1.核工业西藏地质调查院 西藏拉萨 850000；2.四川省核工业辐射测试防护院 四川成都 610061
摘要：本文论述的水文地质调查主要是通过高密度电法、测绘与调查访问相结合的方式，查明了调查区内的地形地貌、地层、构造、代表性水点（河流、水井、泉眼）、含水层的分布与埋藏条件及地下水的补、迳、排特征等，通过水文地质物探方法（高密度电法）选取供水井位置，为供水井工程提供相关水文地质数据。
关键词：水文地质调查；高密度电法；供水井
1 引言
80年代初，日本地质计测侏式会社研究成功了高密度电阻率探查法（简称高密度电法），并且广泛应用于水文地质及工程地质中，寻找地下水等[1]。
近年来，国内不少单位开展了该项方法技术，并且取得了较好的效果。随着勘察科学技术的不断发展和国民经济建设的需要，高密度电法做为一种新的物探手段，定会在水文地质和工程地质及其他相关领域得到广泛应用[2]。
本次论述的水文地质调查工作的主要目的，是为调查某供水井工程场地附近的水文地质条件，获取相关水文地质参数，为其供水条件提供依据。
2地理与地质概况
2.1 气象
调查区属万源市，位于四川盆地的东北部，北有秦岭、大巴山的屏障，因而县域内气候温和，雨量丰富，不但冬季不甚寒冷，而且夏季亦不很热。该区系北亚热带秦巴季风气候区，气候温和，四季分明，雨量充沛，雨热同季。年平均气温14.70℃，最高年为15.40℃，最低年为14.20℃，气温变幅小。月平均气温最高7月（25.30℃）最低1月（3.50℃）；日极端最高温39.20C，最低-9.40℃。年平均日照最多是8月为207.9小时，最少在12月为73.9小时。年辐射为92.84卡/cm2,年霜期为129天，最长为165天，最短为88天。
2.2 水文
调查区多年平均降雨量为1169.3毫米。最多年份出现在1983年，有2218毫米；最少年份出现在1962年，只有771.2毫米。降水时段分布不均，集中性大，一般春雨早，夏雨集中，秋雨连绵，冬雨少。春季降雨量261.7毫米，占全年的22%，雨量相对丰富。夏季降水量544.3毫米，占全年的47%，降雨量充沛集中，时间短，雨量大，分配不均。秋季降水338.5毫米，占全年的29%。冬季降水24.8毫米，占全年的2%，是全年降雨量最少的季节。全县各地夏季降雨强度大，一日最大降水量在100毫米以上，多出现在4月和6-10月，以7-9月居多。后河发源于万源县皮窝乡白龙洞，由北东流入调查区、由东南流出调查区，纵贯万源全境，流经皮窝、梨树、官渡、太平镇、红旗、石岗、青花、长坝、花楼、罗文等10个乡镇，县境内长104.3km。澌滩河主要流经秦河、河口、大沙、中坪、黄钟、罐坝、长石等7个乡镇。
调查区距万源市后河约3.5Km。后河属于渠江的二级支流，为州河的三大支流之一，是州河的主要水源。整个流域呈北高南低之势，由北东向南西方向流动，经皮窝、梨树、官渡、万源城、坪溪、青花、长坝、花楼、罗文等乡镇，在宣汉县普光场上游与中河汇合，再流至宣汉城与前河汇合而为州河。后河流域支流密布，主要有：白沙河在长坝乡丝坝处汇入，赵塘河在花楼镇汇入后河，河流短促，坡陡流急，属于典型的山溪性河流。整个流域呈树枝状分布。后河万源市境内控制流域面积1394km2，主河道长104.3 km，天然落差843.8m，平均比降8.09‰，多年平均径流深854mm,多年平均流量35.9m3/s。枯水期水位高程约700m，丰水期涨幅约3m。后河干流水资源理论蕴藏发电量3.48万kw。
2.3 地层结构
据野外调查，结合区域地质概况对调查区内的地层自上而下可分为第四系崩坡积层（Q4col+dl）、填土层（Q4ml）和三叠系上统须家河组（T3x）、三叠系中统巴东组（T2b）、三叠系下统嘉陵江组（T1j），现分述如下：
1）调查区第四系出露岩层可分为全新统崩坡积层（Q4col+dl）、填土层（Q4ml）两个亚层：
①第四系全新统崩坡积层（Q4col+dl）：棕黄、灰白，稍湿，主要为砾砂、粉质粘土、碎块石等，磨圆度差，块径多为1-6cm，个别大于10cm，碎块石含量约55%，结构松散，层厚约0-4m，层厚较小，主要分布于坡脚、低洼处等地带；
②第四系全新统填土层（Q4ml）：杂色，主要为卵砾石，粉质粘土，碎块石等，块径大小约3-15cm，个别大于20cm，碎块石含量约50-60%，结构松散，透水性好，层厚约2-26m。主要分布于万源收费站服务区及道路填方地带。
2）调查区三叠系地层可分为①三叠系上统须家河组（T3x）、②三叠系中统巴东组（T2b）以及③三叠系下统嘉陵江组（T1j）三个亚层：
①三叠系上统须家河组（T3x）：底部为石英砂岩、砂砾岩，下部为黄灰-灰色薄层细-中粒砂岩夹薄层泥质灰岩、钙质页岩、炭质页岩、菱铁矿结核，上部为薄层细-粗粒砂岩夹页岩、炭质页岩、煤层、菱铁矿结核等，厚度约180m。主要分布于鹰嘴岩上部山体。
②三叠系中统巴东组（T2b）：下部为浅灰-灰色薄-厚层微粒泥质灰岩夹泥岩，角砾状灰岩，上部为灰-黄灰薄-中层微粒泥质灰岩夹生物碎屑岩，厚度约330m。主要分布于万源收费站及周边，近乎覆盖整个调查区。
③三叠系下统嘉陵江组（T1j）：下段为灰-灰白中-薄层灰岩与盐熔角砾岩互层夹生物碎屑岩，泥灰岩；上段灰白色厚层泥质白云岩与岩溶角砾岩互层夹生物碎屑岩，厚度约760m，主要分布于调查区南东山体。
3水文地质条件
3.1地下水类型与特征
（1）包气带特征
地表以下一定深度上，岩土体的空隙被重力水所充满，形成地下水面。地下水面以上称为包气带；地下水面以下称为饱水带。区域地下水位埋深为2-36m，即包气带厚度为2-36m；包气带岩性为填土、崩坡积层的碎块石土、粉质粘土、砾砂等。
（2）含水层特征
根据建设场地及周边的地下水含水介质特征可其划分为两种类型，分别为层状岩类基岩裂隙水、岩溶裂隙水。
1）层状岩类基岩裂隙水
层状岩类裂隙水分布于拟建场地四周低山丘陵地带，主要为三叠系上统须家河组（T3x）的石英砂岩、砂砾岩，下部为黄灰-灰色薄层细-中粒砂岩夹薄层泥质灰岩、钙质页岩、炭质页岩、菱铁矿结核，上部为薄层细-粗粒砂岩夹页岩、炭质页岩、煤层、菱铁矿结核等，含层间裂隙承压水。该类型地下水水量中等至局部丰富，钻孔单位涌水量多在2-12m3/d.m之间，水化学类型为HCO3—Na•Ca型水，矿化度0.1-0.2g/L。
2）岩溶裂隙水
岩溶裂隙水主要分布于堰塘湾以南两侧山体以及古东关山体的三叠系中统巴东组（T2b）和三叠系下统嘉陵江组（T1j）地层中：
①三叠系中统巴东组（T2b）的浅灰-灰色薄-厚层微粒泥质灰岩夹泥岩，角砾状灰岩，上部为灰-黄灰薄-中层微粒泥质灰岩夹生物碎屑岩等；岩溶不发育，含岩溶裂隙水，该类型地下水水量中等至局部丰富，泉流量多在0.1-10L/s间，水化学类型为HCO3—Na•Ca型水，矿化度0.1-0.3g/L。
②三叠系下统嘉陵江组（T1j）灰-灰白中-薄层灰岩与盐熔角砾岩互层夹生物碎屑岩，泥灰岩；上段灰白色厚层泥质白云岩与岩溶角砾岩互层夹生物碎屑岩；岩溶暗河强烈发育，地下水多沿岩溶管缝径流，并以岩溶河或暗河形式集中排泄。分布于池家坝后河上游两侧山体。岩溶及暗河流量多在100-1000L/S间，泉流量多在1-50L/S，水化学类型为HCO3—Ca型水，矿化度0.1-0.3g/L。
3.2地下水的补给、迳流与排泄条件
（1）水文地质单元
调查区位于茶垭哑口地带，调查区地下水主要赋存于基岩裂隙中，接受大气降水并通过贯通性裂隙和断裂构造径流和排泄，富水性受控于裂隙和断裂的发育程度。
（2）补给、迳流与排泄
①补给
调查区地下水补给来源有三种，分别为：大气降雨渗入补给和地下迳流侧向补给。
拟建场地属亚热带季风气候区，雨量充沛，为大气降雨渗入补给地下水的有利条件和重要来源之一，据前人水文地质资料，地下水水位动态主要与降雨有关，地下水水位随雨水的增多而逐渐上升，随雨水的减少或旱季的持续而逐渐下降，这说明降雨渗入补给是地下水的主要补给方式；拟建项目场地周边地区还接受山体地下迳流侧向补给。
②迳流
调查区内丘陵地带地下水主要顺地势流动，即从地形坡度变化最急剧的方向流动，多为汇入就近的沟谷而后向平原地带汇流。
在基岩地区，地下水在接受补给后沿裂隙向低高程径流，形成沿裂隙向就近沟谷径流，在山麓侵蚀基准面附近出露地表，转化为沟谷地表水。基岩山地中，呈脉状、网状或树枝状分布的贯通性较好的节理、裂隙或断裂破碎带等构造形迹既是地下水的储存空间，也是地下水的径流通道。基岩山地地下水在接受大气降水补给后，为达到系统内部新的动态平衡，在自身重力作用下，沿着上述径流通道从山地的高处向低处运移。
③排泄
调查区地下水的排泄方式主要为潜水蒸发排泄、地下迳流排泄。调查区地处亚热带，地势较陡，地下水主要向沟谷、低洼处排泄；
受赋存空间的限制，基岩地下水补给到一定程度时，总会通过排泄方式寻求系统内新的动态平衡。基岩山地地下水的排泄条件不同，排泄方式各异，表现出局部系统的特征，或受地形条件限制而就地补给就近排泄，或因在径流过程中突遇临空面、阻水断层、岩性变化接触面等情况而出露成泉或泉群。
据场调查，有一泉水排泄点位于勘查区万源收费站西南侧约50m、高程约770m处，该泉点地理位置为：东经E108°03′14.49″,北纬N32°03′27.93″。在万源收费站修建前，该泉点为当地约20户人口的主要生活饮用水来源，泉流量约1L/s，无色透明，无味，PH约为5.97，水温15.7°，水化学类型为HCO3—Ca型水。
3.3地下水化学特征
调查区降水量具有明显的季节性特征，拟建供水井水源地地下水动态变化主要受气候因素影响。因此，调查区基岩裂隙水的动态主要大气降雨补给量的波动而波动。
3.4地下水动态
据现场调查，拟建项目场地东南侧、西北侧低山丘陵地带，山体相对较高，植被发育茂密，属地下水补给区，地下水具有径流途径短、动态变化大、更新快、排泄条件较好等特点，地下水、地表水在运移过程中，溶滤周围环境中的可溶岩物质，形成与环境相适应的物理化学系统。水化学类型为HCO3—Na•Ca型水和HCO3—Ca型水，矿化度一般在0.1～0.3g/L，地下水水质普遍较好。
4供水井位置选取
根据调查区地下水类型主要为松散岩类孔隙水（单井出水量为100-500m3/d、层状岩类基岩裂隙水（钻孔单位涌水量多在2-12m3/d.m、水化学类型为HCO3—Na•Ca，矿化度0.1-0.3g/L）、岩溶裂隙水（岩溶及暗河流量多在100-1000L/S间，泉流量多在1-50L/S，水化学类型为HCO3—Ca型水，矿化度0.1-0.3g/L）三种类型，结合1:20万紫阳幅、城口幅区域水文地质图及业主需求，尽量靠近或安置在四川收费站管理处用地范围内。达陕高速公路主线四川收费站供水井工程位置选取采用水文地质物探（电测深/高密度电法）方法进行定位。
高密度电阻率法实际上是一种阵列勘探方法,野外测量时只需将全部电极(几十至上百根)置于测点上,然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集。当测量结果送入微机后,还可对数据进行处理并给出关于地电断面分布的各种物理解释的结果。显然,高密度电阻率勘探技术的运用与发展,使电法勘探的智能化程度大大向前迈进了一步。由于高密度电阻率法所具备的上述优势，因此相对于常规电阻率法而言,它具有以下特点：(1)电极布设是一次完成的,这不仅减少了因电极设置而引起的故障和干扰,而且为野外数据的快速和自动测量奠定了基础。(2)能有效地进行多种电极排列方式的扫描测量,因而可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息。(3)野外数据采集实现了自动化或半自动化,不仅采集速度快(大约每一测点需2～5 s)，而且避免了由于手工操作所出现的错误。(4)与传统的电阻率法相比,成本低、效率高,信息丰富,解释方便,勘探能力显著提高[3]。
本次水文地质物探定点位置为四川收费站后院围墙外，选取两条长约400m、400m的夹角约为67°的剖面线。
由图1、图2可以看出其电阻异变区（蓝色区域）据收费站后院围墙拐角处约10m，宽约20m，走向约187°，深度约地面以下15~60m。根据物探及水文地质调查，供水井工程位置选取为围墙转角处，起地理位置坐标为东经108°03′24.14″，北纬32°09′52.74″，距围墙约2m。
5 结语
（1）结论：
1）调查区主要为平原、低山丘陵地貌。
2）调查区内地层岩性主要为：第四系河床冲洪积层（Q4pl+al）、古河床堆积层（Q3al）和三叠系上统须家河组（T3x）、三叠系中统巴东组（T2b）、三叠系下统嘉陵江组（T1j）；
3）调查区内地下水含水介质特征可其划分为三种类型，分别为松散岩类孔隙水、层状岩类基岩裂隙水、岩溶裂隙水；
4）调查区内松散岩类孔隙水钻孔单位出水量约10t/d.m；层状岩类基岩裂隙水泉流量多在0.1-10L/s之间，水化学类型为HCO3—Na•Ca，矿化度0.1-0.3g/L；岩溶裂隙水岩溶及暗河流量多在100-1000L/S间，泉流量多在1-50L/S，水化学类型为HCO3—Ca型水，矿化度0.1-0.3g/L）；整体富水性中等；
5）供水井位置选取为收费站围墙转角处起地理位置坐标为东经108°03′24.14″，北纬32°09′52.74″，距围墙约2m。
（2）建议：
1）根据本次水文地质调查，建议供水井井深设计80-150m。目标含水层为古河床含水层及三叠系中统巴东组（T2b）地层。
2）本论文仅为供水井工程提供相关水文地质数据。
参考文献
[1] 王仕鹏.高密度电法在水文地质和工程地质中的应用.水文地质工程地质.2000年第1期.
[2] 董浩斌.高密度电法的发展与应用[J]地学前缘.2003，10（1）:171-175.
[3] 孙洪亮.高密度电阻率法延时性勘探的研究与实践[D].成都：成都理工大学,2008.
论文作者:鲜坤城1,袁凤凯1,2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/17
标签：地下水论文; 裂隙论文; 水文地质论文; 岩溶论文; 水井论文; 基岩论文; 巴东论文; 《基层建设》2017年第18期论文;