秭歸水文地質(zhì)

(3)水文地質(zhì)現(xiàn)象與巖溶整體水文概況該區(qū)域內(nèi)河流水系發(fā)育，在未建庫(kù)前，境內(nèi)長(zhǎng)江水面寬150?300m，流速l.5~2.0m/秒，正常流量0..3?0.5萬m3/秒，多年平均流量1.4萬m3/秒。區(qū)內(nèi)溪流網(wǎng)布，長(zhǎng)江流域二級(jí)河谷有青干河、童莊河、九畹溪、茅坪河，龍馬溪，香溪河、吒溪河，泄灘河。境內(nèi)水系發(fā)育，除長(zhǎng)江外，發(fā)育多條河溪，其中8條水系水能蘊(yùn)藏量17.20萬千瓦，可開發(fā)量6.06萬千瓦，己部分開發(fā)，仍有巨大開發(fā)潛力。在兩河口、楊村橋、磨坪等碳酸巖地區(qū)，有較多的巖溶泉，流量0.1m3/秒以上的有37處。其中黃龍洞，天生橋等已用于水力發(fā)電。其余用于農(nóng)業(yè)灌溉或生活用水。地下水分類該區(qū)具有地層多樣性、地質(zhì)構(gòu)造及地形條件復(fù)雜等特征，地下水賦存條件主要取決于地層巖性和構(gòu)造條件。這里將地下水賦存條件及補(bǔ)、逕、排形式歸為如下類型：第四系孔隙含水巖類各類成因的第四系堆積物，其孔隙中賦存大量孔隙水，因其堆積物分布厚度、成因、連續(xù)性和所處的地形條件不同而賦水程度不同。大氣降水滲入含水層中成為孔隙水，孔隙水部分下滲到基巖中，部分在地形低洼處或接觸帶上以面狀或泉點(diǎn)形式溢出地表。結(jié)晶巖含水巖類分布于黃陵背斜的花崗巖、閃長(zhǎng)巖體，發(fā)育多組構(gòu)造裂隙，風(fēng)化殼厚10?50m，存在大量風(fēng)化裂隙，大氣降水入滲賦存于裂隙及斷層中，形成裂隙水。地下水沿裂隙向附近溝谷及低洼處滲流，并以面狀或點(diǎn)泉形式排泄。泉水流量一般小于0.5升/秒。地下逕流模數(shù)為7.46升/秒、平方公里。碎屑巖含水巖系由砂巖、泥巖組成的裂隙孔隙含水層。接受大氣降水，地下水在巖層的構(gòu)造裂隙風(fēng)化裂隙中以脈狀水流形式運(yùn)動(dòng)，大多呈無壓流流動(dòng)，地下水在溝谷、地形低洼處或接觸帶上以片狀漫浸或泉水形式流出。泉流量一般較少，常小于1升/秒。地下徑流模數(shù)為6.53升/秒、平方公里。碳酸鹽巖含水巖類白堊至三疊紀(jì)各時(shí)期的碳酸鹽巖，形成巖溶裂隙含水層。受大氣降水補(bǔ)給，地下水在巖體裂隙及巖溶管道中以脈狀、管狀流形式流動(dòng)。在一定條件下，形成獨(dú)立的巖溶系統(tǒng)及補(bǔ)、徑、排一體的水文地質(zhì)單元。地下水在溝谷或地形低洼處、接觸帶處大多以泉的形式流出。巖溶實(shí)習(xí)區(qū)巖溶現(xiàn)象發(fā)育，常見巖溶地貌形態(tài)有：溶蝕峽谷、峰林、峰叢、洼地、漏斗、溶洞、地下暗河、落水洞、溶蝕槽隙等。由于碳酸鹽巖成分不同，結(jié)構(gòu)構(gòu)造及地質(zhì)條件等差異，導(dǎo)致巖溶發(fā)育速度及強(qiáng)度差異，因而空間上巖溶發(fā)育存在較大差別。從巖性講，可以概括為以灰?guī)r為主、以白云巖為主以及泥灰?guī)r為主的三種巖溶類型。以灰?guī)r為主的類型：包括下三迭紀(jì)、二迭紀(jì)和下奧陶紀(jì)，巖性主要有灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r等，其成分方解石占70~90%。巖溶相對(duì)發(fā)育，發(fā)育以溶蝕的峽谷、巖溶洼地、落水洞、溶洞、峰叢、峰林等形態(tài)。地下暗河、大泉多出露于此地層。以白云巖為主類型：包括中石炭統(tǒng)，上泥盆統(tǒng)、寒武系中上統(tǒng)及震旦系上統(tǒng)等。巖性以白云巖、結(jié)晶白云巖和泥質(zhì)白云巖為主，巖溶發(fā)育較灰?guī)r差。巖溶形態(tài)以密集的溶孔、溶隙為主，個(gè)別地方受構(gòu)造等條件控制，發(fā)育小型溶洞。3）以泥灰?guī)r為主類型：包括三迭系中統(tǒng)巴東組和奧陶中上統(tǒng)。巖溶發(fā)育最差，巖溶形式以溶隙為主，其它形式少見受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，巖溶在剖面上分布成層狀特征，即水平溶洞分布在不同高程上，表現(xiàn)為與現(xiàn)代地殼升降運(yùn)動(dòng)相一致的規(guī)律性。區(qū)內(nèi)發(fā)育有一定規(guī)模的干枯溶洞，有犀牛洞、獅子洞、白巖洞、朝北洞等，洞深50—2000m不等，洞高3?20m，寬20m以上。這些溶洞均發(fā)育有石鐘乳等，洞內(nèi)形態(tài)奇異多變。有水溶洞、暗河、落水洞有28處，主要分布在青干河及九畹溪兩條支流上。暗河流量在0.1?1.0m3/秒、個(gè)別達(dá)15~24m3/秒。巖溶工程地質(zhì)問題實(shí)習(xí)區(qū)內(nèi)主要巖溶工程地質(zhì)問題有：1）坑道巖溶突水。當(dāng)采煤平洞揭穿有水溶洞時(shí)，引起突然的涌水現(xiàn)象。2）巖溶地面塌陷。地下存在大面積溶空區(qū)，在地下水等作用下，產(chǎn)生較大面積的地面下沉塌落現(xiàn)象。如秭歸揚(yáng)林區(qū)1975年8月9日?17日因巖溶塌陷產(chǎn)生地震，地震臺(tái)觀測(cè)1.0?1.9級(jí)地震6次，2.0~2.1級(jí)地震3次。據(jù)群眾反映，類似塌陷在50年及30年以前也發(fā)生過。野外相關(guān)點(diǎn)在第一天鏈子崖路線，我們首先是在天河板組看到了較多的溶洞，而這些溶洞形成的原因是：由于石牌組的上層是由具有隔水性能的泥巖與頁(yè)巖組成，所以地下水便沿著石牌組與天河板組的分界線流動(dòng)，而不能向下進(jìn)入石牌組，侵蝕了天河板組的下部，便形成了很多溶洞。在第二天高家溪路線，我們?cè)陟F河村的燈影組里看見了一處下空的巖體，這是由于其透水性好，而此處地下水活躍，巖層又較軟且侵蝕性好，故地下水在此處產(chǎn)生溶蝕，使得該巖體下面發(fā)生塌陷，形成了這處下空的巖體，另外此處還形成了洼地。之后我們?nèi)サ暮蜕卸匆彩怯捎诘叵滤脑虍a(chǎn)生的，具體是由于此處主要是些較軟且侵蝕性好的巖體。地下水將此處原有的斷層里面的斷層破碎帶里面的碎屑巖隨水帶走，然后日積月累的地下水侵蝕使得這里慢慢形成了一個(gè)大的溶洞。我們也看見了不少小的溶洞，其成因大多也是下部由隔水層，導(dǎo)致地下水侵蝕了上層巖體形成溶洞。在第三天的泗溪路線我們主要看了三處泉，第一處是在路邊看見的。它產(chǎn)生于水井沱組，是一處下降泉，同時(shí)也是裂隙泉，它是由潛水受重力作用向下流時(shí)，遇到此處的裂隙便從此處流瀉而出，便形成了這里的泉。我們粗略測(cè)量了一下流量大概為270ml/s，無色無味。第二處是在魚泉洞看見的，這里原本有兩個(gè)泉，它們產(chǎn)生于覃家廟組，但由于氣候等原因的影響，其中一個(gè)已經(jīng)枯竭，又由于測(cè)量不方便故沒有測(cè)量此處泉的流量。這里的泉也是下降泉，它是由于地下水將此處的軟弱且侵蝕性好的巖層侵蝕，使得潛水從此處流瀉而出，而形成兩個(gè)高程不同的溶洞的原因是由于在不同氣候條件作用下使得其侵蝕基準(zhǔn)面不同，于是便有了這里的兩個(gè)溶洞和兩個(gè)泉眼。第三處是在景區(qū)里看見的迷宮泉。它產(chǎn)生于三游洞組，也是一處下降泉，由于測(cè)量不變我們也沒能夠測(cè)量出此處泉的流量。它也是由于地下水侵蝕了軟弱且侵蝕性好的巖層使得地下水從此處流瀉而出形成泉。在這條路線上我們也在兩岸的山體上看見了不少小的溶洞，其成因與第一天、第二天看見的小溶洞大同小異，故不再詳細(xì)分析。補(bǔ)充：上升泉：承壓水的天然露頭，地下水受靜水壓力作用，上升并溢出地表所形成的泉。如斷層泉、承壓盆地泉等都是上升泉。由承壓含水層補(bǔ)給的泉。泉口水流通常冒涌；但若通過松散覆蓋物出露時(shí)，泉口附近的水流也可能呈下降運(yùn)動(dòng)。上升泉的形成應(yīng)俱備三個(gè)條件：地層條件。地層包括成層的巖石、土層以及土層中夾有的砂礫石層。有裂隙的巖層和有孔隙的砂礫石層，其裂隙和孔隙中充水的稱“含水層”。裂而無隙的巖層和孔隙度極差的粘土層，幾乎不含流動(dòng)的地下水，稱“隔水層”?！昂畬印钡拇嬖谑侨纬傻氖滓獥l件。地質(zhì)構(gòu)造條件。指地震或巖漿活動(dòng)引起地殼變動(dòng)（造山運(yùn)動(dòng)），使沉積巖層斷裂錯(cuò)位，或產(chǎn)生褶曲。含水層與隔水層在縱向剖面上相抵觸，或含水層與不透水的巖漿巖體相抵觸，阻斷了地下水的去路，地下水被迫溢出地表。地形條件。泉或泉群的上游應(yīng)有足夠的補(bǔ)給面積，各含水層接受大氣降水的充分補(bǔ)給。下降泉：由無壓含水層（包括潛水和上層滯水）補(bǔ)給的泉。其水流在重力作用下呈下降運(yùn)動(dòng)，泉水動(dòng)態(tài)受氣象、水文因素影響，有季節(jié)性變化。按下降泉出露的原因可分為：侵蝕泉、接觸泉、溢流泉。 補(bǔ)：（1）侵蝕（下降）泉：溝谷侵蝕無壓含水層成泉；（2）接觸泉：地形切割達(dá)到含水層隔水底板，地下水被迫從兩層接觸處出露成泉；（3）溢流泉：在地下水流前方透水性突變，或隔水底板隆起，水流受阻涌溢地表成泉。下降泉與上升泉的不同在于地質(zhì)構(gòu)造不同，下降泉不存在阻水巖層或巖體。下降泉是地下水在山腰懸崖沿含水層自然流出，不往上冒，只往下流。野外判斷的方法：上升泉是承壓水的排泄方式，而溢出泉是潛水遇到斷層等隔水層時(shí)的表現(xiàn)。要分辨兩種泉水難度較大但可以結(jié)合當(dāng)?shù)刂車闆r進(jìn)行判斷，具體方法如下：1、了解該泉周圍的地質(zhì)特征，有沒有斷層等大的地形構(gòu)造；2、了解周圍泉水分布規(guī)律及特征，如果是沿著某大的地質(zhì)構(gòu)造如斷層線或大山等障礙物有較多的泉且呈上涌形態(tài)則可能是溢出泉；如果周邊泉眼較少且多為普通流出的泉水則該泉為上升泉的可能性較大。3、判斷周圍井水深度，一般溢出泉周圍地下水水位較高，所以井水挖掘較淺即可見水；否則為上升泉可能較大，因?yàn)槌袎核懈羲畬哟嬖凇?、分析水中有機(jī)質(zhì)含量，一般潛水循環(huán)較為迅速，其中有機(jī)質(zhì)因受水體受外界影響而有機(jī)質(zhì)含量較多;而上升泉由于循環(huán)周期很長(zhǎng)其中有機(jī)質(zhì)含量很低。不過最直接的還是看泉眼處地下水出露的時(shí)候是否是向上噴出且有一定的上升水頭，就像大家常說的噴泉一般。溶洞的分類:按其發(fā)育演化，巖溶可分出以下6種。1） 地表水沿灰?guī)r內(nèi)的節(jié)理面或裂隙面等發(fā)生溶蝕，形成溶溝（或溶槽），原先成層分布的石灰?guī)r被溶溝分開成石柱或石筍.2）