【摘要】高山岩溶地区受强烈的溶蚀作用，岩溶地貌发育，大气降水极易渗入地下，地表水体较少，多数地区干旱缺水，该类地区通常需要寻找地下水。本文研究表明，高山岩溶地区钻井打水前应进行详细的水文地质调查，根据与地下水密切相关的地质因素推断打井的大致位置，运用地球物理勘探方法加以佐证，选择合理的钻井方式进行打水，是可以在岩溶地区适当地段找到地下水的。这对解决高山岩溶地区干旱缺水问题，探寻集中供水水源地有着十分重要的工程意义。
【关键词】高山岩溶地区；干旱缺水；钻井找水；地下水
高山岩溶地区大多数的城镇分布于岩溶洼地、槽谷地带，大气降水通过落水洞、漏斗等岩溶地貌快速渗入至地下，导致地表径流量小，多数地区干旱缺水。科学地确定地下水找水位置、合理地利用钻井手段寻找地下水是解决该类地区缺水问题的有效途径[1]，[2]，[3]。
1.调查区概况
1.1 自然地理概况
调查区位于重庆市万盛经开区黑山谷风景区的南大门和北大门之间，地处万盛旅游环线中枢要地，位于万盛城区东南150°方向，北侧紧邻S414省道，距离万盛16km，直线距离约9km。从主城到天籁谷驾车全程耗时约50分钟，交通较为便利。调查区规划修建重庆市万盛天籁谷（国际）旅游度假区，随之而来的首要问题就是工程用水和生活用水问题，寻找适宜的水源地成为了亟待解决的问题。
1.2 地形地貌
调查区属构造溶蚀剥蚀中低山地貌区，地势总体东高西低、北高南低。受西侧半边山-南童关断层及东侧景星台冲断层控制形成断块山地貌。最高点位于东侧山顶花椒坪一带，高程1644.60m，北侧最低点铁炉沟一带高程约410m左右，南侧最低点鲤鱼河一带高程+650～+700m左右。溶洞区闩坝-后槽-搭桥沟岩溶槽谷一带地面高程1080～1100m左右，槽谷走向近南北向，总长约3km左右，宽约40～300m左右。
1.3 地层岩性和构造
区域内出露地层为第四系全新统人工填土层、崩坡积层、冲洪积层及残坡积层，寒武系白云岩及奥陶系泥质灰岩、生物碎屑灰岩。万盛区位于新华夏系第三隆起带与沉降带之间，属四川沉降褶皱带东缘，即川东褶带与川鄂湘褶带西缘交接部位。
调查区处于龙骨溪背斜北西翼，轴部呈波状构造，岩层走向近南北，倾向北西、南西，两翼倾角主要在30°～50°之间，调查区的中部后槽产状相对较缓、倾角5°～20°（图1）。
1.4 含水层
调查区岩性单一，含水层为薄层-中厚层状的白云岩，大气降雨充沛，植被丰富，为地下水活动创造了良好的条件，而地下水的活动又促进了岩溶的发育，增强了含水层的富水性。根据岩性组合特征，区内地下水类型属碳酸盐裂隙岩溶水，本区寒武系白云岩地层富水性相对较强（图2）。
1.5 补径排关系
调查区后槽、闩坝等洼地接受大气降水补给，形成季节性冲沟汇至后槽洼地、闩坝洼地，沿伏流入口进入地下，形成径流通道，最后以泉的形式在鲤鱼河上游排泄。整个形成了相对完整的补给、径流、排泄地表水～地下水运移的过程。同时查明，区内岩溶水有显著的垂直分带性，大致可以分为垂直循环带、水平循环带及深部循环带。调查区内地下水位于垂直循环带内。
2.确定找水位置的依据
高山岩溶地区地下水的赋存条件与岩溶微地貌发育特征、地下水出露点位置、岩溶洞穴分布规律、岩石裂隙发育状况和区域构造类型等因素密切相关[4]。作为找水工作者，应根据对上述各种地质因素的观察、分析和研究，摸索出与高山岩溶地下水联系密切的规律，并利用它们确定合理的大致找水区域，找到岩溶地下水源。以下是本次工作中确定找水位置的依据。
2.1 根据岩溶微地貌发育特征确定
岩溶微地貌的发育特征具有一定的规律性。一般情况下，它们沿构造线、地下水径流途径展开。常有地下河通过的区域在地表上对应有规律排列的岩溶洼地、竖井、天窗、漏斗、落水洞等，，且这些地表的岩溶微地貌往往与其下的地下河贯通。因此根据这些微地貌的发育特征可判断其下有无地下水的活动，如果有，再根据它们的发育走向确定地下水径流的走向，进而确定大致的找水区域。
据调查，区内后槽-闩坝一带为岩溶洼地，并有竖井、天窗、漏斗、落水洞等发育，呈条带状线性分布，可初步判断其下地下水活动较强烈。
2.2 根据地下水出露点位置确定
在某些水文地质单元的流场中，地下水经过补给和径流后，最终以一定的形式出露于地表[5]，如果其长年出水且水量变化小，说明该出水点很可能与地下河相通，其水源具有开采潜力。
据调查，区内-闩坝一带附近有一侵蚀下降泉，但四季不干且水量变化小，因此初步判定闩坝一带地下水活动较强烈。
2.3 根据岩溶洞穴分布规律确定
漫长的地质年代中，流动且具有溶蚀性的地下水与碳酸盐岩长期进行水岩相互作用往往会形成岩溶洞穴，它是典型的岩溶地貌[6]。而后由于地壳抬升，岩溶洞穴常出露地表，原本的地下河径流通道会相对降入深部，因此沿着溶洞进行水平方向或垂直方向的调查，往往可以找到其它溶洞和地下河。
据调查，区内-闩坝一带附近有一溶洞，据南江水文地质队调查资料显示，溶洞R1发育于寒武系白云岩地层内，主洞全长93.30m，洞内最高8.9m，洞内宽度2～22m。主要发育有四层溶洞，标高为+1120～1136m，溶洞内地下水伏流层水位标高为+1120～1126m。因此初步判定闩坝一带地下水活动较强烈。
2.4 根据岩石裂隙发育状况和区域构造类型确定
由于岩石裂隙和断裂带为地下水提供了良好的含水介质，因此裂隙或断裂带是富水性相对高的位置。尤以平移断层带和正断层储水能力最好。故在高山岩溶地区，裂隙水是常见的一类地下水。
钻探资料显示，闩坝一带的基岩较破碎，裂隙发育，X型节理发育，且调查区接近龙骨溪背斜核部，附近发育半边山-南童关断层和景星台冲断层，因此初步判定闩坝一带有岩溶裂隙水发育。 因此，拟设水文勘探孔设在调查区闩坝一带的岩溶洼地上，再辅之以物探手段对上述推断进行验证。
3.物探手段
3.1 物探方法
采用音频大地电磁测深法，探测工作区内岩溶及裂隙发育区，判释其富水程度。音频大地电磁法是以岩石电阻率的差异来区分岩性及构造体，并依据电阻率阻值的大小，以及在地下的展布形式来识别地下地质体的空间分布和性质的一种物探方法。
3.2 物探剖面布置
根据水文地质调查结果，在闩坝布置1条AMT测线，B-B'测'线长360m，测点19个，点距20m（图3，表1）。
3.3 物探成果分析
根据高密度电法反演结果，按地电断面情况分析第四系覆盖层厚度、地层岩溶发育情况。沿测线方向，370～310m，标高+810～+1100m段，呈低阻异常，岩石视电阻率极低，推断为裂隙发育区，富水性较强，异常编号B-1#；370～310m，标高+370～+500m段，呈低阻异常，岩石视电阻率极低，推断为裂隙发育区，富水性较强，异常编号B-2#（图4）。
据电性特征，分析物探剖面上低阻异常情况，解译了剖面B-B'有2个富水裂隙发育区（B-1#、B-2#）。
4.钻探手段
深度：根据勘探孔的深度宜钻穿具有供水意义的主要含水层（带）或含水构造带的原则，钻孔深度宜为490m；
孔径：开孔口径225mm（约钻进30m），第一次变径至200mm（约钻进至130m），第二次变径至150mm（直至终孔）；
底部沉淀管：抽水孔过滤器的下端，设置管底封闭的沉淀管，长为4m。
特别说明：根据实际情况需查明含水层（带）的水位、水质、水温、透水性或隔离水质不好的含水层时，应进行止水工作，并检查止水效果。宜采用骨架过滤器、缠丝过滤器或填砾过滤器。当裂缝、溶洞（很少有填充物）稳定时，可不设置过滤器。
5.找水结果
找水工作者在调查区内的闩坝一带洼地进行钻井取水。经过两次完整的抽水试验分析，该井的出水能力为150m3/d，水量基本满足该区域的需求；经测试，其水化学类型为HCO3--Ca-Mg型，总矿化度0.25g/L，为淡水。根据《地下水质量标准》GB/T14848-93，对水质27项单项指标进行综合评价，地下水质量分类为Ⅱ类，地下水质量级别属良好级。
6.结语
本文研究表明，高山岩溶地区钻井打水前应进行详细的水文地质调查调查，摸清调查区的地形地貌、地层岩性、地质构造水文地质条件、岩溶发育规律和地下水补径排关系，根据与地下水密切相关的地质因素推断打井的大致位置，运用地球物理勘探方法加以佐证，选择合理的钻井方式打水，是可以在岩溶地区适当地段找到地下水的。这对解决高山岩溶地区干旱缺水问题，探寻集中供水水源地有着十分重要的工程意义。
参考文献：
[1] 李伟， 朱庆俊等. 西南岩溶地区找水技术方法探讨[J] .水文・工程・环境，2011，47（5）：918-923.
[2] 曾华烟. 广西岩溶地区岩溶水开发利用问题[J] .广西地质，1995，8（3）：43-48.
[3] 唐慧杰，陈冬君，黄海玲. 物探找水方法综述[J] .黑龙江水利科技，2004，1：50-51.
[4] 胡伟，吕香玉等. 重庆市渝东南岩溶地区缺水现状及对策分析[J] .科学技术与工程，2012，12（15）：3788-3791.
[5]Jingping Zhe，Stewart Greenhalgh，Laurent Marescot.Multichannel，full waveform and flexible electrode combination resistivity imaging system[J].Geophysics，2007，72（2）：57-64.
[6]Hunter D，Forward Modeling Surface NMR for Hydogeological Applications in Australia[J].Advances in Regolith，2003，（47）：221-224.
【关键词】高山岩溶地区；干旱缺水；钻井找水；地下水
高山岩溶地区大多数的城镇分布于岩溶洼地、槽谷地带，大气降水通过落水洞、漏斗等岩溶地貌快速渗入至地下，导致地表径流量小，多数地区干旱缺水。科学地确定地下水找水位置、合理地利用钻井手段寻找地下水是解决该类地区缺水问题的有效途径[1]，[2]，[3]。
1.调查区概况
1.1 自然地理概况
调查区位于重庆市万盛经开区黑山谷风景区的南大门和北大门之间，地处万盛旅游环线中枢要地，位于万盛城区东南150°方向，北侧紧邻S414省道，距离万盛16km，直线距离约9km。从主城到天籁谷驾车全程耗时约50分钟，交通较为便利。调查区规划修建重庆市万盛天籁谷（国际）旅游度假区，随之而来的首要问题就是工程用水和生活用水问题，寻找适宜的水源地成为了亟待解决的问题。
1.2 地形地貌
调查区属构造溶蚀剥蚀中低山地貌区，地势总体东高西低、北高南低。受西侧半边山-南童关断层及东侧景星台冲断层控制形成断块山地貌。最高点位于东侧山顶花椒坪一带，高程1644.60m，北侧最低点铁炉沟一带高程约410m左右，南侧最低点鲤鱼河一带高程+650～+700m左右。溶洞区闩坝-后槽-搭桥沟岩溶槽谷一带地面高程1080～1100m左右，槽谷走向近南北向，总长约3km左右，宽约40～300m左右。
1.3 地层岩性和构造
区域内出露地层为第四系全新统人工填土层、崩坡积层、冲洪积层及残坡积层，寒武系白云岩及奥陶系泥质灰岩、生物碎屑灰岩。万盛区位于新华夏系第三隆起带与沉降带之间，属四川沉降褶皱带东缘，即川东褶带与川鄂湘褶带西缘交接部位。
调查区处于龙骨溪背斜北西翼，轴部呈波状构造，岩层走向近南北，倾向北西、南西，两翼倾角主要在30°～50°之间，调查区的中部后槽产状相对较缓、倾角5°～20°（图1）。
1.4 含水层
调查区岩性单一，含水层为薄层-中厚层状的白云岩，大气降雨充沛，植被丰富，为地下水活动创造了良好的条件，而地下水的活动又促进了岩溶的发育，增强了含水层的富水性。根据岩性组合特征，区内地下水类型属碳酸盐裂隙岩溶水，本区寒武系白云岩地层富水性相对较强（图2）。
1.5 补径排关系
调查区后槽、闩坝等洼地接受大气降水补给，形成季节性冲沟汇至后槽洼地、闩坝洼地，沿伏流入口进入地下，形成径流通道，最后以泉的形式在鲤鱼河上游排泄。整个形成了相对完整的补给、径流、排泄地表水～地下水运移的过程。同时查明，区内岩溶水有显著的垂直分带性，大致可以分为垂直循环带、水平循环带及深部循环带。调查区内地下水位于垂直循环带内。
2.确定找水位置的依据
高山岩溶地区地下水的赋存条件与岩溶微地貌发育特征、地下水出露点位置、岩溶洞穴分布规律、岩石裂隙发育状况和区域构造类型等因素密切相关[4]。作为找水工作者，应根据对上述各种地质因素的观察、分析和研究，摸索出与高山岩溶地下水联系密切的规律，并利用它们确定合理的大致找水区域，找到岩溶地下水源。以下是本次工作中确定找水位置的依据。
2.1 根据岩溶微地貌发育特征确定
岩溶微地貌的发育特征具有一定的规律性。一般情况下，它们沿构造线、地下水径流途径展开。常有地下河通过的区域在地表上对应有规律排列的岩溶洼地、竖井、天窗、漏斗、落水洞等，，且这些地表的岩溶微地貌往往与其下的地下河贯通。因此根据这些微地貌的发育特征可判断其下有无地下水的活动，如果有，再根据它们的发育走向确定地下水径流的走向，进而确定大致的找水区域。
据调查，区内后槽-闩坝一带为岩溶洼地，并有竖井、天窗、漏斗、落水洞等发育，呈条带状线性分布，可初步判断其下地下水活动较强烈。
2.2 根据地下水出露点位置确定
在某些水文地质单元的流场中，地下水经过补给和径流后，最终以一定的形式出露于地表[5]，如果其长年出水且水量变化小，说明该出水点很可能与地下河相通，其水源具有开采潜力。
据调查，区内-闩坝一带附近有一侵蚀下降泉，但四季不干且水量变化小，因此初步判定闩坝一带地下水活动较强烈。
2.3 根据岩溶洞穴分布规律确定
漫长的地质年代中，流动且具有溶蚀性的地下水与碳酸盐岩长期进行水岩相互作用往往会形成岩溶洞穴，它是典型的岩溶地貌[6]。而后由于地壳抬升，岩溶洞穴常出露地表，原本的地下河径流通道会相对降入深部，因此沿着溶洞进行水平方向或垂直方向的调查，往往可以找到其它溶洞和地下河。
据调查，区内-闩坝一带附近有一溶洞，据南江水文地质队调查资料显示，溶洞R1发育于寒武系白云岩地层内，主洞全长93.30m，洞内最高8.9m，洞内宽度2～22m。主要发育有四层溶洞，标高为+1120～1136m，溶洞内地下水伏流层水位标高为+1120～1126m。因此初步判定闩坝一带地下水活动较强烈。
2.4 根据岩石裂隙发育状况和区域构造类型确定
由于岩石裂隙和断裂带为地下水提供了良好的含水介质，因此裂隙或断裂带是富水性相对高的位置。尤以平移断层带和正断层储水能力最好。故在高山岩溶地区，裂隙水是常见的一类地下水。
钻探资料显示，闩坝一带的基岩较破碎，裂隙发育，X型节理发育，且调查区接近龙骨溪背斜核部，附近发育半边山-南童关断层和景星台冲断层，因此初步判定闩坝一带有岩溶裂隙水发育。 因此，拟设水文勘探孔设在调查区闩坝一带的岩溶洼地上，再辅之以物探手段对上述推断进行验证。
3.物探手段
3.1 物探方法
采用音频大地电磁测深法，探测工作区内岩溶及裂隙发育区，判释其富水程度。音频大地电磁法是以岩石电阻率的差异来区分岩性及构造体，并依据电阻率阻值的大小，以及在地下的展布形式来识别地下地质体的空间分布和性质的一种物探方法。
3.2 物探剖面布置
根据水文地质调查结果，在闩坝布置1条AMT测线，B-B'测'线长360m，测点19个，点距20m（图3，表1）。
3.3 物探成果分析
根据高密度电法反演结果，按地电断面情况分析第四系覆盖层厚度、地层岩溶发育情况。沿测线方向，370～310m，标高+810～+1100m段，呈低阻异常，岩石视电阻率极低，推断为裂隙发育区，富水性较强，异常编号B-1#；370～310m，标高+370～+500m段，呈低阻异常，岩石视电阻率极低，推断为裂隙发育区，富水性较强，异常编号B-2#（图4）。
据电性特征，分析物探剖面上低阻异常情况，解译了剖面B-B'有2个富水裂隙发育区（B-1#、B-2#）。
4.钻探手段
深度：根据勘探孔的深度宜钻穿具有供水意义的主要含水层（带）或含水构造带的原则，钻孔深度宜为490m；
孔径：开孔口径225mm（约钻进30m），第一次变径至200mm（约钻进至130m），第二次变径至150mm（直至终孔）；
底部沉淀管：抽水孔过滤器的下端，设置管底封闭的沉淀管，长为4m。
特别说明：根据实际情况需查明含水层（带）的水位、水质、水温、透水性或隔离水质不好的含水层时，应进行止水工作，并检查止水效果。宜采用骨架过滤器、缠丝过滤器或填砾过滤器。当裂缝、溶洞（很少有填充物）稳定时，可不设置过滤器。
5.找水结果
找水工作者在调查区内的闩坝一带洼地进行钻井取水。经过两次完整的抽水试验分析，该井的出水能力为150m3/d，水量基本满足该区域的需求；经测试，其水化学类型为HCO3--Ca-Mg型，总矿化度0.25g/L，为淡水。根据《地下水质量标准》GB/T14848-93，对水质27项单项指标进行综合评价，地下水质量分类为Ⅱ类，地下水质量级别属良好级。
6.结语
本文研究表明，高山岩溶地区钻井打水前应进行详细的水文地质调查调查，摸清调查区的地形地貌、地层岩性、地质构造水文地质条件、岩溶发育规律和地下水补径排关系，根据与地下水密切相关的地质因素推断打井的大致位置，运用地球物理勘探方法加以佐证，选择合理的钻井方式打水，是可以在岩溶地区适当地段找到地下水的。这对解决高山岩溶地区干旱缺水问题，探寻集中供水水源地有着十分重要的工程意义。
参考文献：
[1] 李伟， 朱庆俊等. 西南岩溶地区找水技术方法探讨[J] .水文・工程・环境，2011，47（5）：918-923.
[2] 曾华烟. 广西岩溶地区岩溶水开发利用问题[J] .广西地质，1995，8（3）：43-48.
[3] 唐慧杰，陈冬君，黄海玲. 物探找水方法综述[J] .黑龙江水利科技，2004，1：50-51.
[4] 胡伟，吕香玉等. 重庆市渝东南岩溶地区缺水现状及对策分析[J] .科学技术与工程，2012，12（15）：3788-3791.
[5]Jingping Zhe，Stewart Greenhalgh，Laurent Marescot.Multichannel，full waveform and flexible electrode combination resistivity imaging system[J].Geophysics，2007，72（2）：57-64.
[6]Hunter D，Forward Modeling Surface NMR for Hydogeological Applications in Australia[J].Advances in Regolith，2003，（47）：221-224.
