂页岩的阻隔,故岩溶水多沿飞来峰边界断裂处以泉的形式排出。据20个泉水调查资料表明,这些岩溶泉水在飞来峰边界断裂处,以一系列接触泉的形式出现,分布高程高,且动态稳定,如分水岭南西龙溪河一侧的S1、S2泉水出露高程分别为1070m、1200m,分水岭北东白沙河一侧的S6、K29、K25岩溶泉出露高程分别为1140m、1225m和1250m,并分别向岷江主库(或龙溪河支库)和白沙河排泄,流量一般为(0.1～1.0)×10-3m3/s,泉水水温随气候变化不大,水质类型为HCO-3—Ca2+型淡水。

碎屑岩类裂隙水系统:该系统地下水仍以大气降水入渗为主要补给源,主要赋存和运移于三叠系上统须家河组含煤砂岩地层之砂岩孔隙裂隙介质中,以煤质页岩、粉砂岩为相对隔水层,构成一个统一的水动力系统。由于上覆飞来峰构造边界断裂的阻(隔)水作用和系统内岩组含水、透水性的差异,该系统与岩溶裂隙水系统之间的直接水力联系甚为微弱,水化学成分亦各异,总体上含水、透水程度相对较弱,其水质类型为HCO-3—Ca2+—Mg2+型淡水。

此外,根据区内环境水同位素特征分析,不同水体的同位素组成略有差异,其中:①龙溪河水的氢同位素(氘)含量δD=-72.4‰～-73.5‰,氧同位素含量δ18O=-9.47‰～-10.18‰；②尖尖山岩溶水δD=-71.1‰,δ18O=-9.12‰；③白沙河水δD=-70.9‰,δ18O=-10.47‰。由此可看出,龙溪河水的氢、氧同位素(δD、δ18O)含量值相对较低,尖尖山岩溶水居中,白沙河水较高,表明其补给源和补给高度不同,相互间水力联系差,龙溪河水的补给高度略大于后两者,白沙河水在流动过程中可能混合部分碎屑岩类裂隙水。

紫坪铺水利枢纽工程水文地质特征研究成果

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