烏蒙山找水記

曹建文

“烏蒙山連著山外山，月光灑下了響水灘。”

隨著《奢香夫人》這首歌曲的流行，烏蒙山也走進了人們的視野。

真實的烏蒙山到底啥樣？是不是像歌曲中描繪的那么美呢？

我來告訴你，真實的烏蒙山區是典型的巖溶山區，是國家級扶貧重點工作區，區內地質環境條件脆弱，缺水少土、旱澇頻繁、石漠化嚴峻、環境容量低。

地下水是烏蒙山區革香河流域重要的飲用水源。但是由于地下水發育規律復雜，地形起伏巨大，給地下水的有效開發利用帶來了諸多困難，當地大片地區存在干旱缺水問題。

經過艱辛的野外調查，我們課題團隊利用巖溶地下水“調查—探測—評價”綜合方法，查明了烏蒙山革香河流域地下水賦存發育規律，揭示出流域內干旱頻發的成因機理，歸納總結出向斜蓄水構造、背斜蓄水構造、斷層蓄水帶和斷陷盆地蓄水構造四類典型蓄水構造模式，優選了斷層阻水、向斜蓄水、巖性界線阻水、上下阻水和地下河徑流帶五種富水成井區位，并有效應用于嚴重干旱缺水區的打井找水工作。最終，我們找水定井成功率達到70%以上，解決了流域內2萬多人的飲水難題，有效地服務于當地脫貧攻堅戰。

革香河成脫貧攻堅路上一道難題

烏蒙山革香河發源于沾益馬雄山北麓，為北盤江的次級支流，位于云南省東北部，流域涉及宣威市、沾益縣、富源縣，其中宣威市屬烏蒙山片區 38 個深度貧困縣之一。革香河全長157. 3公里，徑流面積為 4703. 1平方公里，其中云南省宣威市境內的徑流面積為 2747. 3平方公里；屬亞熱帶高原季風氣候，冬春光照條件較好，冬少嚴寒、夏無酷暑，春溫不穩定，降水豐富，時空分布不均；低溫、霜凍、冰雹、干旱、洪澇災害性天氣頻繁交替出現。

這一地區碳酸鹽巖分布面積占到 67% 以上，為典型的西南巖溶石山地區，地表水資源匱乏，地下水出露稀少且埋藏深度大，不利于開發利用，干旱缺水情況非常普遍。區內煤炭資源豐富，常年煤炭開采導致地下水位下降和地表水質污染，使得當地的干旱缺水狀況更為嚴峻。宣威市存在著大量安全飲水困難人口，是脫貧攻堅道路上亟待解決的難題。

摸排地下水發育強度及含水類型

根據地下水的賦存條件，水理化性質及水力特征，我們首先劃分出碳酸鹽巖巖溶水、基巖裂隙水、松散巖類孔隙水。然后，根據巖溶發育強度及含水類型的差異，將碳酸鹽巖巖溶水劃分為碳酸鹽巖裂隙溶洞水、碳酸鹽巖夾碎屑巖裂隙溶洞水；基巖裂隙水劃分為火山（玄武）巖孔隙裂隙水、碎屑巖類孔隙裂隙水兩個亞類。最后，根據不同地層巖性單位富水性指標，進一步細化為 9 個含水巖組。

我們發現，這一地區內碳酸鹽巖巖溶含水層基本分布于向斜軸部、背斜兩翼及斷層兩盤，含水層受剝蝕、侵蝕和地表水體切割作用十分活躍，除羊場向斜軸部外，含水巖層基本裸露于地表。由于構造作用強烈，地形起伏較大 ，溝谷發育 ，大多數巖溶含水層均被溝谷切割、支解，區內巖溶含水層的埋藏條件較差。不同地貌組合類型和地層構造展布格局發育的垂直循環帶所表現出的差異決定了地下水水位的埋深情況，水位埋深數米到數百米不等。

基巖裂隙水含水巖組零散分布于整個流域。碎屑巖、玄武巖基巖裂隙水埋藏條件簡單，一般埋藏淺，且隨著地形起伏而變化，地下水位埋深小于50米。

革香河發源于云南省宣威市馬雄山西北麓，流經的宣威盆地段地勢平坦，河流縱剖面起伏很小，出宣威盆地后河谷開始逐漸深切，河流落差不斷加大，總體處于巖溶高原面向巖溶峽谷的過渡地段，流域內最高點為東山主峰滑石板，海拔有 2 868米，最低點革香河與可渡河交匯處，海拔約 950米。其巖溶高原面地貌類型包括了巖溶盆地 、丘 叢洼地 、溶 丘谷地等，位于流域西部，海拔分布大致在 2 000～2 500 米之間，局部侵蝕基準面分布于盆地及谷地底部，發育少量地下 河 及 巖 溶 大 泉 出 口 ；巖 溶 峽 谷 海 拔 分 布大 致 在 1 000～2 000 米之間，位于流域東部及東北部，革香河谷底為流域最低侵蝕基準面，兩側發育大量地下河及巖溶大泉出口。

巖溶盆地、丘叢洼地、溶丘谷地是地下水主要補給區，由于含水層和隔水層的相互迭置，加之構造、地形地貌及局部侵蝕基準面的控制，地表水和地下水之間轉化頻繁，發育了白龍洞、三丘田、旮旯菁等多條地下河。 總體上地下水的補給以大氣降水為主，但在可溶巖與非可溶巖接觸帶的裂隙水側向補給和巖溶盲谷終端的地表溪水點狀流補給也是重要補給源。

純碳酸鹽巖分布區，地下水以管道流為主，溶隙孔洞是連接主、支管道的有效空間，地下水發育深度受排泄基準面控制；不純碳酸鹽巖分布區，地下水常沿接觸面運移，地下水發育深度受隔水層控制。宣威斷陷盆地東緣，斷裂河谷帶地下水徑流、運移還嚴格受南北向構造控制，斷層帶附近巖溶上升泉出露屢見不鮮。

革香河及其支流是地下水主要排泄區，區內出露大泉 161 個、地下河 10 條；地下水排泄總體上受控于革香河及其支流排泄基準，但在宣威盆地東緣自南向北近 30 公里沿斷裂帶分布有較多上升泉，則嚴格受斷裂構造控制；部分單斜緩傾 巖溶槽谷地區，由于下伏相對隔水層的存在，地下水可淺埋、富集，有時甚至可與地表水連為一體，而成為沼澤地 ，這在宣威盆地內部板橋 、虹橋一帶較為常見。

造成當地嚴重干旱的原因有三方面

據統計 ，云南省 1500-1999 年間的 500 年 ，旱災出現 473 次 ，旱災共發生294年 ，旱災年比例達58. 8%，且常出現幾年連旱的情況。云南旱災發生最為嚴重的是滇中以及滇東部分地區，有“冬春小旱年年有，大旱十年有三載”的說法，每年的冬春兩季旱情時有發生，尤其是四五月份恰逢農民春種之際，缺水情況愈發嚴重。要解決地方干旱缺水難題，首先應查明其形成原因，對癥施治，通過巖溶地下水系統性調查，歸納出造成當地嚴重干旱情況發生的原因有“天、地、人”三個方面。

大氣降雨量時間分布不均和總體減少是形成干旱的直接原因。由前述可知，大氣降水是當地最主要的地下水補給來源，地下水補給量的匱乏直接從根源上導致了革香河流域干旱的頻發。

特殊的地質背景是形成干旱的主要原因。宣威市地處云南東北部，處于珠江流域源頭，區內出露地層局限于古生界—中生界范圍 ，包 括石炭系 、二 疊系、三疊系、侏羅系，零星分布第四系堆積物，各地層的巖性以碳酸鹽巖分布最為廣泛，分布面積占到 67% 以上。這些碳酸鹽巖地層多為厚層至塊狀，缺少相對穩定的隔水層，同時巖溶含水層中構造裂隙發育，溶蝕作用強烈，落水洞、天窗、豎井和溶蝕縫大量發育，巖溶含水層形同一過水漏斗，基本不能蓄水，導致大氣降雨迅速滲入地下深部，地下水水位埋深較大。

流域內地貌形態以峰叢洼地、巖溶谷地和深切峽谷為主，巖溶發育強烈，規模相對較大，地下溶洞及管道發育，地下水多集中在較大型的巖溶洞穴和通道中賦存和運移 ，水位埋深大 ，含水層均一性極差，地下水多以巖溶大泉和地下河出口的形式在河谷兩岸集中排泄，造成當地地下水資源量比較豐富，天然出露泉點較少、水位埋藏深、開發難度大且動態變化劇烈的困局。區內的務德鄉全境、東山鎮西部、熱水鎮及落水鎮大部均是此類代表，“守著水井沒水吃”是這些地方的真實寫照。

煤炭生產等人類活動是干旱發生范圍擴大的誘因。宣威市是全國100 個重點產煤縣（市）之一， 是典型的煤炭資源型城市。近年來由于煤礦開采疏干地下水，形成較大的地下采空區，造成礦區范圍內不同程度的地面開裂和地下水位下降，原本并不缺水的碎屑巖分布區內的機民井供水量普遍下降，更加劇了山區農村的缺水程度。

五種打井找水模式為類似地區提供參考

“感謝巖溶所的各位專家，解決了我們苗寨多年來的吃水難題，為我們帶來了干凈水源，我們再也不用花幾個小時去山下挑水啦！”，在宣威市熱水鎮大洼子苗寨內，來自寨子的省人大代表送來了錦旗。類似的場景已在宣威市干旱缺水地區多次上演。

云南省宣威市屬云貴高原斜坡地帶國家重點扶貧區、“烏蒙山區”38個深度貧困縣之一。我們圍繞宣威市干旱缺水地區群眾飲水安全等重大問題，為貧困區人民提供“放心水”和“致富水”，全力支撐宣威市打贏脫貧攻堅戰。

我們項目組查明了烏蒙山連片貧困區內宣威市水文地質條件、巖溶發育條件、地下水分布規律、地下水開發利用條件和生態環境狀況，圈定富水塊段12處，在該區布設10口探采結合井，成井9口，日涌水量達到2150噸，已移交地方使用，解決了宣威市干旱缺水地區約1.1萬人、4700頭大牲畜飲水及1000畝農田灌溉用水問題，改寫了當地少數民族飲用水窖水和溪溝水的歷史，助推12個自然村早日脫貧，奔上致富路。

其中，在東山鎮東山中學實探采結合井過程中，項目組為不影響學校正常教學秩序，加班加點開展水文地質調查、物理探測及鉆探工作，終于在學生暑假開學前完成鉆探成井工作，鉆探進尺102米，涌水量654.9噸/天，解決了近3000名師生的飲水難題；在熱水鎮秧草洼苗寨，村民日常靠水窖儲集雨水作為用水保障，地方政府原計劃實施引水工程通過提引下游水庫來進行供水，但是工程成本巨大且后期維護管理成本高、難度大，項目組瞄準地方需求，在村寨內實施1口探采結合井，涌水量約87噸/天，該工程的實施不但解決了當地居民多年來的飲水難題，也為當地政府節約資金50余萬元，取得了良好的社會效益和經濟效益。

幾年來，我們在流域內實施了27口機井，成井19口，成井率達到70%以上，日總供水量約5000噸，直接解決了流域內2萬多人的飲水困難問題，并為20萬人口和10萬畝耕地提供了旱季保障水源。在勘探打井過程當中，我們結合當地水文地質條件，優選出五種打井區位，這也為流域內類似地區打井找水提供有益參考。

斷層阻水斷層附近因地層巖性或巖石膠結等形成阻水體，來自于強含水層中的地下水被其阻攔，使地下水富集于斷層上游附近，并使地下水位抬升。因此，在地下水來水方向進行打井找水，可獲得水位埋藏較淺，含水量較大的地下水源。

向斜蓄水該模式打井位于向斜軸部及兩翼一帶，向斜整體構造形態保存完整，為一封閉條件較好的向斜谷地。 地表巖溶不發育 ，地形封閉 ，覆蓋層較厚，富水性差，橫向溝谷發育。大氣降水通過溶隙及小型漏斗滲入地下，由于地層主要由碎屑巖及碳酸 鹽巖裂隙構成組合，兩側均有隔水層阻隔，故地下水沿層面做順層流動，向軸部匯流，最后在河谷旁排出地表，往往在向斜軸部成井率較高，涌水量大。

巖性界線阻水在地形起伏較大的斜坡地區，受地形及巖性控 制，地下水自山體向河谷徑流，常常以河流作為最低 基準排泄面集中排泄，如果山坡地帶存在碳酸鹽巖 與碎屑巖地層巖性界線，受下部碎屑巖弱透水層阻 隔，地下水會沿界線附近出露形成泉點，并造成界線 附近強透水層中地下水位抬升，形成地下水富集塊段。在此類地區，找水打井適宜選在碳酸鹽 巖與碎屑巖分層界線附近，而不適宜在高部位的純碳酸鹽巖發育地區。

上下阻水該模式具有承壓水的特征，上、下部為弱透水層或隔水層，如關嶺組、關底組地層中泥質灰巖與砂泥巖互層發育，這些砂泥巖層位透水性差，阻隔了其上下之間的水力聯系，可作為區域上的隔水層。含水巖層在弱透水層下部，降雨從補給區沿較為發育的裂隙、孔隙、落水洞等介質通道下滲，地下水在含水層中富集，排泄區地下水位相對較淺，在自溢區溶潭或者巖溶泉也隨之發育，當鉆孔打至含水層時，地下水便噴出地表，形成自流井。該模式的關鍵在于其相對隔水層的存在，其適于在泥巖等隔 水 層 連 續 性 較 好 且 厚 度 較 大 的 地 區 實 施 推 廣。

地下河徑流帶區域內發育大面積的二疊系以及石炭系灰巖，巖層內強烈褶皺，斷裂發育，地下巖溶管道發育程度高、規模大，地下水徑流高度集中，并且地下水補給面積通常較大，徑流途徑長，巖溶大泉或地下河出口流量大。該模式地下水埋藏一般較深，地貌上以丘峰溝谷為主，地形上表現為強烈深切，河谷等排泄基準面一般地勢較低。 該模式要結合物探工作，進行巖溶主徑流帶探測，成井后一般水量較大，但是鉆井成功率相對較低，開發利用成本高，可作為儲備水源地考慮。

烏蒙山區革香河流域蓄水構造對于在干旱缺水地區尋找地下水具有重要意義，流域內五種富水成井區位，可為流域內同類型地區地下水的鉆探開發提供借鑒。革香河地下水對當地的經濟社會發展具有重要的戰略意義，尤其是在宣威市山間盆地區，應當在掌握水文地質規律的前提下，科學合理開發地下水資源，將是實現生態建設和經濟建設協調發展的一條新路徑。

作者簡介：

曹建文，中國地質大學（武漢）水文地質學博士學位，碩士生導師，中國地質科學院巖溶地質研究所巖溶水資源室主任。主要從事水文地質、巖溶地質、水資源勘查評價與研究工作。近年來，先后負責組織了各類項目20余項，是中國地質調查部門水資源水科學協調組副組長。他主編專著1部，以第一作者發表論文20余篇，獲批國家發明專利1件，實用新型專利7件，獲得省部級獎勵2項。