楊學(xué)亮，楊 熙，張 勃，趙建青，王昕洲，鄭 軍

1.河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院，河北 石家莊 050000；2.河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局 第四水文工程地質(zhì)大隊(duì)，河北 滄州 06100

0 引言

關(guān)于巖溶儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)特征及巖溶裂隙儲(chǔ)水問(wèn)題，國(guó)內(nèi)許多學(xué)者做了詳細(xì)研究和論述［1-7］，強(qiáng)調(diào)了巖溶裂隙水對(duì)我國(guó)北方地區(qū)地下水資源的重要性.筆者基于承德地區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目所取得的數(shù)據(jù)，綜合分析區(qū)域水文地質(zhì)條件及鉆孔資料，對(duì)研究區(qū)含水巖組進(jìn)行了劃分.同時(shí)對(duì)區(qū)域巖溶儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行研究探索，將研究區(qū)劃分為灤河流域下游柳河流域主要儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)、灤河流域下游柴白河流域主要儲(chǔ)水結(jié)構(gòu).在研究區(qū)實(shí)施探采結(jié)合孔3眼，施工配套觀測(cè)孔3眼，對(duì)鉆孔總供水能力進(jìn)行評(píng)估，旨在為該地區(qū)巖溶地下水資源的合理開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù).

研究區(qū)位于河北省承德市興隆縣北部，包括鷹手營(yíng)子礦區(qū)、汪家莊鎮(zhèn)、北馬圈子鎮(zhèn)、北營(yíng)房鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn).該區(qū)屬半濕潤(rùn)半干旱大陸性季風(fēng)型山地氣候，地下水主要靠大氣降水入滲補(bǔ)給，其次為域外地下水的側(cè)向徑流補(bǔ)給.區(qū)內(nèi)降水量、降水強(qiáng)度及降水補(bǔ)給特征對(duì)地下水形成起著主要控制作用.多年平均降雨量545.6 mm，降水年內(nèi)分配極不均勻，7—8月份降雨量占全年的70%，且多為暴雨，加之地形坡度較大，植被發(fā)育一般，降水入滲系數(shù)僅為4%～8%，所以大部分降水以地表徑流流失.主要河流為柳河、清水河、柴白河及泃河.

研究區(qū)是20世紀(jì)50年代末興起的老工業(yè)基地，資源枯竭較為嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境脆弱，水資源的短缺阻礙著這一地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展.因此，緊密結(jié)合研究區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，尋找?guī)r溶儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)并開發(fā)利用巖溶水資源成為解決該地區(qū)缺水問(wèn)題的重要途徑.

1 研究區(qū)地質(zhì)-水文地質(zhì)概況

1.1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于燕山構(gòu)造單元的內(nèi)蒙地軸南側(cè)燕山臺(tái)褶帶，自元古宙末期基底形成以來(lái)，長(zhǎng)期處于被剝蝕狀態(tài).區(qū)內(nèi)地層主要發(fā)育元古宇長(zhǎng)城系、薊縣系、青白口系，古生界寒武系、奧陶系，中生界侏羅系以及第四系，且有太古宇深變質(zhì)巖、混合巖分布.至燕山運(yùn)動(dòng)地臺(tái)活化，形成一系列斷陷盆地，接受了數(shù)千米中生代砂礫巖、泥巖、火山巖及火山碎屑巖堆積.受新華夏構(gòu)造體系控制，區(qū)內(nèi)主要的大斷裂為平坊-桑園大斷裂及密云-喜峰口大斷裂，破碎帶數(shù)十米，最寬可達(dá)200～300 m，斷面陡傾，裂隙、溶隙密集.含水層厚度大、面積廣，能夠廣泛接受大氣降水，構(gòu)成完整的巖溶水系統(tǒng)，常有泉出露.

研究區(qū)一般斷裂按其展布方向分為NE—NNE向、近E-W向兩組.其中NE—NNE向斷裂遍布全區(qū)，數(shù)量最多，為該區(qū)主要構(gòu)造.斷裂規(guī)模相差懸殊，長(zhǎng)數(shù)千米至幾十千米.在走向上多呈彎曲波狀，形成斷裂帶.近E-W向斷裂與NE—NNE向斷裂相交分布，不同級(jí)次的斷裂、褶皺等構(gòu)造較為發(fā)育，形成斷裂帶.構(gòu)造裂隙發(fā)育較好的地段為地下水的形成提供了有利條件，可作為區(qū)域性巖溶裂隙水的儲(chǔ)水空間和導(dǎo)水通道［8］，對(duì)區(qū)內(nèi)巖溶裂隙水的分布與徑流起到了很大作用.巖溶地下水系統(tǒng)受該構(gòu)造控水影響較為明顯，認(rèn)為構(gòu)造空間分布特征是地下水系統(tǒng)邊界劃分的重要依據(jù)之一.

1.2 巖溶含水巖組

根據(jù)地層巖性、地下水賦存條件、水理性質(zhì)和富水性，研究區(qū)地下水含水系統(tǒng)可分為4種類型：松散巖類孔隙含水巖組、碳酸鹽巖裂隙溶洞含水巖組、碎屑巖類孔隙裂隙含水巖組、巖漿巖變質(zhì)巖裂隙含水巖組.其中碳酸鹽巖裂隙溶洞含水巖組分布面積廣，裂隙密集，巖層破碎，含水層厚度大，能夠廣泛接受大氣降水，為區(qū)內(nèi)主要巖溶含水層組.

據(jù)資料分析可知，部分巖溶含水系統(tǒng)同時(shí)存在大氣降水、地表水、松散巖類孔隙水、碎屑巖類孔隙裂隙水、巖溶地下水等多種水資源要素，各水資源要素之間存在直接或者間接的復(fù)雜轉(zhuǎn)化關(guān)［9］.研究區(qū)碳酸鹽巖裂隙溶洞含水巖組不僅接受大氣降水入滲補(bǔ)給，同時(shí)還接受清水河、柴白河、柳河在系統(tǒng)上游地區(qū)地表產(chǎn)流進(jìn)入碳酸鹽巖區(qū)后對(duì)巖溶水形成的滲流補(bǔ)給，及河谷沖洪積層孔隙含水層在進(jìn)入碳酸鹽巖區(qū)后通過(guò)地下潛流形成對(duì)巖溶水的補(bǔ)給.

巖溶水多富集于構(gòu)造所控制形成的地下暗河或儲(chǔ)藏于可溶巖層中［10］.研究發(fā)現(xiàn)，本區(qū)巖溶水主要儲(chǔ)藏于可溶巖層中.依據(jù)地下水賦存條件及水動(dòng)力特征，將其分為4類，如表1.

表1 含水巖組劃分Table 1 Classification of water-bearing rock formations

1）奧陶系碳酸鹽巖裂隙溶洞含水巖組

該巖組主要分布在研究區(qū)中部劉家莊-洞廟河站-跳溝、小煤嶺溝-石家莊-李家東溝及西南部馬家莊-馬家莊后溝.斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖石較破碎，巖溶較發(fā)育.北溝-小跳溝-梁西一帶為水量豐富區(qū)，小跳溝現(xiàn)已建供水水源地1處，共打3眼井，可開采資源約為600×104m3/a，為中型水源地.位于撥東的鉆孔ZK2，抽水試驗(yàn)資料顯示，涌水量約為2 200 m3/d.位于跳溝的鉆孔ZK3，涌水量約為1 900 m3/d.小煤嶺溝-東窩鋪一帶，匯水面積相對(duì)窄小，構(gòu)造裂隙發(fā)育較差，灰?guī)r破碎程度相對(duì)較差，參考《水文地質(zhì)圖編制規(guī)范（1∶50 000）》中關(guān)于含水巖組富水性的分類規(guī)定，將其劃分為水量中等區(qū).

2）寒武系碳酸鹽巖裂隙溶洞含水巖組

該巖組主要分布在研究區(qū)中部老虎溝-徐家莊、西南部王田溝-郝家莊、東部金扇子-東窩鋪.含水層組分布面積多狹長(zhǎng)且受頂?shù)装鍘r層巖性影響，富水性相對(duì)較差.一般情況下水量中等區(qū)井孔涌水量及泉流量多為300～1 000 m3/d.水量貧乏區(qū)井孔涌水量及泉流量多小于300 m3/d.

3）薊縣系碳酸鹽巖裂隙溶洞含水巖組

該含水巖組分為兩類.

①薊縣系霧迷山組-高于莊組碳酸鹽巖裂隙溶洞含水巖組：主要分布在研究區(qū)東北部澇洼-孔隆堂南溝、老雕窩-小石門及南部火道溝-小水泉.水量豐富區(qū)含水層較厚，且受斷裂構(gòu)造帶影響，裂隙、溶隙密集，能夠廣泛接受大氣降水，構(gòu)成完整的巖溶水系統(tǒng).

②薊縣系鐵嶺組碳酸鹽巖裂隙溶洞含水巖組：主要分布在工作區(qū)中部頭道溝-轉(zhuǎn)魚溝-東溝、東部老燒鍋河北一帶及西南部東梅寺-郝家莊西溝.分布面積較小，含水層較薄，一般在構(gòu)造發(fā)育地帶富水性較好，其他部位富水性相對(duì)較差，在本區(qū)基本為水量貧乏區(qū)，井孔涌水量多小于100 m3/d，常見(jiàn)泉流量多小于1 L/s（86.4 m3/d）.

4）長(zhǎng)城系大紅峪組碳酸鹽巖裂隙溶洞含水巖組

該巖組主要分布在研究區(qū)東北部小石門一帶，面積較小，含水層較薄，為水量極貧乏區(qū).

2 巖溶儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)

巖溶儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)是尋找地下水的有利靶區(qū).本研究以水文地質(zhì)調(diào)查為先導(dǎo)，分析了研究區(qū)多年的水文地質(zhì)工程地質(zhì)資料，在一定程度上掌握了區(qū)域的構(gòu)造展布；選擇適宜的地球物理探測(cè)方法，開展綜合地球物理勘查，尋找具有供水價(jià)值的含水層、儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)，并獲得含水層的埋深、厚度，儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)的規(guī)模、空間分布等基本數(shù)據(jù)［11］.從區(qū)域上看，地質(zhì)構(gòu)造作用方式?jīng)Q定了巖溶儲(chǔ)水構(gòu)造的水文地質(zhì)特征，儲(chǔ)水構(gòu)造所處的地形地貌條件決定了地下水的補(bǔ)給排泄范圍、水量豐富程度和循環(huán)模式［12］.研究認(rèn)為，雖然巖溶儲(chǔ)水載體在縱橫方向上發(fā)育不均一，但大體規(guī)律是巖溶地下水多儲(chǔ)藏于可溶巖層中.巖溶水系統(tǒng)控制著巖溶地下水的循環(huán)、分布、埋藏、富集規(guī)律等；水化學(xué)的分布特征控制著巖溶含水層的脆弱性程度［9］.將研究區(qū)劃分為灤河流域下游柳河流域主要儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)、灤河流域下游柴白河流域主要儲(chǔ)水結(jié)構(gòu).

2.1 灤河流域下游柳河流域主要儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)

尋找?guī)r溶儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)，需要結(jié)合地形地貌特征、地下水埋深情況、地層巖性特點(diǎn)等，并合理選擇物探方法組合，綜合分析其特征，來(lái)探明地下含水結(jié)構(gòu)的走向、寬度、下延伸度等［10］.本研究針對(duì)灤河流域下游主要巖溶儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)開展了物探和鉆探工作，主要工作集中在撥東及跳溝工作區(qū).

工作中查明了主要儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)為碳酸鹽巖巖溶裂隙溶洞溶隙.該區(qū)域碳酸鹽巖具厚層狀致密塊狀構(gòu)造，屬硬脆性巖石，在構(gòu)造應(yīng)力作用下，易產(chǎn)生張性節(jié)理裂隙，并經(jīng)水的長(zhǎng)期溶蝕作用，溶孔、溶隙、溶洞發(fā)育，構(gòu)成很好的儲(chǔ)水空間.尤其是在徑流排泄區(qū)，巖溶水較富集，在斷裂（層）破碎帶、阻水巖層的迎水側(cè)及巖體接觸部位，地下水交替循環(huán)強(qiáng)烈，巖溶發(fā)育程度高，常常構(gòu)成較大的儲(chǔ)水構(gòu)造.巖溶水系統(tǒng)內(nèi)往往同時(shí)存在包括大氣降水、地表水、松散層孔隙地下水、碎屑巖裂隙地下水和巖溶地下水等多種水資源要素，各水資源要素間存在直接或者間接的復(fù)雜轉(zhuǎn)化關(guān)系［9］.巖溶儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)，可作為缺水村鎮(zhèn)居民分散供水或者集中供水較為理想的水源［12］.尋找有利于地下水富集的儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)，對(duì)于解決人畜缺水問(wèn)題是一條重要途徑.

1）撥東灰?guī)r-裂隙導(dǎo)水儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)

撥東工作區(qū)主要出露中奧陶統(tǒng)厚層灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r夾竹葉狀灰?guī)r及下奧陶統(tǒng)豹皮狀灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r.推測(cè)灰?guī)r巖層經(jīng)過(guò)多次地質(zhì)構(gòu)造變動(dòng)，產(chǎn)生了褶皺和斷裂，并被含有二氧化碳的水溶蝕，發(fā)育溶隙，在局部形成連通性各異的裂隙網(wǎng)絡(luò)［13］，既可以提供大氣降水和地表水的入滲運(yùn)移通道，又可以為巖溶地下水提供儲(chǔ)存和積蓄的空間.

采用激電中梯測(cè)深、可控源音頻大地電磁測(cè)深等方法，完成了物探剖面.其中L02線近南北向順溝布設(shè)，大致查明了奧陶系下統(tǒng)和中統(tǒng)接觸帶存在裂隙發(fā)育，并通過(guò)南東向破壞構(gòu)造的導(dǎo)水通道以確定勘查施工孔位.結(jié)果顯示：于深度50～200 m范圍內(nèi)探測(cè)到電阻率梯度變化帶，與中下奧陶統(tǒng)巖層傾向一致，為下奧陶統(tǒng)、中奧陶統(tǒng)地層接觸帶.構(gòu)造裂隙（傾角約50°）沿南東向發(fā)育，導(dǎo)致巖層較破碎，影響帶寬度大，形成地下水富集帶，地下水賦存條件較好，構(gòu)成灰?guī)r-裂隙導(dǎo)水儲(chǔ)水結(jié)構(gòu).認(rèn)為地下水的主要儲(chǔ)存形式為構(gòu)造控制下的巖溶網(wǎng)絡(luò)-管道裂隙水.物探解釋成果見(jiàn)圖1.

圖1 撥東工作區(qū)可控源音頻大地電磁測(cè)深反演深度-電阻率等值線斷面圖Fig.1 Cross-section of resistivity contour by controllable source audio magnetotelluric sounding inversion in Bodong area

在撥東村施工了一眼探采結(jié)合孔ZK2，配套施工一眼觀測(cè)孔GCK2.主孔ZK2揭露的地層結(jié)構(gòu)為：0～1 m為灰黑色雜填土，由黏性土、碎殘石及其他雜物組成；1～29 m為黃褐色碎石土，碎石含量約占70%，多為棱角狀，成分以灰?guī)r為主，含少量砂巖，由粉質(zhì)黏土填充；29～30 m為漂石層；30～101 m為青灰色奧陶系灰?guī)r，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要由碳酸鹽礦物組成，局部見(jiàn)有方解石脈，巖心呈短柱狀，可見(jiàn)節(jié)理裂隙，巖質(zhì)較硬；30.5～32 m為黃褐色斷層泥.主要裂隙段及含水層位置為45～50 m和65～70 m.

對(duì)該鉆孔進(jìn)行了2個(gè)落程穩(wěn)定流抽水試驗(yàn).根據(jù)抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)及觀測(cè)結(jié)果，使用曲度法判斷涌水量方程類型.該井靜水位為7.84 m，最大降深2.31 m時(shí)，穩(wěn)定后單井涌水量約為2 000 m3/d.通過(guò)鉆探工作，進(jìn)一步驗(yàn)證了撥東灰?guī)r-裂隙導(dǎo)水儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)的發(fā)育情況，確定了主要裂隙段位置及含水層位置.

配套觀測(cè)孔GCK2孔深約142 m，距離主孔ZK2約136 m.同步對(duì)觀測(cè)孔GCK2進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測(cè)，可知主孔水位降深為0.9 m時(shí)，觀測(cè)孔水位降深為0.5 m；主孔水位降深為2.31 m時(shí)，觀測(cè)孔水位降深為1.37 m.

2）跳溝灰?guī)r-裂隙破碎帶儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)

跳溝研究區(qū)為一近東西向沖溝，延伸超過(guò)4 km，為后期構(gòu)造裂隙發(fā)育所成.推測(cè)由于裂隙影響，致使巖層破碎，加速了巖溶化作用，使得巖溶水在一定程度上能夠富集［14］.

該區(qū)主要出露奧陶系灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、豹皮狀灰?guī)r.在沖溝內(nèi)，采用可控源音頻大地電磁測(cè)深法順溝完成一條剖面.電阻率等值線圖揭示：深度300 m以上出現(xiàn)了明顯的低電阻率異常帶，電阻率值低于400Ωm，與地表出露的正長(zhǎng)斑巖、奧陶系灰?guī)r類地層的電阻率均不符合，異常向深部延伸超過(guò)300 m，上游地下水補(bǔ)給面積也較大，形成灰?guī)r-裂隙破碎帶儲(chǔ)水結(jié)構(gòu).認(rèn)為地下水的主要儲(chǔ)存形式為構(gòu)造控制下的巖溶網(wǎng)絡(luò)-管道裂隙水（圖2）.

圖2 跳溝工作區(qū)可控源音頻大地電磁測(cè)深反演深度-電阻率斷面圖Fig.2 Cross-section of resistivity contour by controllable source audio magnetotelluric sounding inversion in Tiaogou area

在跳溝村施工了一眼探采結(jié)合孔ZK3，配套施工一眼觀測(cè)孔GCK3.主孔ZK3揭露的地層結(jié)構(gòu)為：0～5 m為淺黃色粉質(zhì)黏土，土質(zhì)均勻，軟塑為主；5～9 m為青灰色奧陶系灰?guī)r，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖心多為長(zhǎng)柱狀，少量為碎塊狀，節(jié)理裂隙不發(fā)育；9～15 m為黃褐色—土黃色粗砂巖，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；15～188 m為青灰色奧陶系灰?guī)r，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石質(zhì)硬.15～47 m節(jié)理裂隙不發(fā)育；47～53.5 m發(fā)育少量節(jié)理裂隙；53.5～63 m節(jié)理裂隙不發(fā)育；63～188 m裂隙發(fā)育.該井主要裂隙段及含水層位置位于115～120 m和150～165 m.

對(duì)其進(jìn)行了3個(gè)落程穩(wěn)定流抽水試驗(yàn).該井靜水位為13.57 m，最大降深12.57 m時(shí)，穩(wěn)定后單井涌水量約為1 900 m3/d.

配套觀測(cè)孔GCK3孔深約154 m，距離主孔ZK3約19 m.同步對(duì)觀測(cè)孔GCK3進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測(cè)，可知主孔水位降深為12.57 m時(shí)，觀測(cè)孔水位降深為11.64 m；主孔水位降深為8.44 m時(shí)，觀測(cè)孔水位降深亦為8.44 m；主孔水位降深為4.38 m時(shí)，觀測(cè)孔水位降深亦為4.38 m.

2.2 灤河流域下游柴白河流域主要儲(chǔ)水空間結(jié)構(gòu)

針對(duì)該儲(chǔ)水空間結(jié)構(gòu)開展了物探和鉆探工作，主要研究工作集中在南大洼工作區(qū)，為南大洼非可溶巖-斷裂破碎帶儲(chǔ)水結(jié)構(gòu).推測(cè)認(rèn)為該地非可溶巖受到構(gòu)造的影響，使得斷裂破碎帶處地下水活動(dòng)相對(duì)頻繁，運(yùn)移速度加快，導(dǎo)致巖溶發(fā)育速率增強(qiáng)［10］.

該區(qū)域主要出露侏羅紀(jì)正長(zhǎng)斑巖，在東北部小面積出露有侏羅紀(jì)次正長(zhǎng)斑巖.采用可控源音頻大地電磁測(cè)深等方法，完成了5條物探剖面，均探測(cè)到低電阻率異常帶.其中L02線的低電阻率異常主要以175點(diǎn)為中心，向深部延伸超過(guò)300 m，淺部寬約75 m，向深部變窄，較為陡立；深部略南傾，傾角為75～90°.認(rèn)為南大洼工作區(qū)內(nèi)的低電阻率異常為正長(zhǎng)斑巖斷裂破碎所致，斷裂帶電阻率降低明顯，存在一條充水構(gòu)造破碎帶，巖石破碎、裂隙發(fā)育，多填充水，距沖溝東南側(cè)的山體較近.建議在L02線175點(diǎn)（深大異常）處進(jìn)行鉆探（圖3）.

圖3 南大洼工作區(qū)可控源音頻大地電磁測(cè)深反演深度-電阻率斷面圖Fig.3 Cross-section of resistivity contour by controllable source audio magnetotelluric sounding inversion in Nandawa area

在南大洼村施工了一眼探采結(jié)合孔ZK1，配套施工一眼觀測(cè)孔GCK1.主孔ZK1揭露的地層結(jié)構(gòu)為：0～8 m為黃褐色砂礫石，主要以第四系河道堆積、砂卵礫石為主；8～32.5 m為淺灰色石英粗安質(zhì)角礫巖，塊狀構(gòu)造，斑狀結(jié)構(gòu)，主要由火山角礫和膠結(jié)物組成；32.5～201 m為淺灰-肉紅色正長(zhǎng)斑巖，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成分為正長(zhǎng)石，次要礦物成分為石英、角閃石，斑晶直徑0.2～11 cm，主要成分為正長(zhǎng)石、角閃石.主要裂隙段及含水層位置為32～45 m和127～140 m.

對(duì)主孔ZK1進(jìn)行了3個(gè)落程穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)，該井靜水位為3.33 m，最大降深32.66 m時(shí)，穩(wěn)定后單井涌水量約為400 m3/d.

配套觀測(cè)孔GCK1孔深約148 m，距離主孔約174 m.同步對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測(cè)，未發(fā)現(xiàn)該孔水位降深出現(xiàn)變化.

3 巖溶含水介質(zhì)特征

研究和分析認(rèn)為，灤河流域下游柳河流域主要儲(chǔ)水空間、灤河流域下游柴白河流域主要儲(chǔ)水空間的含水介質(zhì)主要表現(xiàn)為“裂隙巖溶型”.含水介質(zhì)多由溶蝕空洞和裂隙共同構(gòu)成［10］.本研究共計(jì)調(diào)查井72點(diǎn)，其中枯水期（2019年6月16—17日）、豐水期（2019年8月31日—9月2日）各調(diào)查36點(diǎn).調(diào)查結(jié)果顯示，豐水期統(tǒng)測(cè)井水位埋深大部分均出現(xiàn)不同程度的上升情況，水位變幅為0.04～1.19 m，地下水動(dòng)態(tài)有降水入滲補(bǔ)給滯后現(xiàn)象（圖4）.在徑流、排泄區(qū)地下水水力坡度較為平緩，水量相對(duì)豐富，可以形成徑流帶，沿途接受降水通過(guò)巖溶裂隙介質(zhì)以擴(kuò)散流的形式和通過(guò)落水洞以集中流的形式補(bǔ)給［11］，且推測(cè)通過(guò)巖溶裂隙介質(zhì)以擴(kuò)散流的形式補(bǔ)給占比例更大.降雨期間，巖溶裂隙介質(zhì)為流域地下水的主要排泄通道，發(fā)揮著重要的排泄作用［11］.

圖4 研究區(qū)部分統(tǒng)測(cè)井點(diǎn)水位變化動(dòng)態(tài)曲線圖Fig.4 Dynamic curves of water level changes at some logging points in the study area

4 探采結(jié)合孔供水服務(wù)能力及建議方案

城鎮(zhèn)供水關(guān)系公共健康和生命安全［15］，國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)巖溶供水做過(guò)較多研究［16-21］.中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院在承德地區(qū)實(shí)施的水文地質(zhì)調(diào)查工作，對(duì)解決群眾安全飲水及相關(guān)扶貧產(chǎn)業(yè)的用水問(wèn)題作出了貢獻(xiàn).

隨著京津冀協(xié)同發(fā)展，興隆縣人口急劇增加.興隆縣規(guī)劃人口約20萬(wàn)人，生活飲用水需水量約為4×104m3/d.目前水源地的日供水量?jī)H為1×104m3/d左右，缺水量3×104m3/d左右.興隆縣城現(xiàn)有水源地供水量已經(jīng)不能滿足其現(xiàn)狀及未來(lái)規(guī)劃的飲用水需求.

依據(jù)1∶5萬(wàn)水文地質(zhì)調(diào)查與物探解譯結(jié)果，在研究區(qū)實(shí)施探采結(jié)合孔（表2）.

表2 探采結(jié)合孔供水能力及服務(wù)對(duì)象一覽表Table 2 Water supply capacity and service objects of exploration-mining combination boreholes

南大洼村位于承德縣劉杖子鄉(xiāng)，為革命老區(qū)，同時(shí)為貧困村.探采結(jié)合孔ZK1單井涌水量約為400 m3/d，預(yù)計(jì)能夠?yàn)?00余戶村民，20余公頃蘑菇大棚、蔬菜大棚、果園等供水.特別是能夠緩解旱季用水困難的現(xiàn)狀.

撥東村現(xiàn)供水條件簡(jiǎn)陋，水質(zhì)差，水量不足，無(wú)法滿足當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活需求.探采結(jié)合孔ZK2單井涌水量約為2 200 m3/d，預(yù)計(jì)能夠?yàn)?00多村民以及13余公頃農(nóng)田等供水.能夠改善因水質(zhì)較差、干旱季節(jié)居民用水緊缺等問(wèn)題帶來(lái)的不良影響.

跳溝村是鷹手營(yíng)子礦區(qū)脫貧攻堅(jiān)龍頭村，也是美麗鄉(xiāng)村建設(shè)示范村，近年來(lái)注重生態(tài)文明建設(shè)及特有鄉(xiāng)村文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展.探采結(jié)合孔ZK3單井涌水量為1 900 m3/d，預(yù)計(jì)能夠?yàn)?0余公頃農(nóng)田梯田、山楂果園、葡萄采摘園的灌溉提供良好的支撐，有效帶動(dòng)村莊經(jīng)濟(jì)、文化發(fā)展.

3眼探采結(jié)合孔預(yù)計(jì)能為該地區(qū)供水4 500 m3/d，灌溉約53 hm2農(nóng)田，緩解近千居民用水問(wèn)題.

需要特別指出的是，井孔ZK1位于興隆縣撥東村，距離興隆縣城約19.23 km，距興隆縣現(xiàn)有扁擔(dān)溝水源地主管網(wǎng)約6.25 km.隨著該地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，供水安全的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)越來(lái)越大，為進(jìn)一步滿足實(shí)際需求，加強(qiáng)地下水的合理開發(fā)和科學(xué)利用及水資源的有效管理，建議井孔ZK1盡快并入興隆縣城供水管網(wǎng).為確保相關(guān)工作能夠有序開展，進(jìn)行了實(shí)地勘查，該區(qū)域工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，尚未發(fā)現(xiàn)大型構(gòu)造活動(dòng)痕跡，無(wú)地質(zhì)災(zāi)害.第四系覆蓋層穩(wěn)定，沒(méi)有墓穴、防空洞、孤石等對(duì)工程不利的埋藏物.鑒于承德市多年平均最大凍深為0.98 m，歷年最大凍深為1.26 m，建議供水管道基礎(chǔ)埋深超過(guò)1.3 m為宜，埋深在最大凍土線以下0.3 m，即管道埋深在1.6 m左右.沿途經(jīng)過(guò)撥西村、郝家莊村、郝家莊西溝村及扁擔(dān)溝村等地.工作區(qū)內(nèi)有水泥路、鄉(xiāng)村公路等，交通較為便利，方便機(jī)械運(yùn)輸設(shè)備通行.附近均有可用電源，可以為鋪設(shè)管道提供便利條件.

5 結(jié)論

（1）對(duì)研究區(qū)含水巖組進(jìn)行了劃分，將巖溶含水巖組劃分為奧陶系碳酸鹽巖裂隙溶洞含水巖組、寒武系碳酸鹽巖裂隙溶洞含水巖組、薊縣系碳酸鹽巖裂隙溶洞含水巖組、長(zhǎng)城系大紅峪組碳酸鹽巖裂隙溶洞含水巖組.

（2）對(duì)區(qū)域巖溶儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行研究探索，將研究區(qū)劃分為灤河流域下游柳河流域主要儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)、灤河流域下游柴白河流域主要儲(chǔ)水結(jié)構(gòu).并將灤河流域下游柳河流域主要儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)細(xì)分為撥東灰?guī)r-裂隙導(dǎo)水儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)和跳溝灰?guī)r-裂隙破碎帶儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)兩個(gè)小類.查明區(qū)域儲(chǔ)水空間結(jié)構(gòu)特征.

（3）依據(jù)1∶5萬(wàn)水文地質(zhì)調(diào)查與物探解譯結(jié)果，在研究區(qū)共實(shí)施探采結(jié)合孔3眼（配套施工配套觀測(cè)孔3眼）.探采結(jié)合孔分別位于承德縣劉杖子鄉(xiāng)南大洼、興隆縣平安堡鎮(zhèn)撥東村、鷹手營(yíng)子鎮(zhèn)跳溝村.預(yù)計(jì)能夠?yàn)樵摰貐^(qū)供水4 500 m3/d，灌溉約53 hm2農(nóng)田，緩解近千居民用水問(wèn)題.

致謝：在研究工作及成文過(guò)程中得到中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院殷志強(qiáng)、劉文波、邵海等同志的指導(dǎo)及支持，在此表示衷心的感謝.