根据含水介质的性质及地下水动力特征,长江上游的四川省境内地下水分为以下4 类。
(一)松散岩类孔隙水
主要分布于成都平原、安宁河谷平原,亦零星分布于其他河谷阶地及山间盆地,面积为1.92万km2。其中成都平原孔隙水分布面积6473km2,上部含水岩组由第四系全新统和上更新统砂、卵砾石和含泥沙、卵砾石层组成,是最主要的孔隙含水层,其厚度由四周向中心增大,一般厚10~20m,局部可达近40m,水位埋深一般为1~6m,单井出水量1200~2400m3/d,沿主要河流及补给条件良好地带大于3000 m3/d。该层地下水具有埋藏浅、循环交替快、水量丰富、水质好、便于开采的特点。平原下部第四系中、下更新统含水岩组由泥质砾卵石层组成,含水中等—微弱(单井出水量100~500 m3/d)。在合适的条件下,其锶、偏硅酸含量达矿泉水标准。
安宁河谷平原包括西昌盆地在内,面积1870 km2,为第四系—新第三系松散砂、卵砾石层、含泥卵砾石层与半成岩的砂、卵砾岩、泥岩互层叠置呈巨厚(近1000m)的孔隙含水岩组,从上往下可分3~4 个含水层段。安宁河谷平原上段潜水层由第四系全新统冲积砂砾卵层组成,厚15~70m,水位埋深0.5~7m,单井水量1000~3000 m3/d,其下各含水层段为承压或自流水,富水性稍差,单井出水量100~1000 m3/d,西昌盆地浅部全新统冲洪积砂土、砂卵砾层含水层富水性不均,冲洪积扇中下部水位埋深1~5m,富水性好,单井涌水量100~1000 m3/d,扇间、扇顶(盆周)及湖积层地段富水性差,单井涌水量小于100 m3/d,其下部亦有2~3层承压—自流含水层,富水性中等,单井涌水量100~1000 m3/d。
其他山间盆地与河谷阶地第四系全新统冲洪积孔隙含水岩组分布面积约2000 km2,分布零星,一般富水中等,盆地内主要河流阶地含水层厚5~20m,地下水埋深1~5m,单井涌水量500~2000 m3/d。
(二)碎屑岩类孔隙裂隙水
分布面积约15.09万km2,本类地下水浅部有优质潜水,下部存在微承压—高水头的层间裂隙水。含水岩组自第三系至震旦系不连续分布。按地下水赋存空间的性质及水动力特征又分为3 个亚类。
1.裂隙水
分布在东部盆地广大地区和局部盆周山地、川西南山地及川西高原区。含水岩组时代齐全,从第三系至震旦系皆有,主要是侏罗系、白垩系砂岩,其次为页岩、泥岩、砾岩等。以风化带裂隙含水为主,含水带厚度一般为30~50m,富水程度极不均一,普遍贫水,单井涌水量小于100 m3/d,泉流量0.01~0.5L/s,水质良好。在裂隙发育的向斜轴部、低背斜缓翼、倾没端等谷丘地段单井涌水量可达100~500 m3/d。盆中地区含水带淡水之下常遇微咸水及咸水。
2.溶孔(洞)裂隙水
分布在盆地西侧边缘、威远穹隆北西翼外围和西南山地的西昌、会理等地,含水岩组主要由新第三系、白垩系、侏罗系的富含钙质、膏盐层的砾岩、红色砂岩组成。溶孔发育则含水丰富,因此富水程度不均,水位埋深0~10m,部分承压甚至自流,一般单井涌水量100~1000 m3/d,泉流量1~10L/s,最大岩溶泉流量达56.8L/s,属中等富水—富水。
3.层间裂隙水
处在盆地内、盆地周边及西南山地区的背斜翼部、倾没端及向斜轴部,形成自流斜地或向斜盆地,含水岩组由白垩系和上三叠统须家河组(T3x)砂岩夹页岩、泥岩及煤层等组成,厚度大而稳定。一般为承压水,初始水头高,而后递减,含水层顶板埋深24~40m,成都东部台地白垩系夹关组含水层顶板埋深可达100~250m,富水性一般较好,单井涌水量100~300 m3/d,在背斜缓翼局部地段单井涌水量大于1000 m3/d。
区内碳酸盐岩类裂隙溶洞水分为裸露型和埋藏型。其中埋藏型主要指盆地内埋藏于碎屑岩之下的碳酸盐岩类岩溶水,一般均为承压水或自流水,1000m以下的多为高压矿化盐卤水。这里主要涉及的是裸露(局部覆盖)型岩溶水,裸露型岩溶水在区内出露面积为8.33万km2,根据岩性组合差异又可分为碳酸盐岩类裂隙溶洞水和碎屑岩、碳酸盐岩溶洞裂隙水(碳酸盐岩占30%~70%)。两者富水性有一定差异,一般是前者大于后者。本类地下水主要分布于盆地外缘山地、盆东条形褶皱带背斜核部、西南山地及川西高原局部地段。盆地外缘山地岩溶含水岩组主要由中、下三叠统、二叠系、石炭系、泥盆系的灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩、白云岩组成,其富水性极不均匀,除与岩性有关外,严格受岩溶发育及地貌和构造控制,在盆缘外周的中高山地带,主要为岩溶水补给区,地下岩溶不发育,泉流量小于10L/s。而近盆地的盆周地区,如北川、南江、峨眉、筠连及重庆市辖区的酋阳、巫溪、涪陵等地背斜核部及槽谷区,岩溶发育,地下水常以大泉、暗河形式在河谷集中排泄,暗河发育,暗河流量大多在100L/s 以上,长度达数公里至数十公里,大泉、暗河流量为100~1000L/s。在大巴山万源东南、川南筠连沐爱向斜等处有浅埋岩溶承压水赋存。在筠连、珙县、南川、城口、江油、安县、峨眉(及重庆市的巫山、巫溪等处),地表还见温热水和矿泉水溢出,盆东条形褶皱带各背斜核部及盆中威远穹隆核部主要出露中、下三叠统嘉陵江、雷口坡组灰岩岩溶潜水,一般泉流量较小,小于10L/s,个别为10~100L/s,但多具浅埋型岩溶承压水,水头高度数十米,单井涌水量500~1000 m3/d,大者达3000 m3/d以上,局部还揭露出低温热水,西南山地区岩溶水主要分布于汉源—甘洛—会东一线以东及盐源盆地一带,主要含水岩组为中三叠统白山组、下二叠统、上震旦统灯影组及部分石炭系、中泥盆统的灰岩、白云质灰岩、白云岩,其富水性主要受构造,包括自流盆(斜)地及断裂控制。盐源盆地暗河流量多大于100L/s,越西新民、中所自流盆地大鱼洞等暗河枯期流量达2000~3000L/s,冕宁里庄磨房沟断层岩溶上升泉最大流量达17 m3/s(多年平均为5.14 m3/s),攀枝花大水井地区单井出水量100~1000 m3/d,其他地区富水性中等或贫乏,泉流量小于100L/s。另外,在普格、喜德、盐边、昭觉等地的近代河谷地段,有多处温泉溢出。岩溶水在该地区工农业供水中占有重要地位。西部高原山区岩溶水主要分布在南坪、松潘地区及西部金沙江东岸。南坪、松潘地区主要含水岩组为泥盆系、石炭系及三叠系厚层灰岩,岩溶发育,如黄龙、九寨沟的高寒岩溶地质自然景观就是佐证,平均泉流量达200~300L/s,故岩溶水丰富。金沙江东岸地区含水岩组亦是古生界的结晶灰岩、生物灰岩、白云岩等,泉流量10~1000L/s,富水性中等—丰富。除此之外,木里、康定、理塘、乡城等地尚有碎屑岩裂隙水、碳酸盐岩岩溶裂隙水,一般富水性贫乏—中等。另外,在断裂带及河谷低凹处还有温热水及碳酸矿泉水溢出,含水层为二叠系、石炭系灰岩。
分布面积25.33万km2,其中变质岩裂隙水分布面积20.93万km2,主要赋存在西部高原高山区三叠系西康群砂板岩、片岩,和东、西、南边缘山地元古界、古生界的石英岩、板岩、千枚岩、结晶灰岩、大理岩、变质火山岩等的构造裂隙、风化网状裂隙中,水量不大,水质良好。常在地势低洼处、坡脚、沟旁、断裂带以泉的形式分散溢出,一般流量在0.1~1L/s以下,相对富水地段泉流量可达1L/s左右。岩浆岩裂隙水分布面积4.40 万km2,分布于西部高山高原区(岩浆岩)、西南山地区(以喷发酸性玄武岩为主)。地下水赋存于风化裂隙中,以下降泉的形式分散排泄,水量不大,一般泉流量小于1L/s,在断裂带附近或与围岩接触带,泉流量可大于1L/s,且常为温泉。
四川省及重庆市地下水天然资源量见表3-52。
表3-52 长江流域上游(四川、重庆)地下水天然资源量一览表
续表
续表
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注 径流模数系采用水文图分割所得的径流模数与实测所得的径流模数进行对比,最后采用加权平均值确定。
(五)岩溶水资源开发利用情况
1.概况
四川省碳酸盐岩区的盆东平行岭谷的局部地段和川南部分工矿、城镇区工农业较为发达,人口相对集中,需水量较大。绝大部分地区土地利用率低,交通落后,能源开发不力,工业欠发达,除分散的山区人民零星生活用水和部分小城镇引用水外,其他方面开发利用岩溶水不很普遍。据不完全统计,目前利用或部分利用的大泉、暗河有200 多处,其中农灌100 多处,发电60 多处,工业用水数处。利用较多的有凉山州的会东、宁南、盐源及攀枝花市的盐边,攀枝花等地,利用量约5 亿m3/年,比较成功的是冕宁县引磨房沟岩溶泉发电,泉水流量2.73~17.6 m3/s,一级装机容量1.05万kW。川南兴文、筠连、高县对引用岩溶水比较重视,兴文已发现岩溶水露头41 处,累计流量7.94 m3/s,已利用32处,其利用水量达400万m3/年,其中农灌344.2万m3/年,灌田8605亩,生活用水15.6万m3/年,高县、珙县县城供水每年也达数百万立方米。峨眉山市附近的吴家河电站、花溪电站引暗河水发电0.54 万kW 和2万kW,龙泉堰引暗河灌田1500 多亩,越西县中所引暗河水发电,盐边岩口(规划)、盐源三龙塘引水发电灌田等。全省总利用量约8亿m3/年,占可采资源量的12.5%,占天然资源量的5.9%。
四川深层岩溶热水较丰富,但开发利用程度不高,以往仅用于洗澡及屠宰牲口,康定城郊还用来育秧、浇地,康定毛纺厂利用热水洗毛。近年来,旅游业开发利用热水形成热潮,大邑县花水湾开发利用最好,攀西、川南及川北、川东、峨眉等地也都有所开发。作为饮料矿泉水对岩溶水的开发在近年也有较大发展。
岩溶地下水的开发利用为地方工农业经济的发展和人民生活质量的提高起到了很大的促进和带动作用,不良影响尚不明显。
2.开发实例
(1)中所暗河的开发利用。凉山州越西县中所暗河出口位于中所区旁山脚下灯影灰岩(Zbd)中,为南北向小相岭复背斜东翼倾没端及南北向越西河压性大断裂西侧(图3-49、图3-50)。暗河南北几支大致呈东西展布,上源(西)标高2000~2600m,高出暗河300m,暗河长5~12km,形成210km2 的流域面积,暗河出口高程1707m,出水量3.16~161 m3/s,经拦蓄形成一个中型水库,用作发电和灌溉,由于水坝较低,仅利用了天然排泄量(1.26亿m3/年),若抬高水坝5~10m,利用水量可增至1.62亿m3/年。
图3-49 越西中所暗河平面图
1—地质界线;2—角度不吻合界线;3—断裂;4—岩层产状;5—玫瑰花图;6—山头标高(m);7—地表分水岭;8—等高线;9—河流;10—暗河;11—溶洞及落水洞;12—下降泉,左为编号,右为流量(L/s);13—钻孔流量(m3/d)/降深(m);14—剖面线
图3-50 越西中所暗河A—A 剖面图
1—凝灰岩粗砂岩;2—变质绢云母石英砂岩;3—砂砾岩;4—粗砾岩;5—白云岩;6—粘土及砂碎石;7—暗河;8—暗河出口
(2)岩口暗河的开发利用(规划)。攀枝花盐边县岩口暗河发育于泥盆系灰岩之中(图3-51),位于北东向背斜西翼,暗河长15km,流域面积107.3km2,出口高程2341m,流量为0.9~16m3/s。为充分开发利用其水资源,预期修建蓄水4000万m3 的地下水库,可灌溉盐边县14个乡标高在1600m以下的5万多亩土地,发电2 万kW。
图3-51 岩口溶洞及出水溶洞位置图
1—地下水库;2—落水洞;3—引水隧洞;4—剪切断层;5—断层;6—地层符号;7—岩层产状;8—陡崖;9—地形等高线;10—岩溶暗河;11—溶洞
四川区域性(3 个区)岩溶水多年平均水资源量见表3-53,大泉、暗河流量见表3-54,四川省主要岩溶、暗河、大泉开发利用情况见表3-55。
表3-53 岩溶水多年平均天然资源分区统计表
表3-54 大泉、暗河流量(开采资源)统计表
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