多级水流系统耦合下深部岩溶分异研究——以川东隔挡式构造区中梁山背斜南段为例

新构造运动背景下,干、支流对地壳抬升反应速率的差异,导致具有不同排泄作用的河谷广泛组合,形成多级地下水流动系统,地下水作为岩溶含水系统发育的主要控制因素,多级水流系统的空间耦合影响岩溶发育分布规律。文章首先根据中梁山背斜南段岩溶槽谷横向沟谷的发育特征,将岩溶槽谷划分为渗流区、分流区、外流区;结合横向沟谷控排作用与地形指数,分析多级水流系统耦合的空间分异特征。其次通过隧道建设背景下地表水漏失、隧道涌水情况及隧道施工揭露岩溶现象验证在多级水流系统耦合效应下深部岩溶发育特征。结果表明:渗流区以区域水流系统为主,隧道涌水量巨大,水流通道连通性良好,地表水基本干涸,深部岩溶发育强烈;分流区除了近河谷地带以局部水流系统为主、深部岩溶发育较弱以外,宽缓分水岭地带的地下水流动仍然以区域性流动为主,深部岩溶较发育,隧道涌水量较大,地表水与深部岩溶地下水水力联系较好,隧道建设对地表水影响严重;外流区以局部浅循环为主,深部岩溶发育程度弱,深部岩溶水与地表水水力联系较弱,地表水漏失程度一般。本研究不但拓宽了托特多级水流系统的应用领域,为岩溶发育理论研究提供了新的角度,同时为深埋岩溶隧道建设的危险性评价及引发的环境负效应研究提供理论指导。

川东褶皱带石柱向斜区岩溶发育特征及地下水循环模式初析

川东隔挡式构造带沿褶皱轴部及两翼可溶岩与非可溶岩条带间布,影响岩溶地貌演化与岩溶地下水运移。通过分析川东石柱向斜区中段与南段典型岩溶地貌类型、规模、高程与分布,掌握各段岩溶发育特征差异。结合各段岩溶泉点氢氧同位素特征分析与水文地球化学反向模拟等,研究了石柱向斜岩溶发育特征及地下水循环规律。表明:川东石柱向斜地下水循环包含翼部顺层径流型、核部顺轴径流型与断层径流型三类;石柱向斜中段与南段岩溶发育具明显垂向分带特征,在海拔860~2000m以浅表岩溶洼地为主;海拔200~860m以深部溶洞为主。研究结果对水利工程选址与地下水资源开发利用有重要参考价值。