四川巖溶地下河空間分布規(guī)律研究

陳思燕，曾 敏

(重慶市地勘局南江水文地質工程地質隊，重慶401121)

地下河作為四川碳酸鹽巖地區(qū)一種主要的巖溶形態(tài)特征，既是重要的供水水源，但同時也是礦山、鐵路、公路及水利建設中的主要威脅［1］。查清四川巖溶地下河的空間分布規(guī)律，對于尋找和開發(fā)利用地下河，改善巖溶石山地區(qū)用水困難，促進當地工農業(yè)發(fā)展，治理由于巖溶地下河引起的巖溶災害問題，均具有重要的理論及現實意義。

1 研究區(qū)概況

四川省由于受地理位置和地貌的影響，氣候的地帶性和垂直性變化十分明顯，東部和西部的差異很大，高原山地氣候和亞熱帶季風氣候并存。四川盆地亞熱帶濕潤氣候區(qū)，年均溫16℃ ～18℃，年降水量800～1 200 mm;川西南山地亞熱帶半濕潤氣候區(qū)，年均溫17℃ ～21℃，年降水量800～1 000 mm;川西北高山高原高寒氣候區(qū)，年均溫7℃ ～9℃。

四川省土地面積約49.2萬 km2，碳酸鹽巖出露面積約87 831 km2，占四川土地總面積的的18.07%，集中分布面積約5.3萬 km2，主要分布于攀枝花市、樂山市、涼山彝族自治州、雅安市等，其碳酸鹽巖分布面積占土地總面積的46.01% 、41.27% 、41.00% 、36.10% ，其中涼山彝族自治州碳酸鹽巖的出露面積最大，達24 772 km2。

2 分布規(guī)律

從51幅1:20萬、1:50萬區(qū)域水文地質圖上提取四川地區(qū)碳酸鹽巖分布和地下河分布的相關信息，并結合1:5萬巖溶流域水文地質調查結果，制作成1:50萬四川省巖溶地下河分布圖，通過相關資料的統(tǒng)計分析，四川地區(qū)地下河共168條，從區(qū)域構造來看，主要分布在準揚子地臺的上揚子臺坳、四川臺坳、龍門山－大巴山臺緣坳陷、康滇地軸等;從行政區(qū)劃來看，主要分布于古藺縣、敘永縣、筠連縣、鄰水縣、鹽源縣等地。四川省各構造部位地下河情況統(tǒng)計見表1，各市縣地下河統(tǒng)計情況見表2。

表1 四川省各構造部位地下河數量統(tǒng)計表

表2 四川省各市縣地下河統(tǒng)計情況表

3 地下河發(fā)育密度

由于受到區(qū)域環(huán)境條件如巖性、構造、氣溫及降雨等因素的影響，四川地區(qū)地下河發(fā)育的程度大小不一，長可達數十公里，短則幾百米。通過對工作區(qū)168條地下河中可知長度的159條地下河的統(tǒng)計分析得出(表3)，超過20 km長的地下河只占0.63%，小于5 km的達67.92%，總體來說，四川省巖溶地下河以中、短型為主。

表3 四川地區(qū)巖溶地下河長度分類表

地下河發(fā)育指標I指:碳酸鹽巖單位面積上地下河的發(fā)育長度。對某一地區(qū)設地下河總長度為L(m)，碳酸鹽巖出露面積為A(km2)，如下公式1:

公式1 I=L/A(m/km2)

經計算，四川地區(qū)地下河發(fā)育密度結果見表4。

從表4中可以看出，地下河高密度區(qū)(I＞100 m/km2)主要分布于鄰水縣、廣安市及開江縣;中等密度區(qū)(I=100～40 m/km2)主要分布于宣漢縣、大竹縣、渠縣、華鎣市、筠連縣、興文縣、江安縣、通江縣及喜德縣等9市縣;低密度區(qū)(I＜40 m/km2)則主要分布于除高密度區(qū)及中等密度區(qū)的其他區(qū)縣。

4 地下河多年平均徑流模數

地下河由于其發(fā)育背景不同，流量差異大，且時空分布不均，造成對地下河的開發(fā)利用困難。對四川地區(qū)168條地下河進行統(tǒng)計分析得知，小于200 L/s的地下河數量為83條，占總量的49%?？傮w來說，四川地區(qū)地下河以中、小流量為主(表5)。

地下河水資源是否豐富表現為地下河的流量，但受到碳酸鹽巖出露面積，補給條件的制約，綜合考慮這兩因素的影響決定采用徑流模數指標M作為衡量地下河水資源量的標準。徑流模數M指碳酸鹽巖單位面積上所流出的水量。設碳酸鹽巖面積為A(km2)，地下河出口枯季流量為Q(L/s)，如公式2:

公式2 M=Q/A(L/s·km2)

由上式計算出的四川各市縣徑流模數結果見表6。根據四川地下河流量極差情況，按三級劃分:高徑流模數區(qū)M＞5 L/s·km2;中等徑流模數區(qū)M=5～1 L/s·km2;弱徑流模數區(qū) M ＜1 L/s·km2。

表4 四川地區(qū)地下河發(fā)育密度表 m/km2

表5 四川地區(qū)地下河流量分類表

表6 四川地區(qū)地下河徑流模數表 L/s·km2

從表6中可以看出，高徑流模數區(qū)主要分布于通江縣、昭覺縣、喜德縣、越西縣、筠連縣、興文縣及江安縣等地;中等徑流模數區(qū)主要分布于宣漢縣、大竹縣、渠縣、鄰水縣、廣安市、華鎣市、廣元市、沐川縣、布拖縣、雷波縣、美姑縣、會理縣、會東縣、寧南縣、古藺縣、敘永縣、江油市、北川縣、鹽邊縣、天全縣、珙縣等21個市縣;其余區(qū)縣為低徑流模數區(qū)。

5 結語

(1)據初步統(tǒng)計，四川省巖溶地下河共168條。從地下河所在的地理位置來看，其主要分布于古藺縣、敘永縣、筠連縣、鄰水縣、鹽源縣等地。從構造上看，地下河主要分布在準揚子地臺的上揚子臺坳、四川臺坳、龍門山－大巴山臺緣坳陷、康滇地軸等。從地層上看，由于二疊系和三疊系地層中碳酸鹽巖分布廣泛，沉積厚度大，地下河數量大，占總數的77.39%，其余地層中數量相對較少。

(2)四川地下河主管道總長度＞77.23 km，多年平均枯季流量為 470.02 L/s，地下河發(fā)育密度為 0.88 m/km2，多年平均徑流模數為9.52 L/s·km2。四川地下河長度以中、短型為主，長度小于5 km的占67.92%。地下河流量以中、小流量為主，流量小于200 L/s的地下河占總量的49%。

［1］曹家一弘.四川盆地盆周山地地下河發(fā)育分布規(guī)律統(tǒng)計分析［D］.成都:成都理工大學碩士學位論文.2013.