贵州省岑巩县天星乡河塘严重缺水区地下水找水实录

Question

如题所述

Answer 1

1 河塘区缺水状况

天星乡位于岑巩县城以北40 km处，北与羊桥乡，西与天马镇和大有乡，东与水尾镇，南与玉屏县接壤。河塘位于天星乡东南7 km处，有通往玉屏县和岑巩县的乡镇公路通过，交通较为方便。

该区包括河塘、关庄、东冲等三个村，计30个村民组，现有672户，3320人，大牲畜6665头。由于位于岩溶发育区，且地处舞阳河和车坝河分水岭地带，地表水资源严重缺乏，人畜饮水得不到正常供给，为解决人畜饮水，当地村民采用人工开挖水塘蓄集雨季大气降水，以解决干旱或枯水季节严重缺水时的一部分日常生活用水。但由于水源不卫生，常导致疾病发生。由于缺乏水源，现有的1900亩田就有842亩为望天田，一遇天旱粮食严重歉收，人民生活极度困难，在贫困线上挣扎。

区内以农业为主，人畜、耕地面积情况详见表1。

表1 河塘地区基本情况表

2 水文地质条件

河塘位于车坝河流地表分水岭附近，地处石方屯背斜地带。石方屯背斜轴向北北东，核部出露地层为下寒武统清虚洞组石灰岩，翼部出露地层为中寒武统石冷水组和高台组浅灰色泥质、砂质白云岩，北北东向压扭性断裂较发育。清虚洞组石灰岩分布区地貌呈丘峰洼地，洼地中多见落水洞、岩溶漏斗。石冷水组和高台组泥质、砂质白云岩分布区地貌呈缓丘谷地，谷底平坦。清虚洞组岩溶发育，含裂隙溶洞水，为区内主要含水层位，高台组岩溶不发育，含水介质以细小裂隙为主，含水性较差，具有相对隔水性能。地下水主要接受大气降水补给，由南向北径流。

3 项目实施的工作简况

1998年我院承担的我国南方岩溶石山贫困地区找水勘查工作，根据项目工作的宗旨及当地政府的要求，于1998年6月至9月在岑巩县天马—天星一带对河塘及外围进行了找水勘查工作，采用1∶5万水文地质测绘，基本查明了河塘地区水文地质条件、地下水的空间分布。利用水文电法物探，初步圈出了背斜倾伏端地下水相对富集区及地下水主径流带。在此基础上布设了勘探钻孔，通过钻探、抽水试验、水质分析等工作，在该区打出了单井日出水量5048.64 m³的深井，不仅为区内提供了丰富的供水水源，而且为同类型缺水地区的找水提供了经验。

4 探采结合孔的确定

采用常规水文地质物探手段确定地下水集中径流带的空间状态，选择最佳部位布设勘探孔位。具体方法和步骤为：在地面水文地质测绘初步圈出的相对富水的背斜倾伏端，用充电法物探初步找出地下水主径流方向，然后垂直地下水主径流方向按一定间距布设勘探剖面，采用对称四极剖面法（AB=150 m）扫面，并在视电阻率平面等值线图的基础上确定低阻带区，区内地下水富集区视电阻率ρ_S＜600 Ω·m（图1）。沿布设的勘探线作视电阻率测深，综合平面视电阻率低阻带和垂向视电阻率测深曲线确定地下水的径流集中带空间分布，如26线222～230点、28线205～207点等。从图1中看出，平面上从上游向下游，地下水富水带由宽变窄。从图2中看到，垂向上富水的视电阻率低值带在70～150 m范围内。

图1 河塘块段电探等ρ_S平面成果图

根据地层特征，钻孔在施工过程中全孔采用硬质合金清水钻进。

根据水文地质测绘和水文地质物探结果综合分析，把勘探孔布置在地下水集中径流带由宽变窄的“颈瓶”口地带的28线206点附近。其电测综合断面见图2。物探电测深曲线见图3。

图2 28线电探综合断面图

图3 28线206点电测深曲线

5 钻井施工情况

5.1 钻井结构

施工的钻孔为探采结合孔，采用的钻机类型为SPJ-300型，开孔孔径φ330 mm，孔深6 m，进入基岩1.0 m后，下入φ325 mm无缝钢管并注入水泥砂浆固井，6.0～40 m井段孔径φ237 mm，40～137.5 m井段孔径φ219。

该孔孔内0～4.0 m为第四系（Q）土层；4.40～81.5 m为+s 泥质、砂质白云岩；81.50～137.50 m为灰岩及白云岩。孔内在53～71 m段裂隙极为发育，为红粘土充填，这一段常发生掉块和垮塌现象，终孔后该段采用φ219 mm和φ168 mm筛管进行了护壁处理，81.50～137.50 m段垂直裂隙发育，并见有地下水溶蚀现象。孔深在 130 m前地下水位多在4～5 m，103 m后水位有回升现象，终孔后测得地下水静水位为3.50 m。

5.2 抽水试验结果

采用机泵型号250JC/k130-8×11的电动深井泵进行抽水试验，由于水量丰富，井孔涌水量太大，而水位降深较小，按照规范作了两次降程的试验，试验结果见表2。

表2 抽水试验结果表

5.3 水质

根据对孔内地下水取全分析样分析，地下水水质较为良好，水温16℃，矿化度小于0.53 g/L，pH值7.5，其他各种指标均符合国家生活饮用水水质标准，也适宜农田灌溉和工业用水水质标准。区内为农业区，无大型工矿企业，主要污染源为当地农田中施放的农药、化肥，因此只要管理好农田施肥或农药使用量、使用方法，就能使该区拥有良好的生活和灌溉用水。

6 成果分析

河塘位于石方屯背斜南部倾状端，北东向压扭性断层较发育，含水层岩石较破碎，岩溶发育。根据水文地质测绘，水文物探及钻探结果分析，地下水主要赋存于深部的含水层中。受构造控制，地下水由南向北径流，受北东向断层阻隔而富集（如图4）。由于河塘地处地表分水岭附近，其地势较高，虽然由于构造控制形成了主径流带，但由于地表下部北东向压扭性断层具一定的透水性能，致使地下水涌不出地表，而在地下径流，形成地表干旱，但地下水较丰富的状况。

图4 河塘地下水示意图

河塘地区找水成功说明了：

（1）在贵州岩溶山区缺水的地表分水岭地带（或位置较高地带），构造有利的组合往往能起到了较好的控水作用，认真研究地质构造，是缺水区找水的重要工作。

（2）必须根据具体的水文地质条件，依靠先进、合理的勘探技术手段和认真的综合研究，才能在岩溶缺水区找到丰富的地下水资源。

在贵州岩溶石山区还存在大量的严重缺水区，河塘严重缺水区地下水勘查工程找水的成功，为以后在贫困岩溶石山区的找水提供了较好的示范实例。

7 效益分析

河塘大井水位降深9.24 m，涌水量5048.64 m³/d，从水量上相当一个小（一）型水库，而工程投资却仅20余万元，无论经济效益还是社会效益都有良好的效果。

河塘大井成功出水后，得到省、地区及县各级政府及有关部门的高度重视，新闻媒体也对其进行了报道。根据县政府委托，我院于1998年10月完成了《贵州省岑巩县天星乡河塘灌区地下水开发规划》报告。

灌区工程建成后，可彻底解决区内关庄、河塘、东冲以及周边附近等地的3000余人及牲畜饮用水问题，从而使村民能安居乐业。此外，可使842亩原有稻田得到保灌外，土变田新增稻田面积1541亩，并得到保灌，其余土地也可成为水浇地。由此，河塘、关庄、东冲三个村可从现在人均仅有稻田0.57亩（保证丰收的仅0.29亩）的基础上新增0.46亩，即平均人均拥有稳定稻田1.0亩，人均吃粮标准将达到900～1200斤，并可发展其他副业，从而越过贫困线。

另外当地稳产稻田产量1200斤/亩，根据概算河塘灌区工程总费用约227万元，工程完成后每年灌区内增加经济收入约176万元，基建投资回收期为1.3年。因此，该工程投资低，回报率高，资金回收快，社会效益和经济效益均较好。