柳林泉域岩溶水特点与地质背景条件分析
第27卷 第3期 中 国 岩 溶 V o l.27 N o.3 2008年9月 CA R SOLO G I CA S I N I CA Sep.2008
文章编号:1001-4810(2008)03-0209-06
柳林泉域岩溶水特点与地质背景条件分析Ξ
高宝玉1,梁永平2,王维泰2
(1.山西省吕梁市水资源研究所,山西吕梁033000;2.中国地质科学院岩溶地质研究所,广西桂林541004)
摘 要:柳林泉域作为我国北方典型的单斜-顺置式岩溶水资源系统,岩溶水在
循环过程中表现出与其它泉域共性的同时,也存在一些非常奇特的特征:(1)由于
泉域内断层、褶皱轴和区域隔水顶板的阻水作用,造成了岩溶地下水在主径流方
向上的二级排泄与三次富集;(2)由于泉域中部王家会阻水性背斜轴的倾覆所形
成的地下潜流断面梯形形态,导致了泉水流量衰减幅度与阻水断面上游区岩溶地
下水位下降幅度的不匹配;(3)由于泉域南、北翼岩溶地下水循环路径和所处的地
球化学背景不同,导致了分布在三川河两岸相距不足300m的泉水水化学特征表
现出很大的差异性;(4)由于岩相建造地处中奥陶世古膏盐湖东部边缘,泉域西部
中硬石膏溶解不仅形成了岩溶热水,而且还使得柳林泉成为“锶矿泉水”。上述特
征都是由柳林泉域特定的地质结构、地球化学环境和岩相古地理条件所决定的。
关键词:岩溶水;硫同位素;地质背景;柳林泉域;山西
中图分类号:P641.134 文献标识码:A
1 泉域概况
柳林泉域位于吕梁山中段西侧(图1),行政区划主要归属山西省吕梁市。泉域东部为地表分水岭边界,南、北分别与郭庄泉域和天桥泉域以地下水分水岭为界,西部为碳酸盐岩深埋滞流性边界,构成一封闭完整的岩溶泉域水资源系统,总面积6080km2。
柳林泉域总的地势东高西低,属大陆性半干旱气候,多年平均降水量506mm。黄河流经泉域西侧,泉域内的北川河、东川河、南川河汇合于交口镇,其下游称为三川河,它们由东往西向黄河汇流,构成黄河水系的一、二级支流。
柳林泉域在地质构造上处于山西吕梁山复背斜向鄂尔多斯盆地过渡地带,地层从东向西依次出露太古～元古界变质岩、早古生界碳酸盐岩、晚古生界煤系地层和中生界碎屑岩,宏观上构成一向西倾斜的单斜构造,新生界广泛覆盖于不同层位之上。寒武-奥陶系碳酸盐岩主要分布于泉域南部和中、西部,其分布类型由东向西从裸露型(面积1238km2)→覆盖型→埋藏型。循环于其中的岩溶地下水是系统内最重要的水资源要素。岩溶水主要接受碳酸盐岩裸露区降水入渗补给和河流(东川河、北川河、南川河、三川河在泉域内有6个渗漏段)渗漏补给。受地形和含水层产状控制,岩溶水在从东往西渗流的同时由南、北两翼向中部三川河河谷汇集,最后在柳林县城东侧受石炭、二叠系区域岩溶隔水顶板阻挡形成柳林泉群。柳林泉群由大小不等的80多个泉点组成,出露标高790～803m,1956-2004年平均总流量3.15m3 s。
2 岩溶水特点与地质背景条件分析
柳林泉域在东部变质岩区地表水汇集区面积1863km2、中部碳酸盐岩裸露区和覆盖区面积2371.5km2、西部碳酸盐岩埋藏区分布面积1846km2,具有三分天下的分布格局。在地形、水系和地质构造控制下,泉域内地表水流向、岩溶地下水总
Ξ基金项目:国土资源部公益性行业科研项目:中国北方岩溶区地下水环境问题成因机制与保护对策研究(编号:200811022)第一作者简介:高宝玉(1952-),男,高级工程师,主要从事水资源研究管理工作。E-m ail:llslgby@https://www.360docs.net/doc/da6710965.html,。
收稿日期:2008-05-09
图1 柳林泉域岩溶水文地质略图
F ig.1Karst hydrogeo logic sketch m ap of L iulin sp ring basin
体流向、岩溶含水层宏观倾向均表现出“向西”的一致性,并使得泉域完整地发育了补给区、径流区、排泄区和滞流区四个水动力区。泉域的上述基本特征决定了岩溶水系统结构,同时也决定了“单斜-顺置式系统”岩溶水的循环、富集、排泄和水化学在纵剖面方向的变化规律[1]。与此同时,由于泉域内部一些特殊的地
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质结构和特定的地质环境背景条件,柳林泉域岩溶水在很多方面又表现出独特的特点,如岩溶地下水在主径流方向上的二级排泄与三次条带状富集;泉水流量衰减幅度与岩溶地下水位降幅不协调;分布在三川河南、北两岸泉水水化学差异性明显等,而其中的一些特点又非常独特,在北方各岩溶泉域系统中所特有。这里,我们将结合最基本的地质背景条件分析这些特点的形成原因。
2.1 柳林泉流量与岩溶地下水位的衰减速率存在显著的差异性
进入上世纪以后,由于自然、人为各种活动影响,北方岩溶泉域岩溶水资源系统的条件均发生了根本性变化[2],泉水流量大幅度衰减和区域岩溶地下水位趋势性下降的现象非常普遍。近20年来,山西15个泉域的泉水流量一般减少了30%～60%,对应区域岩溶
地下水位下降幅度一般在0.7～2.0m a [3]
。柳林泉也不例外,平均流量从1956-1979年的3.95m 3 s 下降到1980-2003
年的2.44m 3 s ,降幅达38.16%,到
2004年流量仅为1.215m 3 s [2]
。但泉域内4个岩溶地下水位长观孔(分别是盛底(编号1)、七里滩(编号2)、
马茂庄(编号3)、麻湾则(编号4))上世纪90年代以来其水位动态却表现得非常平稳,平均降幅均在0.4m a 以下(图2),与泉水流量衰减幅度和其它泉域水位的下降幅度很不成比例。这种不协调的关系,主要与柳林泉域地质结构相关。图3是泉域沿区域岩溶地下水径流方向的地质剖面图。泉域内岩溶地下水位长观孔主要布设在离石-中阳向斜内,由于该向斜西侧是王家会背斜轴部出露太古界变质岩区域隔水层(图1),受其阻水作用影响,来自泉域东部进入离石-中阳向斜的岩溶水要绕过王家会背斜南侧倾伏端向柳林泉方向汇流,背斜轴部阻水体在地下形成一个类似水库溢洪道基座,其形态呈上大下小的不规则梯形。假定梯形坡度为45°,则根据达西定律可知,当水位有一个单位变化时,通过该溢流通道的流量的变化将是水位变化单位的二次方,从而造成了二者降幅极不协调的现象。
图2 柳林泉流量和泉域岩溶地下水位动态曲线图
F ig .2T he regi m e curve of discharge and groundw ater table in L iulin sp ring basin
2.2 泉域岩溶水的二级排泄和三次富集柳林泉域岩溶地下水除以柳林泉群作为最终且
最大排泄区外,在泉域东部还出露吴城泉、枝柯泉和车鸣峪泉等泉水(图1),形成了东高、西低的泉域岩溶水二级排泄。从泉域岩溶水的富集方面看,岩溶水首先在上述两级排泄区形成富集,同时,受中部离石-中阳向斜汇集和王家会背斜阻水作用,岩溶地下水在离石-中阳向斜内也富集。目前泉域内几乎所有集中供水水源地(图1,包括柳林泉区水源地、上安水源地、七里滩水源地、大土河水源地、中阳朱家店水源地等)几乎都集中在这些区域内,形成了岩溶地下水的三级富集区。从图3可以看出,柳林泉域在从东到西的岩溶水主径流方向上,地质构造形成了三次阻水作用,分别是东部北东向逆断层(图1中的王治庄-吴城逆断层(F 1)、油房坪-枝柯逆断层(F 2)、万年饱逆断层
(F 3))阻水、中部王家会背斜的阻水和西部石炭-二叠
系区域隔水顶板的阻水。正是地质构造的这种阻水作
用,形成了柳林泉域岩溶水的二级排泄和三次富集。2.3 水化学、同位素从东向西变化特点
沿岩溶水从东向西的主径流方向,岩溶水由补给区进入埋藏、滞流区,水的溶解性总固体(表1)呈现出规律性增加趋势,完全符合单斜构造系统的水化学分布特点,但沿岩溶水径流方向的?18O 值则出现中部高,东、西两头低的分布态势。这种同位素分布态势需从空间和时间两方面来进行解释。东部补给区现代水受高程效应的影响,从东向西随着岩溶水补给高程的降低,?18O 数值将增大,再向西由于为大面积分布的承压滞流区,其中保存有大量史期干冷气候条件下补
给并储存的低?18O 值岩溶“古水”[4]
,从而使得这一地带的岩溶水的?18O 值最小。
1
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图3 柳林泉域地质剖面图
F ig.3Geo logic secti on of L iulin sp ring basin
表1 泉域东西剖面岩溶水T D S、?18O汇总表
T ab.1T he co llecti on of TD S and
?18O along W2E secti on
样品位置TD S g L?18O ‰备注
吴城泉0.236-10.4东部补给区离石福利焦化厂0.267-9.7中部径流区上楼桥村井0.351-9.48中部径流区柳林上青龙泉0.426-9.85西部排泄区柳林刘家疙瘩泉1.242-9.9西部排泄区柳林康家沟6.84-10.5西部滞流区陕西吴堡县城13.6-12.15西部滞流区
2.4 三川河南北两岸泉点水化学特征差异性问题
泉域最终排泄区的柳林泉群,由分布在三川河南、北两岸的80多个泉点组成。虽然三川河宽不足300m,但大量水化学分析资料表明,南、北两岸泉点的水化学特征存在极大的差异性(表2),总体表现为“北咸南淡”。为查明其成因,我们采用硫同位素方法加以解释。从泉域岩溶水的地球背景看,岩溶水中硫酸盐主要有两大来源:其一是石炭-二叠纪煤系地层中的硫铁矿,由于奥陶系与煤系地层直接接触,煤系地层中裂隙水、层间岩溶水以及矿坑水通过构造裂隙、陷落柱以及人工采煤形成的裂隙越流补给下伏岩溶水,成为岩溶水中硫酸盐的补给源;其二是华北地台在中奥陶世经历了三次大的海侵与海退的运动过程,中奥陶统各组(下马家沟组、上马家沟组和峰峰组)底部普遍为沉积有石膏的泥质白云岩,岩溶水对中奥陶统中石膏的溶解而形成泉水硫酸盐的另一来源。根据前人在娘子关泉域[5,6]以及我们在鄂尔多斯盆地周边岩溶地区的硫-34同位素分析,表明来源于中奥陶统石膏的?34S值(一般在20‰以上)和煤系地层中硫铁矿的?34S值(一般为负值)存在很大的差异,故我们选取了泉域内的煤矿矿坑水、中奥陶统中石膏,以及三川河南、北岸主泉水和滞流区岩溶水进行了?34S值的对比分析(表3)。结果表明,三川河北岸泉水的?34S值较南岸泉水的大,更接近于中奥陶统中石膏的?34S值。根据本区奥陶系碳酸盐岩岩相古地理的研究[7],泉域西部在中奥陶世为以米脂为中心的膏盐湖沉积区,不但沉积大量石膏,同时还沉积大量岩盐(如绥德县满堂川乡“绥盐1井”,累计岩盐厚度达到173m)。由此可见,造成柳林泉群在三川河南、北两岸泉点水质的差异,是由于泉域南、北两翼岩溶水径流、循环途径及地质背景条件不同所致,即:北翼岩溶水径流途径远,向西部膏盐区循环深度大,水岩作用时间更长,是现代水与滞流区岩溶水“高度混合”的结果。与此同时,北岸泉水的水化学类型中出现的C l-、N a+,以及在泉域北翼西侧陕西吴堡横沟(图1)
表2 三川河南、北岸柳林泉水化学特征对比表(m g L)
T ab.2Contrast of hydro2chem ical characteristics on
different side of Sanchuan river
项目三川河南岸泉水三川河北岸泉水
TD S389～455408～1460
HB248～273243～489 K++N a+41.37～57.3552.13～320.
C l-43.12～63.0844.00～467.99
SO4=53.10～85.2069.77～211.00
水温(℃)15～18.515～21.5
水化学类型H-Ca?M g H?C l-N a?Ca
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表3 泉域岩溶水硫同位素含量表
T ab .3T he content of sulfur iso tope in karst
groundw ater of L iulin sp ring basin 取样位置?34SV -CD T
‰样品性质柳林县煤矿矿坑水-13.6矿坑水离石马头山奥陶系石膏
31.4石膏柳林龙门会泉16.5南岸泉水上青龙泉17.2南岸泉水柳林刘家疙瘩泉21.2北岸泉水柳林刘家疙瘩泉22.4北岸泉水3柳林刘家疙瘩泉20.7北岸泉水3山西临县林家坪热水井27.5北部岩溶热水陕西吴堡横沟热水28.8滞流区岩溶热水泉口下游沙曲热水28.7滞流区岩溶热水3吴堡县城
32.4
滞流区岩溶水
注:3为收集资料。
一带奥陶系顶板埋藏很深(标高接近海拔0m )还打出单井涌水量达5000t d 的自流井,也均佐证了这一
点。
2.5 泉域岩溶热水成因问题
泉域西部埋藏岩溶区分布热水资源。现已揭露的地热点有临县林家坪、柳林县沙曲和吴堡县横沟(图1),水温分别为36℃、35℃和34.5℃。综观我国北方岩溶热水的分布,几乎无不与深大断裂构造息息相关,如汾渭地堑中各盆地内岩溶热水;太行山前河南济源、洛阳、鹤壁岩溶热水,河北邢台的岩溶热水;燕山山前北京、天津等地的岩溶热水。但柳林泉域西部,位居中、新生代以来中国大陆最稳定的鄂尔多斯地块东缘,是断裂构造罕见的地区,出现岩溶热水,有其独特性。地质上可从两个方面分析本区岩溶热水成因:其一是中生代晚期泉域西北侧的岩浆活动,临县北西约20km 的紫金山出露有约20km 2的碱性火成岩侵入
体,矿物同位素测得岩浆的侵入年龄为138.3±1.1M a [8],这为本区具有一定高热流值地热背景奠定
了基础;同时由于柳林泉域西部为岩溶地下水埋藏区,良好的晚古生界、中生界盖层和岩溶水循环更替速度缓慢为热流的保存提供了有利条件。其二,从岩溶热水的?34S 值来看,3个热水孔均达到27.5‰以上(表3),与本区石膏的?34S 值非常接近,暗示着岩溶热水与石膏间存在着某种生成联系。硬石膏遇水时不但体积要膨胀63%,同时还释放热量(18℃时的溶解热为4.44kcal )。因此我们分析推测,泉域内的岩溶热水的形成与奥陶系含水层中石膏溶解有一定关系。2.6 岩溶锶矿泉水的成因
构成柳林泉群的重要泉点杨家港泉、上青龙泉、刘家圪塔泉,这些泉水锶的平均含量依次达到
0.7m g L (4样品均值)、0.67m g L 和2.0m g L ,均超过矿泉水达标锶含量的3倍以上。虽然锶含量偏高在华北地台的岩溶水具有普遍性,但像柳林泉这样大流量、高含量的情况还不多见。一般认为,锶主要来源于水对天青石的溶解。天青石具有多种成因,但就本区中奥陶统岩溶含水层的具体情况而言,我们认为它是中奥陶世柳林泉域西侧米脂膏盐湖蒸发环境下海陆相硫酸盐沉积形成,因在蒸发条件下天青石早于石膏析出,具备了天青石的形成条件。而古盐湖沉积的天青石又为柳林泉水中为在的“锶”提供了充足的物质来源。
3 结 论
柳林泉域作为我国北方典型的单斜-顺置模式的岩溶水系统,岩溶水在分布、埋藏、循环、富集以及水化学同位素方面既表现出与同类系统模式的共性,但也存在独有的特色,而形成这些特色成因的答案都可在地质背景中获得。通过上述研究分析,我们得出如下结论:
(1)柳林泉域岩溶水在从东向西的渗流过程中,分别受到了东部断层、中部背斜和西部区域隔水顶板的阻挡,造成了岩溶水的二级排泄和在这些阻水体东侧的三次富集;
(2)泉域中部王家会背斜轴部出露太古界变质岩区域隔水层,该背斜在南川河以南向南倾覆,使得上覆碳酸盐岩含水层在地下形成了一个上大下小的溢流通道,是这种形态的过水断面造成了在柳林泉水急剧衰减的情况下,储存于王家会阻水背斜东侧岩溶地下水位动态仍能够保持相对稳定的状态。
(3)硫同位素分析结果表明,造成柳林泉群分布在三川河南、北两岸的水质差异是由于泉域南北两翼岩溶水循环时间、深度及所处的地质背景不同所致,同时认为,泉域内岩溶热水的形成,一定程度上与本区中奥陶统中硬石膏的溶解有关。
(4)柳林泉水“高锶”矿泉水的成因与本区在中奥陶世所处的米脂膏盐湖边缘的古地理环境关系密切。参考文献
[1] 梁永平,韩行瑞,时坚,等.鄂尔多斯盆地周边岩溶地下水系统模
式及特点[J ].地球学报,2005,26(4):365-369.
[2] 潘军峰,张江汀,梁永平,等.山西省岩溶泉域水资源保护[M ].
中国水利水电出版社,2008:7-52.
3
12第27卷 第3期 高宝玉等:柳林泉域岩溶水特点与地质背景条件分析
[3] 梁永平,高洪波,张江华,等.娘子关泉水流量衰减原因的初步
定量化分析[J].中国岩溶,2005,24(3):227-231.
[4] 梁永平,时坚,张良,等.引起陕西渭北东、西部岩溶地下水特征
差异性的区域地质背景对比[J].地球学报,2003,24(2):167-
170.
[5] 刘再华.娘子关泉群水的来源再研究[J].中国岩溶,1989,8
(3):200-207.[6] 段光武,梁永平.应用?34S同位素分析阳泉市岩溶地下水硫酸
盐污染[J].西部探矿工程,2006,117(1):100-103.
[7] 冯增昭,陈继兴,张吉森.鄂尔多斯地区早古生代岩相古地理
[M].地质出版社,1991.
[8] 肖媛媛,任战利,秦江锋,等.山西临县紫金山碱性杂岩LA-I CP
M S锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义[J].地质论评,2007,53(1):656-663.
Fea tures of karst wa ter and geolog ic background i n L iul i n spr i ng ba si n
GAO B ao2yu1,L I AN G Yong2p ing2,W AN G W ei2tai2
(1.Lüliang Institu te of W a terresuorce of S hanx i P rov ince,Lüliang,S hanx i033000,Ch ina;
2.Institu te of K a rst Geology,CA GS,Gu ilin,Guanx i541004,Ch ina)
Abstract:A s a typ ical“m onocline2seriate typ e”karst groundw ater system in no rth Ch ina,L iu lin karst sp ring no t on ly is of som e generality w ith o ther sp rings bu t also its ow n un ique featu res.F irstly,becau se of the w ater2resistance by fau lt,fo ld ax is and overlying confin ing bed,the“second2level drainage”and“th ree ti m es en richm en t”in the m ain directi on of karst w ater runoff are fo r m ed.Secondly,the ex ist of“trap ezo id shap ed”of undercu rren t secti on cau sed by the up set of W angjiahu i confin ing an ticline ax is in the m iddle of the sp ring area resu lts in the rate of discharge decrease and the decline of w ater tab le at the upp er reaches of the w ater2resistan t secti on are ou t of line.T h irdly,su lfu r iso tope analysis show s that:becau se the w ater cycle p ath and the geochem ical background are differen t betw een sou th and no rth li m b of the sp ring area, w h ich lead to gigan tic hydrochem ical diversity am ong the sp rings distribu ted in less than300m on the differen t sides of Sanchuan river.A nd lastly,the disso lve of anhydrite com es from the m iddle O rdovician layer is one of the reason fo r the fo r m ati on of karst ho t w ater in the w est of the sp ring area,and the w est p art of the sp ring area located in the eastern edge of ancien t gyp sum salt lake fo r m ed in the m iddle O rdovician layer,such lithoface environm en t m ade L iu lin sp ring to be“Sr m ineral w ater”.A ll the above m en ti oned characteristics are deter m ined by the special geo logic structu re,geochem ic environm en t and lithofacies as w ell as p alaeo2geography in the study sp ring.
Key words:karst groundw ater;su lfu r iso tope;geo logic background;L iu lin sp ring basin;Shanx i p rovince 412 中国岩溶 2008年
无锡市地质背景概况
无锡市地质背景概况 1 气候背景 无锡市地处长江下游，东邻苏州，西接常州，北依长江，南靠浙皖，中抱太湖，是全国经济中心城市和重点旅游城市之一。工作区范围包括江阴市、宜兴市2个县级市和崇安区、北塘区、南长区、滨湖区、惠山区、锡山区、新区7个区，地理坐标北纬31°07′—32°02′、东径119°33′—120°38′，总面积4627.46 km2。 无锡市属北亚热带湿润区，受季风环流影响，形成的气候特点是：四季分明，气候温和，雨水充沛，日照充足，无霜期长。1月平均气温在2.8℃左右；7月平均气温在28℃左右。全年无霜期220天左右。区内多年平均降水量1048 mm，降水的年际、季节变化较大，最大降雨量可达1738mm以上，降雨多集中在汛期的6-8月，约占全年总降水量的55%左右，汛期降雨形式多为暴雨、阵雨和连阴雨。 2 地质环境背景 2.1地形地貌 在长期的地壳持续性上升、下降以及江河湖海的共同作用下，形成了无锡市以平原为主，低山、残丘为辅的地形地貌特征，地势总体呈西南、北高，中间低的形态展布。宜兴南部基岩广泛裸露，崇山峻岭与冲沟谷地相依分布，最高峰茗岭黄塔顶海拔高度611.5m，为全区群峰之冠；市区西南部和江阴市北部的山丘总体上呈北东、北东东走向,最高峰为惠山的三茅峰，海拔328.98 m；除此之外的广大地区均为地势低平的沉积平原，高程一般低于5 m，局部为负地形。后经城市建设、兴修水利、设闸排水、整修圩堤，已成为建设用地和良田。 2.1.1 地貌发展简史
区内地貌形态经受多次构造运动而形成，印支运动主要表现为强烈的褶皱运动，形成了一系列的褶皱隆起和坳陷，奠定了本区地形外貌的基础。 燕山期升降差异运动控制了中生代以后的沉积，区内大多数古盆和古凹陷都沉积了巨厚的侏罗系、白垩系以及第三系地层。在安阳山等地还发生了火山喷发堆积作用，填平了一部分古盆和古凹陷，形成了安阳山、狮子山等地的古火山喷发堆积地貌。 早第三纪，受喜马拉雅运动影响，继承了老构造运动性质，宜兴南部低山丘陵区持续上升，受强烈的风化剥蚀作用，表现为剥蚀夷平；北部平原区以缓慢沉降为主，并接受下第三系碎屑岩沉积。晚第三纪时期，内动力作用明显减弱，因而对早期形成的地貌进行剥蚀和改造逐渐衰减。 第四纪地质时期，地壳仍以垂直升降运动为主，但外动力作用加强，在冷暖气候的作用下，出现了2-3次的海陆变迁，北部长江也以不同形式影响至本区，并逐渐形成了现代的冲湖积平原、长江三角洲平原和茗岭、惠山等低山丘陵地貌形态。 2.1.2 地貌分区及特征 根据地貌成因和形态类型的差异，全区可划分为低山丘陵构造剥蚀区、太湖冲湖积平原区和长江三角洲冲积平原区。依据次一级地貌形态、成因和高程等特征，又可分为七个亚区。 2.1.2.1低山丘陵剥蚀构造区 根据山体形态和出露位置分为低山丘陵、残丘、孤岛三个地貌亚区。 ⑴低山丘陵 低山丘陵主要分布在宜兴南部、市区西南部以及江阴北部。 宜兴南部一带山体多呈脉状，山脉连绵不断，走向明显，九里湾山、龙池山一带山体多呈东西向和北东向展布，铜官山、离墨山一带山体则多呈南北向和南东向排列。受褶皱断裂控制，组成
岩溶及岩溶地区的工程地质分析报告
岩溶及岩溶地区的工程地质分析 第一章岩溶 一.基本概念 岩溶也称喀斯特(karst),是指以碳酸盐为主的可溶性岩石（石 灰岩、白云岩、石膏、岩盐）地区，由于地表径流和地下水流对岩 石的溶蚀作用和机械破坏作用，在岩体中形成洞穴，或在岩层的表 面形成奇峰异石等独特的地貌景观。南斯拉夫的喀斯特高原是典型 地区，并因此得名"喀斯特"。1966年5月在中国第二次全国岩溶学 术会议上将“喀斯特”以“岩溶”作为中国的通用术语。 凡是以地下水为主，地表水为辅，以化学过程（溶解与沉淀） 为主。机械过程（流水侵蚀和沉积，重力崩塌和堆积）为辅的对可 溶性岩石的破坏和改造作用都叫岩溶作用。这种作用所造成的地表 形态和地下形态叫岩溶地貌。岩溶作用及其所产生的水文现象和地 貌现象统称岩溶。 岩溶在我国分布非常广泛，典型的分布区有、阳朔、以及东部、的大部分地区的山水、的路南石林皆闻名于世。这些奇异的景观都 发育在碳酸盐岩地区。整个西南石灰岩地区连成一片，面积共达550000km2;全国石灰岩分布面积约1300000km2,约占全国总面积的13.5% 二．研究意义 由于岩溶地区有着独特的水文特征和地貌特征，因此在岩溶地 区进行各种经济建设和生活生产会遇到非岩溶地区所没有的问题。 在岩溶地区，由于存在大量的地下空洞，尽心水库修建时要注意防 止渗漏问题，在开凿睡到和建设矿井时要注意涌水排水问题，在建 筑铁路、桥梁和厂房时要注意地基塌陷问题。 三．岩溶作用的基本条件 在自然界，要保证岩溶作用能进行，必须有水在碳酸盐岩部的 裂隙或孔隙中流动，使两者不断地相互接触和相互作用，而且不断 循环更替，排除钙离子饱和的补入未饱和的。这就要求具有以下条件：
山西岩溶泉域水资源开发与保护
1006-8139(2001)01-69-2 山西岩溶泉域水资源开发与保护 宋晋华 (山西省水资源办公室 030001) 文摘: 本文介绍了山西省岩溶泉域水资源的开发现状和存在的问题,并提出了泉域水资源的保护措施和可持续利用的意见。 关键词:岩溶泉; 开发; 保护 山西是我国北方岩溶泉水最多的省份之一,据统计,天然状态下全省流量大于0101 的岩溶泉共257处,多年平均总流量118133 /s (37131亿 )。其中岩溶大泉18处,多年平均流量为99165 /s (3114亿 ),占泉水总量的8412%,占全省1956～1979年平均水资源总量142亿 的2211%。1 泉域水资源开发利用现状 随着我省经济建设和社会的高速发展,岩溶泉域水资源的开发利用程度迅速提高,全省的岩溶水已利用近10亿 ,占到岩溶泉水资源总量的32%,如考虑已办理取水申请的新建、改建、扩建项目,岩溶水资源利用量将达到18亿 ,占到岩溶泉域水资源总量的58%。泉域岩溶地下水开发利用具有如下特点:①中部地区诸泉泉水出露集中,开发条件优越具有悠久的开发利用历史,年利用量710亿 。占同期岩溶水总取水量的7011%。东、西两翼诸泉因低水高用使得我省开发利用受到限制,年开发利用量2198亿 ,占2919%。②中部诸泉岩溶地下水利用率高,其取水量占相应可开采量8162亿 /a 的8112%,其中晋祠泉、兰村泉由于过量开采,泉水已断流。东西两翼泉水利用率分别仅为2713%和414%,具有很大开采潜力,是具有开发前景的重要水源。③岩溶地下水是山西城市生活和工业的重要水源,其利用量达616亿 /a ,占岩溶水总取水量的66%,占同期全省城市生活及工业取水量的3611%。④由于山西岩溶大泉泉水集中排泄的特点,故在泉口采用提引方式或建立大型、特大型水源地集中开发利用岩溶地下水,仍然是主要开采方式。但是,随着凿井技术及提水设备的发展,在泉域内利用管井取水量迅速增加,1997年全省开采岩溶地下水井数达1932眼,利用1667眼,管井开采量达到5192亿 /a ,占岩溶水总取水量的5513%。从全省用水情况来看,城市生活用水88%来自于岩溶泉水,能源城市工业用水55%来自于岩溶泉水。 2 岩溶泉域水资源开发利用中存在的问题 进入80年代以来,由于降水量的减少特别是人类活动影响因素的增加,我省的岩溶泉水及其环境发生了很大变化。突出反映在:一是泉水出流量的逐渐减少。据统计,50年代大于015 /s 的泉水出流量在30亿 /a 左右,到80年代已下降为20亿 /a 左右。晋祠泉50年代出流量为210 /s 左右,70年代减为1121 /s ,80年代0152 /s ,至90年代减为0118 /s ,1994年4月30日断流。中国北方最大的岩溶泉———娘子关泉1964年出流量为1518 /s ,1994年减为6147 /s 。神头泉的出流量目前 也仅为原出流量的一半。二是采煤开矿等活动对泉域水资源赋存和循环条件产生严重影响。我省煤炭资源丰富,从地质条件上形成了水煤共存的基本环境特征。90年代全省现有各类煤矿曾达到6000余座,年矿坑排水量将近3亿 ,平均吨煤排水0188 。煤矿开采后形成裂隙导水带、地面沉降带均能波及地表,造成裂缝、崩塌、沉降等各种地面变形,从而改变了煤系含水层及其上覆含水层中地下水原有的循环运移条件,以及矿区地表径流的产汇流条件,造成泉域水资源赋存循环途径改变,岩溶地下水水位下降,泉水出流减少或断流。三是泉水水质已受到不同程度的污染。近年来,城市生活和工业排入河道的污废水已达到10亿 。污废水沿岩溶河谷排放渗漏,采煤、矿坑废水通过竖井排放等人为活动影响使泉域水源已不同程度受到污染,个别泉域污染严重。阳泉市含氰污染范围曾高达50k 。目前以晋祠泉汇水、排泄区,娘子关泉沿桃河阳泉市以下汇水区,郭庄泉、龙子祠泉局部排泄段,辛安泉、三姑泉径流区工矿城镇大型污染源分布区最严重。3 泉域水资源保护和可持续利用 保护和合理开发利用泉域水资源,确保稳定供水,是促进我省经济发展和提高人民生活水平的重要保证,也是实现我省经济可持续发展的重大问题。 ? 96?第1期(总第137期) 山西水利科技 No.1(Total No.137) 2001年2月 SHANXI H YDRO TECHN ICS Feb.2001
岩溶的工程地质调查
岩溶的工程地质调查岩溶（国际通用术语Karst，译名喀斯特)是指水对可溶性岩石(在我国以碳酸盐岩为主，局部尚有硫酸盐岩、卤化物岩等）进行以化学溶蚀作用与特征(并包括水的机械侵蚀和崩塌使用以及物质的携出、转移和再沉积)的综合地质作用，以及由此而产生的现象统称。岩溶作用的结果在可溶岩表面及其内部形成各种岩溶现象，在地表的如洼地、槽谷、漏斗、落水洞、溶沟溶槽、石芽、石柱、溶峰等；在地下的则为各种形态的溶洞、溶隙、管道等。由于岩溶作用受着地下水水流系统的控制，因而各种岩溶现象也往往组成一定的系统，称为岩溶系统，受各种因素的影响，岩溶的发育有强弱之分，一般可溶岩岩性较纯，连续厚度较大，出露分布较广，断层较发育、岩层较破碎的，岩溶较易发育；可溶岩岩性不纯，含泥质及其它不溶杂质成分较多，连续厚度不大或多类有非可溶性夹层，出露分布较局限，断层不发育、岩层较完整的、岩溶发育较弱。 岩溶调查的目的 通过开展岩溶调查，为矿山开发与整治、自然资源的合理利用和环境保护提供区域性、基础性资料；为矿山工程建设的规划和合理布局提供区域性工程地质资料；为矿山内进一步开展大比例尺岩溶工程地质调查、专门岩溶工程地质和岩溶环境工程地质勘察提供设计依据，为开展岩溶工程地质专题研究、编制专门性岩溶地质和环境地质图提供基础资料，为矿山防灾减灾提供基础支撑。 岩溶调查的任务 查明矿区岩溶发育特征和分布规律；矿区岩溶工程地质条件，阐明在各种主要自然地质因素作用和影响下矿区岩溶工程地质条件的变化规律；查明矿区内岩溶主
要地质灾害的分布和发育规律；查明矿山工程活动对岩溶地质环境的作用和影响，对主要岩溶环境工程地质问题和质灾害及其发展趋势做出初步评价和预测。应重点查明岩溶塌陷发育的现状、特征及其水文地质工程地质条件，进行岩溶塌陷易发性区划；岩溶地下水与地表水的水力联系及地下岩溶水形态，研究分析岩溶发育形态、规模等。 1.岩溶塌陷调查 岩溶塌陷发育的基本条件是：岩溶洞隙的存在，一定厚度的松散盖层和水动力条件易于改变的 岩溶地下水。围绕其基本条件开展以下调查任务： 1）开展岩溶塌陷现状调查，查明岩溶塌陷的数量、类型、发育特征和分布规律；2）开展岩溶塌陷发育的地质环境背景和水文地质工程地质条件调查，查明可溶岩分布、第四系覆盖层特征、岩溶地下水动力条件和诱发岩溶塌陷的人类工程活动等； 3）开展典型岩溶塌陷勘查，查明岩溶塌陷地质结构和动力条件，分析岩溶塌陷形成深化模式； 4）开展岩溶塌陷易发性区划，建立岩溶塌陷调查评价数据库，提出岩溶塌陷灾害防治对策建议。 2.岩溶地下水调查 岩溶地下水一般具有赋存状态复杂(集中管道状或分散网络状)、动态变化迅猛、迳流通畅、流 态多变的特点，这些特征在不同地段由于其补给、迳流、排泄条件的不同而又有明显的差异。影响补、迳、排条件的因素除了地质构造外，主要受地形地貌、即碳酸盐岩的出露条件、地形 切割程度及水文网配置格局所控制，不同地貌类型具有不同的岩溶地下水特征。据此开展以下 调查任务： 调查岩溶地下水的赋存状态及其动力特征；岩溶水的补给来源和方式，迳流排泄特征，及其与地表水体和第四系潜水的转化关系；岩溶大泉和地下河的发育、分布和出露条件，补给区的范围，流量的动态变化和泉口沉积特征，覆盖型和埋藏型岩溶区要特别注意调查岩溶水位(水头)及其动态变化，岩溶地层顶板覆盖层的
灵石段纯镇鑫源新村2016年农村环境综合整治生活污水防
灵石县段纯镇鑫源新村 2016 年农村环境综合整治生活污水防治项目 地下水环境影响专项评价 编制日期：2017年7月
地下水环境影响评价 1 总论 1.1 项目行业类别 根据《环境影响评价技术导则地下水环境》（HJ 610-2016）附录A确定本项目所属的地下水环境影响评价项目类别，本项目属于“U 城镇基础设施及房地产——144、生活污水集中处理——报告表——地下水环境影响评价项目类别为污水处理站Ⅲ类”。 1.2 地下水环境敏感程度 建设项目的地下水环境敏感程度可分为敏感、较敏感、不敏感三级。分级原则见下表。 表1 地下水环境敏感程度分级表 根据现场调查，本项目拟建站址不在郭庄泉域重点保护区，处于泉域一般保护
区内，项目距离重点泉域30km，项目周围有段纯镇水源井两处（1#井和2#井），分别分布于段纯镇的西北和东南两个方向，段纯镇水源地一级保护区均是以半径为37米的圆形区域，面积为0.0043km2，不设二级保护区，本项目距离段纯镇集中水源地1#水源井保护范围最近距离为2000m；距离2#水源井保护范围最近距离为3300m。站址均不在以上水源地保护区范围内；因此本项目地下水环境敏感程度为不敏感。 1.3 评价工作等级分级 地下水环境影响评价工作等级可根据表2确定。 表2 评价工作等级分级表 由于本项目为III类项目，地下水环境敏感程度为不敏感，因此确定本项目地下水环境影响评价工作等级为三级。 1.4 地下水调查评价范围 根据《环境影响评价技术导则地下水环境》（HJ610-2016），本项目为三级评价，调查评价面积应不大于6km2。结合项目区地下水流向，本项目评价范围确定为厂区向北向南外扩1km，向西外扩0.7 km，向东外扩 1.5km，地下水评价范围为4.4km2。 2评价区地质环境现状调查 2.1地形地貌 灵石县地处太原盆地与临汾盆地两大断陷盆地之间的隆起带，全县地形起伏较
汾河流域生态环境
汾河流域生态环境 1 汾河概况 汾河流域是中国文化发展较早地区，旧石器时代中期的“丁村人文化”就在这里发现。灌溉业发达，自流灌溉始于宋、金，井灌则创于周、秦。汾河流域的太原、临汾也是中国煤炭、重型机械工业的基地。 1.1 地理位置 汾河流域地跨山西省中部和西南部，地理坐标在东经110°30′~113°32′，北纬35°20′~39°00′，东隔云中山、太行山与海河水系为界，干流由北向南纵贯山西省中部，其支流水系发育在两大山系之间。西连芦芽山、吕梁山与黄河北干流东侧众多支流为界，东南有太岳山与沁河毗连，南面则以紫金山、中条山、孤山、稷王山与涑水河接壤。汾河源于山西宁武管涔山脚下的雷鸣寺泉，流经忻州、吕梁、太原、晋中、临份、运城6个地市45个县（市、区），在万荣县庙前村附近汇入黄河，河口高程368m，河道总高差1308m。汾河流域面积（39826km2）占全省总面积的25.5%，水资源总量（3.36×109m3）占全省水资源总量的27.2%，全长709.9km，覆盖人口887.5万。1.2 支流水系 沿途汇入汾河的支流较多，其中流域面积大于1000km2的有岚河、潇河、昌源河、磁窑河、文峪河、洪安涧河、浍河7条；流域面积在500~1000km2的支流有洪河、东碾河、象峪河、乌马河、龙凤河、
段纯河、涝河、团柏河8条；流域面积在300~500km2的有干河、屯兰河、惠济河、交口河、南涧河、潏河、滏河、豁都河、三官峪9条；支流中以岚河的泥沙最多，文峪河的径流量最大。汾河两岸有许多泉水出露，较大的泉水有太原的兰村泉、晋祠泉，介休洪山泉，霍县郭庄泉，洪洞霍泉，临汾龙子祠泉，新锋的古堆泉，翼城的利民池等。 1.3 干流河段 汾河自宁武县管涔山发源地至太原市兰村为上游，兰村至灵霍山峡入口为中游，以下为下游： （1）上游河长216.9km，流域面积7705 km2，除局部相间有河川地，小型盆地及阶台地约共占10%以外，其余多属砂页岩、变质岩或灰岩土石山区。宁化以上为管涔山林区、植被优良；宁化以下植被一般，水土流失较强，尤以岚河区域为最。上游水土流失严重，是洪水、泥沙的主要来源。 （2）出兰村山口以后，进入太原盆地，直至灵霍山峡入口，是为中游。河长157.6km，流域面积15526 km2。中游灌溉事业发达，早在2000多年前即开始引水灌溉。汾河两条最大的支流——潇河、文峪河分别在本段东、西岸汇入。潇河属植被条件一般的砂页岩地层土石山区及黄土区，水土流失较为严重；文峪河上游为关帝山林区，中游浅山区植被相对较好。中游坡降变缓，泥沙淤积严重，但也是流域内最富庶地区，城市及工业需水量及农业灌溉用水量庞大，当地水资源不能满足需水要求。 （3）自义棠进入灵霍山峡后，即为下游。河长335.4km，流域
工程地质学教学大纲
《工程地质学》课程教学大纲 【英文译名】：Engineering?Geology 【适用专业】：地质工程 【学分数】： 【总学时】：40 【实践学时】：8 一、本课程教学目的和课程性质 本课程是为地质工程专业本科开设的一门专业基础课，必修课。课程系统地讲授岩土工程地质性质及工程动力地质作用。系统概括了工程地质学最基本的原理和方法。在教学过程中适量安排一定时间的参观及试验。通过本课程教学，培养学生掌握工程地质学最基本的原理与方法，了解国内外工程地质学领域的研究动态，能从系统的、动态的角度认识人类工程活动与地质环境的相互关系，为今后研究与解决工程地质、水文地质、地震地质、环境地质等方面有关的工程问题奠定坚实的基础。 二、本课程的基本要求 通过本课程的学习，使学生掌握岩土的工程地质性质、工程动力地质作用等工程地质学最基本的原理和方法，并能初步应用工程地质学的基本原理分析工程地质问题，能运用力学原理进行工程地质问题的定量评价等。为学习后继课程以及从事工程地质工作和科学研究打下一定的基础。在教学过程中，应注意培养学生对工程地质问题分析中的地质思维逻辑，辩证唯物主义的科学思维方法和实事求是、严谨认真的工作作风。
三、本课程与其他课程的关系 本课程学习前必须学习《动力地质学》、《矿物学》、《岩石学》、《构造地质学》、《水文地质学》、《地层学》、《地貌及第四纪地质学》、《工程力学》等课程。 四、课程内容 绪论 一、工程地质学的研究对象与任务 二、工程地质学的研究内容、分科及其与其它学科的关系 三、工程地质学的发展历史 四、本课程的内容与学习方法 重点了解工程地质学的研究对象和任务，工程地质学的研究内容；了解工程地质学分科及其与其它学科的关系，工程地质学的发展历史。 重点：工程地质学、工程地质条件及工程地质问题的概念；工程地质学的意义 第一章土的物质组成与结构、构造 第一节土的粒度成分 粒径、粒组概念；粒组划分；粒度成分测定与表示；土按粒度成分分类； 第二节土的矿物成分 土中矿物成分类型；矿物成分与粒度成分的关系；粘土矿物的类型及其工程地质特征 第一节土中的水与气体
岩溶区四大工程地质问题综述_谢树庸
岩溶区四大工程地质问题综述 谢树庸 (国家电力公司贵阳勘测设计研究院,贵州贵阳550002) 摘要:岩溶区各项工程建设均或多或少会遇到与岩溶洞穴或岩溶水有关的工程地质问题,如岩溶地基与围岩的稳定问题、岩溶渗漏问题、岩溶涌水问题与地下水外水压力问题。为查明与处理这些问题提供一些实例,根据个人了解的情况作些简单介绍,以有助于加快岩溶区的各项工程建设,特别是/西电东送0工程的建设。 关键词:岩溶;四大工程地质问题;工程实例;对策 中图分类号:P6421254;TV223133文献标识码:B文章编号:1007O0133(2001)04O0085O03 石灰岩与白云岩类可溶岩硬度中度,有足够的地基与围岩承载力,边坡较稳定,为人工砂石骨料的优质料源,其河谷断面多狭窄,是建坝与修桥的良好地址。但由于具有可溶性,总会有不同类型的岩溶现象,如溶洞、溶缝等,相应岩体透水性、富水性也极不均一。因而在岩溶区的工程建设所出现的工程地质问题有其特殊性,归纳起来有四大工程地质问题:即岩溶地基与围岩的稳定问题、岩溶渗漏问题、岩溶涌水问题与岩溶水外水压力问题。这些问题的查明往往需要投入较多的勘察工作量和先进的手段,否则将迫使设计作较大的修改,施工进度难以保证,工程投资有所突破,甚至造成难以挽回的损失。根据本人的工作经历与了解的情况作些介绍与商谈,望对岩溶区正进行的各项工程建设,如/西电东送0的水、火电工程,对外交通的高等级公路、铁路、飞机场以及无数工业与民用建筑,特别是高层建筑的勘察、设计、施工有所帮助。并希望在各项工程完工后有更多的总结与实例,对这四大问题的解决有更大的发展与突破。 1岩溶地基与围岩的稳定问题 岩溶洞穴有大有小,大到几十万立方米的溶洞,小到厘米级、毫米级的溶缝及夹泥裂缝。它们所处部位不同,对不同工程的影响也各异。如乌江东风水电站左拱座顺F38断层发育一长38m、宽6 ~11m、最高23m的溶洞,为粘土充填,处于拱端应力范围,由于原拟定的勘探平硐准备实施时施工队伍进场修路干扰被迫放弃,坝肩开挖后才发现。猫跳河四级拱坝右拱座顺F71断层发育的溶洞,也是开挖后才发现的。上两溶洞均作了严格的可靠处理。猫跳河六级拱坝右拱座上游的K32号溶洞,勘察期即发现,经分析其对拱端应力分布无影响,只是为了减少帷幕灌浆处理的难度,作了混凝土回填,但洞中粘土却未予清除;而与六级大坝左、右拱端推力方向垂直的、靠近坝肩的各一条夹泥裂隙,宽仅2~16c m,由于对拱座岩体的应力特性与分布产生严重的影响,各作了上千米的深孔群孔冲洗与固结灌浆的处理。再如洪家渡水电站的各高边坡锁口的预应力锚索孔在计划的锚固段遇到了溶缝或小溶洞,只好加深锚固孔,寻找完整岩体。鲁布格水电站地下厂房在岩锚吊车梁上遇到扁平溶洞。天生桥二级水电站通过可溶岩的3条洞段总长2484213m,遇大小溶洞数百个,大的不少,有一处曾冒顶3次,塌高118m,有的顺轴线长60m,在隧洞底的洞穴充填物厚50m,施工中出现突泥、涌沙、坍塌掉块,给施工造成极大困难,全断面掘进机变成/英雄无用武之地0,也给第二次支护加固造成困难。贵阳市的高层建筑均或多或少遇到溶洞,勘察工作不敢轻易节省勘探工作量,每一个桩墩都打1个钻孔,且应有足够深度。可溶岩区的飞机场跑道,害怕有隐伏的洞穴存在,开挖后,还用地质雷达全面扫描,有异常则钻孔或挖出来看。/贵毕0公路六广河大桥毕节岸桥墩,勘察时,中间的1个孔省掉了,开挖时,才发现下面还有1个溶洞。 从上面大量实例看,地基与围岩岩体中有无岩溶洞穴,关键是要重视,应根据建筑物重要性,按规程规范从面到点、从粗到细逐步勘察,直至施工 收稿日期:2001O09O04 作者简介:谢树庸(1933O),男(侗族),贵州省黎平县人,高级工程师(教授级),原院副总工程师,从事水电工程地 质勘察及技术管理工作。 # 85 # 第15卷第4期 贵州水力发电 GUIZHOU WATER POWER 2001年12月
岩溶工程地质研究
第九章岩溶工程地质研究 一．概述 岩溶作用：地下水和地表水对可溶性岩石的破坏和改造作用 岩溶：岩溶作用及其所产生的地貌现象和水文地质现象的总称，国际上通称为喀斯特 大的地貌形态及蚀变：峰丛（溶蚀） 峰林（溶盆） 地表形态：溶蚀平原；正形态（突出地表）；负形态 地下形态：溶洞、溶隙、暗河 二．影响岩溶发育的因素 1.索科洛夫认为的岩溶发育的四个基本条件：①具有可溶性岩石；②岩石是透水的；③水必须具有侵蚀性；④水在岩石中应处于不断运动状态 2.岩溶发育的基本条件：①具有可溶性岩石；②具有溶蚀能力的水；③具有良好的水循环交替条件 3. 影响岩溶发育的因素： ①碳酸盐岩岩性的影响 比溶蚀度=试样溶蚀度/标准试样溶蚀度 比溶解度=试样溶解速度/标准试样溶解速度 、越大，岩石的溶蚀强度和溶蚀速度也越大 灰岩>云灰岩>泥灰岩>方解石>大理岩>泥质灰岩>灰云岩>泥质灰云岩>白云岩>泥质白云岩 对于灰岩：泥晶>粒屑>亮晶；
对于白云岩：泥晶>细晶>中晶>粗巨晶 ②气候影响 气候直接影响着参与岩溶作用的水的溶蚀能力，控制着岩溶发育的类型、规模和速度。主要有：气温、降雨量、降水性质、降水的季节分配及蒸发量大小的变化。 降水量大的地区比降水量少的地区岩溶发育强烈；温度较高的地区常比温度较低的地区岩溶发育③地形地貌的影响 地形地貌条件是影响地下水循环交替条件的重要因素。地表的陡缓直接影响降水渗入量的大小。当其他条件一样时，因地形地貌所形成的补给区和排泄区的高差越大，距离越短，地下水的循环交替条件越好，岩溶发育强烈，深度也越大。 ④地质构造的影响 断裂的影响：断裂的产状、性质、密度、规模及相互组合特点，决定着岩溶的形态、规模、发育速度及空间分布。 褶皱的影响:一般来说，褶皱核部比翼部的断裂发育强烈。，因此核部的岩溶比翼部发育强烈。岩层组合特点 ⑤新构造运动的影响: a. 稳定期：侵蚀基准面（地下水位置）稳定，岩溶发育； b. 地壳上升：地下水下降，侧向岩溶作用较弱，垂向岩溶发育。 c. 地壳下降：地下水循环交替条件减弱，岩溶作用也减弱，可能发育有覆盖型岩溶 间歇性上升；间歇性下降；震荡性升降 三．岩溶去水库渗漏问题 渗漏形式：
济南泉域地下水环境演化与保护
济南泉域地下水环境演化与保护 徐军祥1 ,邢立亭2 ,佟光玉3 ,范立芹 3 (11中国矿业大学(北京校区),北京 100083;21济南大学,济南 250004; 31山东省地矿工程勘察院,济南 250014) 摘要:济南泉水为国内外水文地质界和社会所关注,保持泉水长期连续喷涌和泉域水环境良性循环是焦点之一。本文根据实际调查成果,分析了泉域岩溶地下水环境的演化特征,认为自然和人为双重作用导致了泉域地下水补给、迳流、排泄和水化学条件的改变,引发了泉水断流、地下水降落漏斗、地表水体污染和地下水质量下降等生态环境地质问题。优化泉域内外地下水开采布局、人工调蓄补源、控制城区向直接补给区扩展等是保持泉水喷涌和保护水环境的主要措施。关键词:济南泉域;水环境;演化;保护 中图分类号:P64118;P6421253 文献标识码:A 文章编号:1000-3665(2004)06-0069-05 收稿日期:2004-03-01;修订日期:2004-08-02 作者简介:徐军祥(1963-),男,教授级高级工程师,博士研究 生, 主要从事水文地质环境地质勘查研究工作。 济南泉域岩溶地下水系统较复杂,人类工程活动强烈,生态地质环境演化较显著,在我国北方岩溶分布区具有典型性。研究济南泉域地下水环境演化特征,对华北岩溶大泉泉域地下水资源和环境保护具有重要意义。 1 泉域水文地质特征 111 泉域边界 济南泉域位于泰山穹隆的北翼,总体上是以古生代地层为主体的向北倾斜的单斜构造。出露地层为太古界泰山岩群(Art),古生界寒武系(I )、奥陶系(O)、石炭系(C)、二叠系(P)和新生界第四系,泉域北部分布有中基性侵入岩体(图1)。区内断裂构造发育,主要有千佛山断裂、马山断裂、东坞断裂、炒米店断裂等。 泉域东边界为东坞断裂,西边界为马山断裂(长清西关以北为透水段),南边界为地表分水岭,北以济南岩浆岩体和石炭、二叠系煤系地层为界,面积为 1486km 2[1] 。 112 岩溶地下水水动力条件 济南南部山区广泛分布巨厚的寒武)奥陶系石灰岩,石灰岩的可溶性为地表、地下岩溶发育创造了条件。在地表可见溶洞、溶沟、溶槽和密布于石灰岩表面的溶蚀裂隙。地表岩溶为地下水接受大气降水直接入渗补给河流、沟谷的渗漏补给创造了极为有利的条件。根据钻孔资料和示踪试验,碳酸盐岩溶洞、溶孔、溶隙、溶蚀管道十分发育。良好的地下裂隙、岩溶为岩溶地 图1 济南地区水文地质略图 Fig.1 Hydrogeo logical skctch of Jinan Prefecture 1)奥陶系岩溶含水子系统单井涌水量>5000m 3 P d ;2)奥陶系岩溶含水子系统 单井涌水量1000~5000m 3P d ;3) 奥陶系岩溶含水子系统单井涌水量500~1000m 3P d ;4)奥陶系岩溶含水子系统 单井涌水量<500m 3P d ; 5)寒武系岩溶裂隙含水子系统单井涌水量<500m 3 P d ;6)石炭、二叠系裂隙含水子系统 单井涌水量<500m 3P d ;7) 太古界变质岩、侵入岩裂隙含水子系统 单井涌水量<500m 3P d ;8)断层 下水的储存运移提供了巨大的空间。因此,济南岩溶地下水补给条件良好、储存空间巨大。 根据地下水动态观测,岩溶水水位、泉水流量与降 水密切相关。大气降水直接入渗补给是岩溶水系统的主要补给来源,其次为地表水渗漏补给,主要渗漏河流有玉符河和北沙河。 岩溶水总体流向由南向北迳流,受北部燕山期岩浆岩及石炭、二叠系地层阻挡,在其接触地带形成岩溶水富集区,单井涌水量一般大于5000m 3 P d,天然条件下岩溶水以泉水排泄。目前,人工开采是泉域岩溶水
山西省岩溶泉水流量动态变化与补给特点研究_贺志坚
工程科技 山西省岩溶泉水流量动态变化与补给特点研究 贺志坚 蔡继清 张勇 （山西省水土保持科学研究所，山西太原030045） 山西省是我国北方岩溶分布最广泛的省份，山西岩溶为中国北方岩溶之典型代表，其岩溶泉水水量稳定，水质良好，是当地最重要的供水水源之一，对山西省经济社会的发展起到了举足轻重的作用。 近几十年来，由于人类活动和降水量的影响，岩溶泉水流量持续下降、水质遭受污染，岩溶泉域水环 境发生了很大的变化。因此， 要保持山西省经济建设和社会的可持续发展，如何科学合理地对泉水进行补给，增加泉水流量，成为当前面临的重要问题。针对这一问题，剖析了山西省岩溶泉域水资源系统结构特征以及泉域补给区分布位置规律，为我省岩溶泉域补给区水土保持措施的合理配置与生态环境建设提供科学的理论依据。 1岩溶泉域水资源系统结构特征 山西省岩溶大泉泉域范围大，具有比较固定的泉域边界，岩溶地下水系统是补给、径流、排泄自成体系的水文地质单元，多且是水煤共存系统，因此带来了水资源短缺、水质污染等一系列水环境问题。根据岩溶地下水系统结构、地下水流向与岩溶含水层间配置关系可分为“逆置式”、“顺置式”、“其他”三种系统模式。 “逆置式”系统模式结构上为向上游反倾的单斜结构，岩溶地下水与含水层倾向相反，碎屑岩地层分布于地下水系统的上游区，煤系地层位于泉域的上游，有强径流带，下游形成泉水，出露分散，包括娘子关泉域、辛安泉域、三姑泉域、延河泉域、马圈泉域、龙子祠泉域与坪上泉域。 “顺置式”系统模式是向下游倾斜的单斜构造或断块构造，岩溶地下水总体流向与含水层倾向相同， 碎屑岩地层分布于地下水系统的下游区，因此往往有较大范围的岩溶地下水承压区分布，与地表水、第四系孔隙水有水力联系，强径流带较弱，泉水集中出露于断裂带，煤系地层位于泉域下游排泄区及承压区，包括柳林泉域、天桥泉域、雷鸣寺泉域、洪山泉域、霍泉泉域、郭庄泉域、神头泉域、晋祠泉域、兰村泉域。 “其他”系统模式包括古堆泉域、水神堂泉域、城头会泉域，其泉 域特征规律性差。 2岩溶泉水流量动态变化特征20世纪80年代以来，由于降水量的减少、岩溶水开采以及采煤等人类活动影响因素的增加，岩溶泉水流量大幅度减少，山西省主要岩溶大泉泉水流量随时间变化趋势详见图1。 从图1中可以看出20世纪80年代以来，我省岩溶泉水流量一 摘要：阐述分析了我省岩溶水资源系统的结构特征、岩溶泉水时段流量变化趋势与泉域地下水补给的分布范围与补给形式特点，结果表明：20世纪80年代以来我省岩溶泉水流量开始大幅度衰减，特别是90年代，泉水流量降到最低。泉域水资源主要接受碳酸盐岩、灰岩裸露区大气降水的直接入渗补给与河川径流水的渗漏补给。 关键词：岩溶水资源系统泉水流量；岩溶水补给；山西省项目来源：山西省水资源管理委员会支撑项目———山西省泉域生态保护水土保持措施研究。 作者简介：贺志坚（1971-），男，山西吕梁人，工程师，研究方向农水与水土保持。 图1山西省主要岩溶大泉泉水流量变化趋势 250··
岩溶地区地区工程地质调查规程
岩溶地区地区工程地质调查规程（二） 更新时间：2006-7-27 浏览：592次 5.4.1.1调查岩溶地貌的形态特征、规模、组成物质、组合特征及空间分布与过渡关系，划分地貌形态、组合类型(见附录B)。 5.4.1.2 调查地表水文网与分水岭的成因、分布。演变历史及其和地下水文网的关系；河、湖 、洼地枯洪季节的变化和洪水淹没范围；各级剥夷面的分布高程和成因。 5.4.1.3 调查岩溶形态、规模与组合特征，发育层位与地貌、构造部位，选择代表性地段结合遥感图象解译统计其发育密度：对大型洞穴调查其出露位置、成因、形成条件、洞口及内部形态和堆积物特征，测制平、剖面图。注意调查岩溶发育与岩性、构造、地貌及地下水动力条件的关系。 5.4.2碳酸盐岩调查 5.4.2.1调查碳酸盐岩的岩性成分和岩性组合特征： a．根据碳酸岩盐的矿物成分，确定岩石类型，可概略划分为石灰岩类(包括白云质灰岩)、白云岩类(包括灰质白云岩)、泥质灰岩(白云岩)、硅质灰岩(白云岩) 等(见附录A1.1)； b. 按填图单位统计划分岩性组合类型，可分为灰岩类，灰岩夹白云岩类，灰岩、白云岩(互层)类，白云岩夹灰岩类，白云岩类，灰岩(白云岩)夹泥质灰岩类，灰岩(白云岩)、泥质灰岩(互层)类，泥质灰岩夹灰岩(白云岩)类，泥质灰岩类等(见附录A1.2)； c．调查碳酸盐岩的工程地质特征，包括岩体强度(见附录D1)和结构特征；特别注意调查描述其中所含的泥质、燧石、磷灰石、炭质、沥青、黄铁矿、石膏等成分的含量、分布与产状及其对岩体工程地质性质的影响。 5.4.2.2调查描述碳酸盐岩的结构、构造特征(见附录C)。对于岩层厚度可分为：a．块状：单层厚度在于1.0m； b. 厚层：单层厚度0.5～1.0m； c．中厚层：单层厚度0.1～0.5m； d．薄层：单层厚度小于0.1m。 5.4.2.3调查碳酸盐岩中的非可溶岩夹层, 注意调查描述粘土层、铝土质或炭质页岩、高岭土、煤层等软弱夹层的岩性、厚度与分布。 a. 按碳酸盐岩在填图单位中的累计厚度百分比，可分为如下类型： 全碳酸盐岩类型碳酸盐岩累计厚度百分比大于90％，简称全型； 准碳酸盐岩类型碳酸盐岩累计厚度百分比 (60～90)％，简称准型； 半碳酸盐岩类型碳酸盐岩累计厚度百分比 (40～60)％。简称半型； 贫碳酸盐岩类型碳酸盐岩累计厚度百分比小于40％，简称贫型。 b. 按碳酸盐岩的连续沉积厚度，可分为如下类 连续状碳酸盐岩类型碳酸盐岩连续沉积厚度大于200m； 间层状碳酸盐岩类型碳酸盐岩连续沉积厚度50～200m； 夹层状或互层状碳酸盐岩类型碳酸盐岩连续沉积厚度小于50m。 5.4.2.4根据碳酸盐岩的岩性组合类型及沉积组合特征，按填图单元划分岩溶层
汾河环境调查报告
篇一：关于汾河治理的寒假调查报告 关于汾河治理的寒假调查报告 山衔落日千林紫，渡口归来簇如蚁。中流轧轧橹声轻，沙际纷纷雁行起。遥忆横流游幸秋，当时意气谁能俦。楼红萧鼓今何在？红蓼年年下白鸥。这是诗人张颐在《汾河晚渡》中描写的景象。 汾河是山西省最大的河流，全长710公里，流域面积占山西省面积的25%，是我省工业集中，农业发展的地区，其工业产值和农业产值分别占全省工业产值和农业产值的46%和64%。 有史以来，汾水为三晋悠久灿烂的文明作出了巨大贡献。然而近几年，被山西人民誉为“母亲河”的汾河的状况实在令人担忧。现在的汾河已不再是从前那流淌着涓涓清水的河域，而是变成了一条排污纳垢的“垃圾场”。河两岸发达的洗煤工业使汾河水里面夹杂着煤矸石、生活垃圾等物。并把汾河河道内没有清理干净的煤矸石等固体垃圾席卷而下，导致汾河水变成了黑色的泥浆。 我家就住在汾河边上，12年前我家刚住在这的时候，大人们下河洗衣服，男孩们在里面游泳玩水，我们在里面捉小鱼。冬天冰面光亮洁白，大家也可以在上面嬉戏。仅仅几年汾河水就开始变黑变粘稠，臭气扑鼻。我们远离了那条曾经美丽的母亲河。尽管她仍在咫尺之间但却再懒得靠近。 好在从2008年起，山西开始致力于治理母亲河。远的不说就看我的家乡灵石县。在灵石县汾河流域综合整治工程两渡至县城段的施工现场，河道内绿化、平整、清淤等工程正在有条不紊地进行，河道沿线旧坝加固和新坝建设也已初具雏形。汾河灵石沿线两渡至县城段全长20.7公里，途经两渡、翠峰两个乡镇的15个村，工程总投资1.05亿元，包括绿化工程、水利工程及企业搬迁三个部分。工程从今年3月启动以来，已新建河坝4500米，旧坝加固110米，河道清淤清障50多万立方米，河道平整10公里。 对汾河生态环境的治理，关键是对沿线工业企业的治理。汾河灵石沿线全长51.5公里，有135户工业企业，灵石县决定从2009年至2015年，用7年时间，完成对这些企业的分类处臵。今年计划投入2370万元，完成31户企业的搬迁，截至目前已完成28户企业的搬迁。我家在夏门镇就在县城下游，去年看到还是有效果的，水质是干净了一些，但仍旧有些不干净，今年冰面也变白了不像前几年发黄。我最关注我家河对岸上有不远处的夏门煤矿，也不再咕咕的吐黑水。才知道虽然夏门煤矿没有搬迁或停产但还是完善事故池、粉尘治理等设施，并已达标。但应按照要求搬迁企业、拆除设施，恢复地形地貌，不能因为关停了企业就放松了对污泥源的进一步治理，这样既有可能死灰复燃，又会留下重重隐患，重新影响汾河的生态环境。 我家乡西许乡那边也属于汾河水源地，也花费巨资修了蓄水水库，缓解了那边常常断流的情况。为沿岸农业的正常发展提供了水源。 城市与河流要和谐相处。在城市发展进程中，我们要切实贯彻可持续发展的战略，抓好水污染治理，决不能再走“先污染，后治理”的老路。治理河流污染，一是要全流域共同治理。下游城市治理，上游城市我行我素，则白费工夫。这是发达国家的经验。二是在保护的前提下开发河流。如果保护不了，宁愿不开发。三是以城护河，以河美城，和谐共处，把城市建成山、水、城风景地。四是对河流实行有偿使用制度。治理河流污染要标本兼治，治本为主。只有重视污染源治理，加强截污工程建设力度，才是根本出路。 在汾河治理中我看到了没有什么事是人类不能做好的，关键是我们有没有注意到该做什么，该怎样做。希望家乡建设的越来越好，山明水秀。篇二：汾河流域生态环境 汾河流域生态环境 1 汾河概况 1.1 地理位置
白云岩地区岩溶发育规律初探2介绍
黔东南白云岩地区岩溶发育机制研究 张良平，李爱国，宋斌 长江岩土工程总公司（武汉） Zhang Liang-ping ，Li Ai-guo ，Song Bin （Changjiang Geotechnical Engineering Corporation, Wuhan 430010） 【摘要】贵州碳酸盐类岩石分分布面积占全省80%左右，其厚度占地层总厚的50-70%。以石炭系和二迭系岩层岩溶发育最强。根据岩溶层组的岩性特点，出露面积，构造条件和岩溶发育程度， 对岩溶发育强度进行分区，将全省划分为强烈发育，较强发育，中等发育及弱发育四个大区[1] （图0-1）。本文以下溪水库工程区岩溶研究为实例，来分析黔东南地区寒武系白云岩出露区岩溶发育机制。提出了影响 Abstract: 【关键词】白云岩 风化剥蚀速率 化学溶蚀速度 岩溶发育机制 岩溶发育强度 Key words: Dolomite ，R ate of weathering and denudation ，Chemical corrosion speed ，Karst development mechanism ，Karst development intensity 0、前言 黔东南自治州位于贵州东南部，地处东经107°18′～109°35′，北纬25°19′～27°31′，东邻湖南省，南接广西，现辖16个县市，面积30302平方公里，水资源丰富，水能理论蕴藏量210万千瓦，可开发量约125.2万千瓦。位于黔东南镇远、凯里、三都一线以东地区，传统上划定为非岩溶区（V ）[1]，区内极少或无岩溶地貌发育。随着境内社会经济发展，交通、旅游、中小型水电水利工程开发加快建设，对该区域的岩溶发育状况的研究也进一步加深，研究评价黔东南地区岩溶发育有着深远意义，对工程项目的实施也有着技术指导意义。 紫云罗甸 惠水镇宁关岭晴隆 册亨 望谟贞丰 安龙 兴义市 兴仁盘县Ⅲ六枝普定 六盘水市 织金贵阳市 安顺市荔波 独山 都匀市 三都榕江从江 丹寨凯里市剑河 黎平 龙里天柱 镇远 瓮安 铜仁市 松桃思南 湄潭 遵义市 绥阳 桐梓 仁怀 黔西 金沙息烽 习水 赤水市 道真 沿河 黔西 赫章 威宁 4 Ⅱ2 Ⅱ3 Ⅲ3ⅠⅣⅤ1 Ⅲ5 Ⅲ2 Ⅲ1 Ⅴ2 岩溶强烈发育区 岩溶较强烈发育区岩溶强烈发育区 岩溶弱发育区非岩溶区 分区代码 分区界线 亚区界线 贵州省岩溶发育强度分区图 Ⅰ Ⅱ1 图0.1贵州省岩溶发育分区图（注：[1] 摘自《贵州省水文地质志》） 1黔东南区域地质背景 1.1地层岩性
岩溶地区勘察应注意的几点问题
岩溶地区勘察应注意的几点问题 1 岩溶的定义及分布 具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称称为岩溶地貌，又称喀斯特地貌。水对可溶性岩石所进行的作用，统称为喀斯特作用，它以溶蚀作用为主，还包括流水的冲蚀、潜蚀，以及坍陷等机械侵蚀过程。 喀斯特地貌分布在世界各地的可溶性岩石地区。可溶性岩石有3类：①碳酸盐类岩石(石灰岩、白云岩、泥灰岩等)。②硫酸盐类岩石（石膏、硬石膏和芒硝）。 ③卤盐类岩石（钾、钠、镁盐岩石等）。总面积达51×106平方千米，占地球总面积的10％。其中较著名的区域有中国广西、云南和贵州等省（区），因中铁城际规划建设有限公司的勘察业务，已开展至贵州等地，在实际的勘察工作中，岩溶发育是较常见的地质现象，因此了解岩溶地区岩溶的勘察特点，并研究如何采用各种勘察手段和方法对岩溶发育条件及各种岩溶洞隙的位置、规模、埋深等特性是有必要的。 2 勘察工作量布置 岩溶地区勘察之前，应充分收集拟建场地周边的工程地质资料，了解当地治理岩溶、土洞和塌陷的经验。在布置工作量，下达勘察任务书的时候注意各规程规范中的要求，在岩溶地区勘察工作量布置应注意以下几方面的问题： 2.1 拟建建筑基础型式 了解拟建建筑荷载大小，应针对拟采用的基础型式布置勘探点。当条件复杂时每个独立基础均应布置勘探点，当采用一柱一桩基础时应逐柱布置勘探孔。 2.2 岩溶稳定性的影响 《岩土工程勘察规范》中5.1.10条列举了对二、三级建筑可不考虑岩溶稳定性影响的5个条件。但在布置勘察工作时并不清楚下部岩溶发育情况，因此如果不满足第1点，就应该有部分或全部勘探孔钻入基岩。 2.3 勘察工作的布置应方法多样化和过程动态化 由于地下岩溶的发育有隐蔽性、多样性和空间位置变化大的特点，在进行工作量布置时应注意采用多种手段相结合的方法。多数勘察报告勘察手段比较单一。
煤矿防治水考试复习资料
煤矿防治水考试复习资料 一、判断题（正确的在括号内画“√”，错误的画“×”） 1.矿井大量排水使地下水位大幅度下降。（√） 2.煤矿总工程师是矿井水害防治工作的第一责任人。（×） 3.矿井水影响煤炭资源开采利用。（√） 4.未实施探放水措施是发生透水事故的主要原因。（√） 5.煤矿防治水五项综合措施是：抽、排、堵、降、截。（×） 6.矿井最大涌水量是指透水时矿井涌水量的高峰值。（×） 7.探放水是指在采矿过程中用超前勘探的方法，查明采掘工 作面顶底板、侧帮和前方等水体的具体空间位臵和状况等。 （×） 8.煤矿发生透水事故必须有透水水源和透水通道。（√） 9.隔水层是指含有地下水但不透水的地层。（×） 10.层间水是指埋藏在地表以下两个隔水层之间的地下水。（×） 11.大气降水是地下水的主要补给水源。（×） 12.矿井透水主要有天然通道和人为通道两种。（√） 13.水泵必须有工作、备用、和检修的水泵。（√） 14.接到暴雨洪水灾害预警预报信息后，要组织人员每天进行一次巡检。（×） 15.受水害威胁的煤矿，在煤层露头风化带必须留设防隔水煤（岩）柱。（√）
16.探放水钻进时发现有透水预兆必须停止钻进，立即拔出钻杆。（×） 17.探放水时必须撤出探放水点以下受水威胁的所有人员。（√） 18.接近含水层时必须进行探放水。（√） 19.在井下运输大巷进行涌水量观测时不得单人作业。（√） 20.应急预案编制后还必须组织对预案进行评审工作。（√） 21.水管必须有工作、备用和检修水管。（×） 22注浆堵水起到封堵补给水源和倒水通道的作用，以达到减少矿井涌水量的目的。（√） 23.永久性水闸墙应用炸药爆破的方法开出截口槽。（×） 24.水闸门构筑后必须经常保持开关方便。（√） 25.严禁在水体下开采急倾斜煤层。（√） 二、单选题（将下面三个备选答案中唯一正确的答案代号填入括号内） 1.水文地质条件复杂的煤矿企业，必须设立（A）煤矿防治水机构。 A.专门的 B.兼职的 C.主管的 2.在矿井采掘工程图上有可能发生水害的部位用（C）颜色标 上水害类型符号。 A.黄 B.橙 C.红 3.老空积水的水质多为（C）性水。