暗河开发利用条件评述

如题所述

西南岩溶石山地区已初步调查暗河3066条。这些暗河的开发利用条件、利用价值和用途,明显受到所处岩溶地质环境条件,特别是岩溶地貌的控制,同时还受到当地经济社会发展水平,需求状况的影响。地形较平缓的峰丛洼地、溶丘槽谷区,暗河一般埋深较浅,水与土地、民居之间的距离较小,比较容易发挥岩溶水开发利用条件方面的优势,采用引、提、堵、蓄等工程措施,开发提供生产生活用水。但这样的地区,由于流域地形高差较小,波状起伏,流域边界的封闭状态和隔水性能差,适宜建设较大容量水库的地质条件比较难寻。地形陡峻的岩溶峡谷区,特别是云贵高原,水土不配套的现象非常突出。在各级岩溶高原面或夷平面上,地形一般较为平缓、开阔,土地连片分布,城镇村庄密集。各大江河及其支流所构成的地表水文网,随着上新世以来地壳的强烈抬升而深深地切入各级岩溶高原面或夷平面之下,形成陡峻的河谷,谷底水资源集中,而土地零星分布,人口稀少,其谷底与各级高原面或夷平面的高差巨大。大型的暗河集中径流通道和出口,往往发育于河谷底部,开发利用这些暗河作为供水水源,岩溶水的优势已基本丧失,其经济效益在目前一般是难于接受的[1]。但这样的地貌类型区,暗河流量和落差很大,暗河流域边界除排泄区外,大部分与地表分水岭一致,建库条件较好,有利于建设水电工程。因此,在实践当中,不同的岩溶地质环境条件下,暗河开发的用途是不同的,技术方案及经济效益也是不同的。为了深入准确地研究和总结有效的暗河开发利用技术方案及经验,指导暗河的开发实践。作者进一步对暗河水源地进行归类,分别对发育于岩溶山间河谷、岩溶峰洼(谷)地、岩溶盆地三类基本的岩溶地质环境单元内的暗河,进行典型暗河开发利用条件、技术方案及经验的研究和总结。

岩溶山间河谷区的暗河,是指暗河流域分布于深切河谷河床至分水岭的谷坡地带,暗河下段集中径流通道和出口发育于谷底的暗河。占暗河总数的大约60%。该类暗河岩溶含水层组多呈片状、带状沿岭坡分布,多为单斜或褶皱型构造背景。岩溶发育极不均一,暗河规模大,岩溶水顺坡向快速径流,具有强大的势能,主要集中在谷底溶洞出口排泄。暗河系统储存调节能力弱,水位流量季节变化剧烈。这类暗河的开发利用价值,由其所处的地质环境和水土资源之间的关系所决定,主要在于其水流所具有的巨大水能资源,以及建成高水位地下水库的边界及储水空间条件。对于边界封闭条件较完好,岩溶水排泄通道集中,渗漏范围有限,出口段谷坡岩体稳定的这类暗河,适宜通过流域调查论证和工程地质勘察,采取洞内潜坝和防渗帷幔灌浆技术方案,建设岩溶地下水库,堵蓄暗河径流,壅高水位,通过坝后电站、地表河流上的梯级电站发电,开发利用暗河水能资源,其季节性调峰的综合效益显著。对于大多数不具备修建地下水库的这类暗河,一般随着所在河流的梯级电站建设,其出口往往被地表库水所淹没,暗河水流成为地表径流的补给源。如:滇东北的横江、滇东南的盘龙河上,水电站建设突飞猛进,紧密相连的多级电站,将沿河谷底出露的暗河出口淹没殆尽。但在西南“三江”地区,由于地壳的上升速度远远大于岩溶发育速度,加之岩溶含水层与非岩溶相对隔水层在垂向上的相间分布。因此,常形成分布于岭坡之上,底部为碎屑岩层、火成岩体、岩溶发育微弱的碳酸盐岩组等相对隔水层(体)悬托的暗河系统,其分布高程高于谷(盆)底地面。因其多处在干旱缺水的山岭之上,开发利用价值大,是解决岩溶山区人畜饮水困难的重要水源。这种暗河系统储存量有限,允许开采量主要为径流量,开采方式主要是截引暗河水流,对储存量较大的暗河系统,也可适量布井开采。

岩溶峰洼(谷)地区的暗河,是指发育于岩溶峰丛、峰林、丘陵与岩溶洼地、谷地相间分布区,暗河集中径流通道和出口主要发育于洼地、谷地底部的暗河,占暗河总数的大约30%。该类暗河多为单斜或平缓褶皱型构造背景,岩溶发育极不均一,沿暗河落水洞、天窗、溶井、脚洞较发育,岩溶水主要通过这些通道获得补给。由于地形基面起伏不大,岩溶发育深度较浅,暗河洞管往往发育密度大而规模较小,径流途径短,明流和伏流交替频繁,水位埋深浅,暗河系统储存调节能力弱,水位流量季节变化剧烈,岩溶水流以快速流为主,但水力坡度相对较小,在洼地、谷地底部形成排泄口。这类暗河分布区比较容易通过天窗、落水洞探测到地下暗河径流,且埋深大多数在几十米内,这些岩溶水露头点,往往与洼地、谷地中及垄岗、台地上呈斑块状、带状的土地分布相一致,与村镇的分布也比较近。因此,这类暗河的开发利用价值,主要是提供生产生活用水。适宜通过调查评价和试验、观测,按照多方式、多源取水,综合利用的开发原则,采用小型为主的引、提、堵、蓄技术方案,通过暗河天然出露通道,开发利用岩溶水,旱季抗旱保苗的综合效益显著。

岩溶盆地区的暗河,是指发育于岩溶山地向盆地底部平坝、岩溶平原的过渡地带,暗河流域分布于裸露型岩溶山区,暗河集中径流通道和出口发育于山地边缘土石分界线附近或山麓沟谷内的暗河,占暗河总数的大约10%。该类暗河多为断块型构造背景,岩溶含水层组从山区至平原区由裸露转变为覆盖或埋藏型,裸露岩溶山区为岩溶水的主要补给、径流区,岩溶发育极不均一,岩溶水流快急,储存调节能力较弱,水位流量季节变化较剧烈。在山地与平原的转折带附近,由于平原区的相对沉降,沉积了较厚的弱透水岩土层,构成了隔水边界,使暗河水流大部分在山缘土石分界线附近溢出地表,形成集中排泄口,剩余部分向深部渗流。或者,由于隔水层(体)、阻水断层、岩溶弱发育带的阻滞,在山麓沟谷内较高的位置上形成暗河出口。在这类暗河出口下游,平原区耕地集中、人口密集、经济发达,是主要的需水区。因此,这类暗河的开发价值,主要是提供生产生活用水。对于暗河出口附近为谷地、洼地等地貌,具备建设地表—地下水库条件的暗河,适宜通过流域调查论证、枢纽区工程地质勘察,采用水利工程技术、灌浆防渗技术,建设地表—地下水库,利用地表和地下库容调蓄暗河径流,提高暗河水资源的利用率。对于无建库条件的暗河,则宜采用引、提的技术方案,开发利用暗河水资源。此外,还可利用山区建库条件较好的洼地、盲谷,在详细勘察试验的基础上,采用高压防渗帷幔灌浆、防渗墙等技术,堵截暗河伏流入口或落水洞,建设无坝水库,调蓄地表、地下径流,利用山区与平原区的高差,实现自流供水。在滇中滇东台背斜台褶带山原盆地区,这类暗河基本都得到了不同程度的开发,这类暗河的开发前景主要是在有条件的地区,尽可能多建调蓄水库,提高对暗河水流的调控和利用率[2][3]

本书暗河开发研究选择了滇东南的邱北六郎洞、文山白石岩、广南珠琳苏都库、西畴西洒、蒙自五里冲以及滇东曲靖水城等发育于三类岩溶地质环境中的6条典型暗河(图4-1),对其开发技术条件进行剖析,分析总结其成功的经验。

图4-1 云南省典型暗河开发工程位置图

1—省会所在地;2—州市政府所在地;3—暗河开发工程及编号;①六郎洞;②白石岩;③苏都库;④西洒;⑤水城;⑥五里冲

邱北六郎洞、文山白石岩暗河发育于岩溶山间河谷区,暗河埋藏深,规模、流量较大,主流水力坡度较大,暗河流域内天窗、竖井较发育,出口处为碎屑岩隔水层,边界封闭条件较好,开发工程是在暗河出口段内建坝截流形成地下水库,以发电为主兼顾灌溉和人畜饮水;广南珠琳苏都库、西畴西洒暗河,发育于岩溶峰洼(谷)地区,暗河埋藏浅,规模、流量较小,主流水力坡度较小,暗河流域内有天窗、竖井、溶潭发育,开发工程是利用暗河天窗截流或提水,解决分散村民用水困难;蒙自五里冲、曲靖水城暗河,发育于岩溶盆地区,处于盆地边缘。蒙自五里冲开发工程是在盲谷未端堵塞落水洞形成无坝水库,曲靖水城暗河开发工程是在暗河下游建坝截流形成地表—地下联合水库,集中供给盆地内工农业生产生活用水。

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
相似回答