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先說說山區地下水發育的基本規律。
山區地下水的補給主要來源于大氣降水,其次為地表河水、稻田灌溉及渠道滲漏。而地下水的排泄則受到地形及構造條件所控制,并集中在地勢較低洼處或阻水斷層、巖層界面處出露。
受地質構造控制,在斷裂帶、褶皺轉折端和相變帶地下水排泄點集中,且水量較大。
層狀地貌結構區則分層排泄,多呈懸掛泉;深切河谷往往是當地最低侵蝕基準面,是巖溶地下水排泄的主要場所,大泉、地下河出口大多分布于此。
而言,巖溶含水層的富水性總的來說是較強的,但是地下水在巖層中的分布又是極不均勻的,不是遍及整個巖溶含水層及其分布范圍。 然而,巖溶水分布也具有一定的規律性,認識和掌握這些規律,即能為地下水的勘探和開采指示方向。
山體在褶皺的形成過程中,由于應力集中于褶皺軸部,常形成縱張裂隙和“X”型扭裂隙,特別是脆性的碳酸鹽類巖層,彎曲時褶褶皺軸部往往出現巖層加厚、擠壓破碎現象,或層面滑動,在褶皺軸部形成虛脫的空隙。
當可溶巖連續大面積出露時,有利于地下水的活動與富集,促使褶皺軸部巖溶化,形成沿軸向發育的地下河。
在背斜條件下,由于裂隙具有上張下壓的性質,所以頂部張裂隙發育,巖石破碎,利于地表水的滲入和地下活動。
因此,背斜地區淺部富水深部富水性較差。向斜構造,因頂面受擠壓,底面形成縱張裂隙,結果往往出現深部較淺部富水。
總之,背向斜彎曲最大的軸部比彎曲小的翼部巖石破碎,在補給條件具備時,軸部比冀部富水。
緊密褶皺中的可溶巖,在平面上受非可溶巖層間隔,常形成許多彼此平行的巖溶帶,與此相應的是許多彼此平行的地下河,使巖溶水的分布具有明顯的與構造線平等的方向性,同時也控制著地下河的補給區和資源大小。
褶皺型式是千變萬化的,各種形態的褶皺對巖溶水的富集均產生一定程度的影響。彎窿構造由其特定的地質力學性質,使巖溶水呈環狀和放射狀分布。
斷層破壞了巖層的連續性和巖石的完整性,其結果有利于降水的滲入,加強了地下水的循環交替能力和不斷更換溶蝕能力,從而加速巖溶化過程。
所以,在可溶巖地區,若有斷層存在,巖溶水往往沿著活斷層富集。壓性及壓扭性斷裂,在強烈的擠壓過程中,常形成大量糜棱巖、斷層泥(含有大量酸不溶物),膠結好,孔隙率低,常呈致密狀態,不利于地下水的活動和巖溶化。
若斷層兩盤巖性不一樣時,巖溶水常賦存于可溶巖層或可溶性較強的一側。必須指出,斷層及斷層破碎帶的富水也是有條件的,并不是所有的斷層或者一條斷層的各個部位都富含巖溶水,而是有明顯差異的。
影響這種差異的因素很多,如斷層的連續性、巖石性質、破碎程度,膠結充填程度、地下水補給條件,巖溶化程度等,對巖溶水的富集產生有利或不利的影響。
此外,斷層的組合關系、斷層的活化對巖溶水的富集也將產生影響。所以,斷層的富水性強弱,必須結合具體情況,進行具體分析,以得出斷層富水程度和富水部位的正確結論。
可溶巖與非可溶巖,強可溶巖與弱可溶巖接觸帶,常因巖石性質不同,當受到地質構造應力作用后,容易產生層間滑動,接觸部位形變及兩側構造裂隙。特別是脆性易溶灰巖一側,張性裂隙容易產生,有利于地下水的滲入和運動。
而非可溶巖和弱可溶巖常為相對柔性巖層,裂隙發育較差,透水能力弱,加之巖層的難溶性,當地下水在裂隙中運動,遇到非可溶巖或弱可溶巖時,常受到阻隔而形成頂托回水,增加了地下水的停留時間,較易沿著接觸帶的可溶巖活動,從而加強了對可溶巖的溶蝕作用,進一步增加了可溶巖的透水性能。
另外,當地表水或裂隙潛水滲入接觸帶可溶巖時,其化學飽和度低,對可溶巖的溶蝕仍然較強,促使可溶巖巖溶化,有利于巖溶水的匯集和循環。
所以,當可溶的碳酸鹽類巖層與非可溶的其它沉積巖、火成巖及變質巖,以及強可溶巖的純灰巖與弱可溶的白云巖、白云質灰巖、泥炭質灰巖接觸時,接觸帶一側的碳酸鹽巖石,特別是強可溶的純灰巖巖溶是十分發育的,亦富含巖溶水。
巖層面是連續沉積中的暫時間斷面,有時也是構造作用的結果。因此層面兩側的巖性往往有差異,加之構造作用引起的錯動和裂隙,使層面成為地下水逕流運動的主要途徑之一,在逕流中溶蝕著可溶巖,所以層間溶洞是巖溶發育的重要規律之一。特別是在水平及陡立的可溶巖層中更為明顯。
地表及地下淺部,各種地質作用強烈。地表由于風化作用強烈,容易產生各種風化裂隙,同時構造裂隙隨深度的增加而減弱,因此,有利于地下水在淺部富集。
降水和地表水直接補給巖溶含水層,使地下水循環交替加速。同時帶進大量侵蝕性的二氧化碳,使地下水在淺部具有較高的溶蝕能力,加速灰巖溶解過程。
深部則因縱度、壓力、活動空間、侵蝕性二氧化碳含量的減少等因素影響,溶蝕作用減弱。所以巖溶在離地表的一定深度內發育良好,而隨深度的增加逐漸減弱。
山區的地下水,一般是指分布在廣大山區基巖中的地下水,也包括分布在山間河谷、山間洼地松散巖層中的地下水。山區地下水的形成,主要受到巖石性質、地質構造、地貌以及氣候條件所控制。
由于巖石性質不同,巖石中孔隙、裂隙、溶洞多少不一,儲水多少也不同,這是我們在找水過程中首先考慮的因素。地質構造是影響地下水運動儲存和富集的重要因素,在一般情況下,它是找水定井位的關鍵因素。因為地質構造能起到溝通含水層的作用,能改變地下水流向,能導致無壓水變成承壓水,能使非含水層(帶)變成含水層(帶)。
因此在很多情況下,需要著重考慮地質構造對地下水的影響,特別是斷層對找水、定井位的作用。地形、地貌、水文氣象、植被等,是影響地下水補給、徑流和排泄的重要因素,同時也能反映地下水的分布狀況和埋藏條件。
所以找水的時候應該首先查明巖石性質和各個巖層之間的相互關系,然后進一步分析巖層的分布狀態和地質構造。查清地形地貌條件,重點是研究地表匯水條件。同時,還要具體分析地下水的幾種補給來源、地下水可能流向、地下水蓄水構造以及富水部位??傊?,對上述條件要全面考慮、綜合分析,才能在尋找地下水工作中得到比較好的效果。
以上是山區找水的理論根據,非專業人士可能難以理解,下面我就簡單的說一下,地上地形標志對找水的幫助,會配圖說明,讓大伙一看就明白。
所謂的地形就是人們常說的地貌外形。不同的地貌形態,反映了不同的地質構造和巖性特征,因而地下水的形成條件和分布規律也不—樣。
在古代,我國勞動人民就在找水實踐中總結出來的“水性向下,無孔不入”、“水由高處向低流,找水先要看山頭”等找水諺語,就足以說明人們很早就懂得利用地形地貌特征來找水的事實。
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