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实****时间:2012年12月02日
一、调查区域概况
一)地理位置:
1、地理单元:川东平行岭谷华蓥山山系缙云山中段
2、行政区:重庆市沙坪坝区青木关镇、凤凰镇、北碚歇马镇交界处。
3、经纬度位置:北纬29°40,40〃~29°46,30〃,东经106°17,10〃~106°19,46〃
二)地质地貌特征:
缙云山为背斜山地,走向近似于南北向,在青木关被水流作用侵蚀后形成溶蚀洼地。缙云山在此区山岭高位600-700m,洼地为30m左右。
1、地质特征:构造上地处川东平行岭谷区华蓥山帚状褶皱束温塘峡背斜中段,属隔挡式地质构造。背斜轴部出露地层为三叠系下统嘉陵江组薄至中厚层块状岩溶角砾岩、灰岩夹白云质灰岩,岩层厚度为700-800m之间;两翼为三叠系中统雷口坡组中厚层块状白云岩及白云质灰岩和三叠系上统须家河组砂页岩并夹有薄煤系,出露面积大,上面覆盖着大量的马尾松。背斜轴部的嘉陵江组上部的岩溶角砾岩极易溶蚀,在岩溶水长期溶蚀下沿背斜轴部发育了一系列大大小小的串珠状洼地,形成“一槽”。另外,轴部的碳酸岩盐地层中还发育有压扭性断层,主断层走向与背斜一致,在岩溶水溶蚀作用下形成众多NE向、NW向剪裂隙和纵向、横向张裂隙,形成断裂带。背斜东西两翼为压性断裂破碎带,形成“二岭”,东翼较陡,倾角达60一80°,西翼较缓,倾角为30一50°。
2、地貌特征:地势总体表现为北高南低,最北端高约620m,最南端高约320m。由于特定的地质条件影响,呈现“一山二岭一槽”式的典型岩溶槽谷景观,槽谷呈狭长带状,槽谷区有很多落水洞,并有一条从北向南的地下河,此河长度为11公里。地下河在青木关处被截断,形成了两个出口,北边的出口叫做江家溶洞,南边出口为丁家溶洞。
三)降水和气候条件:
1、降水条件:研究区多年平均降水量为1250mm,雨量充沛,主要集中在4-10月,特别是6-8月,6、7月份的降水量占全年的50%以上,是区内地表河和地下河的丰水期;11-3月降水量特别少,大概只占全年的15%左右。降水量随海拔增高而增多,时空分配不均。多暴雨,受青藏高压和副热高压的影响,
7、8月份常出现30--50天的干旱。
2、气候条件:位于亚热带湿润季风性湿润气候区,具有春早、夏长、秋短、冬迟四季分明的特点,常出现高温、湿热和暴雨天气,秋季细雨绵绵,冬季日照少、多云雾、无霜期长、冰雪少。其多年平均气温为18°C,1月平均气温为5°C,7月平均气温为27C,极端最高温为43C,极端最低温为-。
四)植被条件:
1、土壤条件:由于受气候条件影响,区内典型土壤以砖红色土壤为主,由于地带性差异,区内还发育的地带性土壤黄壤和非地带性土壤,石灰土也比较典型,石灰土土层较薄小于lm,洼地中分部水稻土且土层较厚,为1-2m,土被分布不连续。
2、植被状况:由于该地的气候和土壤条件的影响,植被主要以适应酸性土壤生长条件的的马尾松和亚热带常绿阔叶林、灌木丛为主,为旱生、喜钙型,覆盖率高,达60%左右,水土保持良好。
五)人类活动:
研究区属于典型的岩溶槽谷,流域面积较小。区域内人口较少,主要分布在槽谷洼两侧延流域条带装分布。人类活动以农业活动为主。工业活动较少,在中下游有采石场,上世纪中期有小规模的煤矿开采。土地利用类型主要为林地,,占流域面积82%左右;水田主要集中在流域上游的甘家槽洼地,,占流域面积6%左右;旱地主要分布在上中游的洼地内或其边缘的坡地上,,占流域面积的28%左右。
二、青木关区地下水的类型及特征
一)砂岩裂隙水:
大家从车上下来之后从东向西走,来到我们实****中的第一站砂岩风化裂隙水井,此水井位于青木关东部的砂岩地区,为潜水,井深约4米,直径约1米,井内储水量较低,从经边缘修葺的苍老石阶和原始造法可知此井历史也历经久远。从地貌方面看,我们可以判断该处位于缙云山背斜的一翼上,为构造上的背斜拉张裂隙,山上种有马尾松,因此我们可以判断出此处土质为酸性。从地质方面看,该地区地下水发育于须家河组砂岩区,岩层在构造运动中发生岩层的挤压形成褶皱地形,经过外力的强烈风化作用下形成风化裂隙,在裂隙和裂隙以下的地层之间形成相对的隔水层,从而形成风化裂隙水。由于岩层中的水沿着岩层接近水平流动而裂隙是垂直向的,所以该地区地下水的补给较充足且稳定,因此裂隙水井水量全年来讲比较稳定,随降水变化不明显,但随季节变化变化显著(冬多夏少)。
根据调查,此处没有排水沟,因此我们可以判断出裂隙的连通不好。此处砂岩裂隙水的水质清澈,水温暖和,离子含量较多,因此在很长的一段时间里当地大多数居民的生活用水大都来源于此。另一方面地下水在沙质岩中层层过滤使该处的地下水水质相对其他裂隙水水质较好,但在地下水在岩层运动过程中发生物理化学性质的变化,出露水变成酸性,更合适用来点豆腐,做出的豆腐鲜滑爽口,成为远近闻名的井水豆花,但因此却不适合做稀饭。
二)断层温泉水(共有5处):
1、青木溪骝公桥处温泉水:继续向西走,第一个拐角处向左走,我们就会看见青木溪和骝公桥。骝公桥是座古桥,上面铺有石板路。在骝公桥附近有温泉水,此处由于断裂破碎带,地下水沿断层下降,再在地下加热升温承压上升出露,在此形成温泉(上升泉)出口。该温泉出水量大,水温偏低,属低温温泉31°C左右),但相比于气温较高。但由于附近学校用水,将此处温泉水抽走,所以我们这次来并没有看到温泉水,但根据老师的讲解,此处在去年还是有水的。出露的温泉水流入青木溪。因为青木溪正处断裂破碎带上,在其两侧出露的温泉也比较多,故流量相对较大,但由于我们去时为枯水期,所以水量不是很大。此处矿物成分中含硫(S)较多,水质也比较浑浊,呈黑褐色,附近居民在此处将泉水蓄积起来浆洗衣服等,而大量的污水被排到青木溪中,造成此处溪水污染严重。在这里,我们还计算了青木溪的大概流量:
在青木溪上选取了一个截面,,,,。因此我们可由Q=FV得出,。
2、青木关温泉(商用):此处也为构造裂隙水,但水温高于骝公桥处的泉水,温泉水水温在35C左右,主要原因是其为管道抽水,且抽水的地方比较深。温泉水水体淡黄,较浑浊,据考证是含硫较多的缘故。由于是商业性质的泉水,其监测数据不准,参考价值不高。
3、田埂边的泉眼:该地区形成于观音峡核部地区,断裂带与河流走向一致,为东西走向,温泉在断裂带上呈带状分布,埋藏在地下约500m处。由断裂带上形成的裂隙水也叫上升泉,泉水涌到地表时温度降低,全年水温差异约1-2C。在田间地坎下的这处温泉,水汽明显比上几处的泉水少了几分雾气,而且水量较少,水质也不是很好,水底有不少的沉淀物;这些与该处的构造活动和石灰岩构造有关,并且处于地下水的下游段,由于长期的冲蚀,形成浅槽形地形。周围被废弃农作物覆盖,环境比较差,但泉水还是比较清的。同时当出水处被堵塞时,此处地下水可以在断裂面的其他区域流出,地下水可以在断裂带转移。
4、青木溪上游泉眼:青木溪上游距骝公桥约500m处的一个泉眼,该泉眼同样位于断裂带上,地下水沿断层下降,再在地下加热升温承压上升出露,受静水压力在此形成的温泉出口,为上升泉。但由于与外界的交换较少,所以此处泉水的温度要比骝公桥处的泉眼的高。河道里主要的污物为天然沉积物,而没有过多的重金属,因此水质比较好。但由于青木溪污染较严重,所以此处如不加以治理,可能会影响温泉水质。
5、青木溪上游另一泉眼:此泉眼在上一个泉眼旁边,但由于出水口被堵塞,今年并没有出水。但并不是从此都不会再出水了,过段时间后当别的出水口被堵塞,此出水口的堆积物慢慢散去,会开始重新出水。
三)岩溶地下水:
1、袁家溶洞:该地区位于南北走向的温塘峡背斜的翼部,由于该地区出露
大量的石灰岩裂隙,经过流水的侵蚀作用,使得裂隙逐渐变大,最终形成漏水洞,流入地下溶洞-袁家溶洞。在几年前,由于周边建筑房屋,在采石爆破的时候,无意中让这个溶洞暴露在人民的面前,在洞中可以看到一条由北向南流的天然地下河——青木关地下河。这个地下河源于缙云山甘家槽,形成于北碚歇马镇釜头村,全长为12km,给水面积为25km由于岩溶水和地表水相通,使得岩溶水
矿化度较小,电导率很小,可做生活用水。岩溶水是存在于可溶性岩层的溶蚀裂隙和洞穴中的地下水,所以该河易受降水补给的影响,动态变化极不稳定,随降水变化很大,流量最大时约有7个流量,最小时流量等于0,夏天丰水期时流水可以没过洞口。因此这个地下河基本无利用,而人们生活用水却要从嘉陵江瓷器口处往来抽。在河底未发现有鹅卵石的存在,只有一些淤泥,故可判断该河的流速较慢,不具备搬运较大碎石的水动力条件。在洞顶有许多的落水洞,这表明:地表水是通过落水洞转化为地下水的,同时也表面地下水和地表水的交换密切,地下水受降水等条件影响特别大。洞内流经相对静止的岩溶水,重碳酸钙型的岩溶水虽清但水底看不到一丝生物,呈暗黄色;洞内发育大量的棕黑色石钟乳(由于溶洞的对外开放,使得原来白色的钟乳石和空气中的气体发生化学反应,同时植被的破坏使得大量泥沙随着流水覆盖在钟乳石表面,最终形成棕黑色石钟乳),溶洞内大量的石块崩塌使地面起伏不平,所以该溶洞没有发现石笋。长期受风化侵蚀,整个洞内岩石节理显著,破碎也比较严重,还有一部分岩层内的小背斜。
2、江家龙洞:位于袁家溶洞南500m处,该溶洞为北段地下河的出口,洞口较小,只能看到一个出水口,水慢慢的从地里冒出来水质比较好,清澈见底,温度在15°左右;其埋藏位置较浅,矿化度小,水量随季节的变化大。在这条一米宽的人工河道岸边,有两座水文站,主要用于观测其化学元素及水位的变化。根据以往据资料记载,站江家龙洞出水量最高时水位有两米左右(渠宽1米高近2米),而且其源头离此地有几十公里;此外,此测站也用于地下水水质的检测,数据一般是一个星期统计一次,为我们研究这里的地下水流量做好准备。
三、地下水的开发利用
一)开发利用现状:
1、利用现状:对于此地区来说地下水的开发利用率相对于较低,人们对地下水的利用大多数处于最原始的状态。总体上存在循环重复利用率、环保排放率和高层次利用率几乎为零的问题。砂岩裂隙水主要作为生活用水,但随着自来水进入了当地居民家中,裂隙井也用的越来越少;该处温泉多为低温温泉,且规模较小,加之距离镇中心较近,开发利用场地不足,故没有得到充分的开发利用,只是当地居民用来洗衣服,并开办了一个小型的休闲游泳池;岩溶地下水只是有少许管道输到外面供洗东西用。
2、污染情况:当地地下水污染较严重。这里生活污水、废弃物、工业废水废渣等乱排乱扔,虽然已投入大量资金建立了排水管道,但任有部分后建立的家庭,工厂排水管道直接排入青木溪,导致整个流域内的水体水质不容乐观,就连深井内的地下水也开始受到轻微的影响。
二)建议与意见:
1、青木关镇政府应加以重视与高校的合作,尤其是与其临近的西南大学,重庆大学等,遵循科学规律,运用科学知识,来积极地探索整治地下水的良方。
2、政府应大力宣传水污染对人类的危害,加强居民特别是青少年有关水资源方面的教育,从人类活动的角度去减少污染问题,避免不正确的污水处理方式的再次发生。
3、政府应该加强对工厂的治理措施,减少工业三废的排放量,且应对当地产业结构进行调整,合理调整工业布局。
4、政府应采取相应的惩罚措施,来加强人们的保护环境与水资源的理念。
四、小结
在本次野外地下水实践中,我们主要是对三种地下水(砂岩裂隙水、断层温泉水和容颜地下水)进行分析与观察,在此学****过程中运用理论知识来解决实际问题,紧密的将理论与实践结合起来。且在研究科学的过程中,要发挥地理科学的综合性作用,使地质、地貌、水温等各个学科紧密的联系起来,不能单一的进行观察和学****观察人地之间的关系,从而得出环境的变化与人类生产生活之间的关系。