关于喀斯特地区干旱问题的探讨

　　摘要：喀斯特地貌地区水容易下渗，地表蓄水性能弱 ，容易造成地表干旱，因此，比周边地区更容易形成干旱灾害。本文针对西南地区2009年大旱暴露出该区严重的工程性缺水这一严峻现实，提出应站在实现人民脱贫致富与恢复生态环境的区域经济社会总体发展战略的高度，加强岩溶地区地下水利用的建议，尤其是应考虑建立岩溶地下水备用水源地及其应急供水保障系统，以应对特大干旱灾害。

　　关键词：地下水；干旱；探讨

　　Abstract: The karst landform areas to water infiltration, surface water storage weak performance, easy to cause the surface drought, therefore, more likely to form than the surrounding areas of drought disaster. This article in view of the southwest 2009 exposed the severe drought during the serious GongChengXing water shortage this severe reality, proposed that we should stand in the realization of the rich people out of poverty and recovery of ecological environment of the regional economy society general development strategy height, strengthen the suggestion of groundwater in karst region, especially should consider creating karst groundwater water source and its spare for the emergency water supply security system, in order to deal with droughts disaster.

　　Keywords: groundwater; Drought; explore

　　中图分类号：U416.1+61   文献标识码：A    文章编号：

　　一、西南地区岩溶地下水的类型与分布规律

　　西南地区的岩溶以贵州高原为中心，包括了贵州、广西、云南、湖南、广东、湖北、四川和重庆等8 个省(自治区、直辖市)，岩溶面积共计78万km?，聚居有46个少数民族，总人口约1亿多人，岩溶地层以泥盆系、二叠系及中下三叠系碳酸盐岩为主，总厚度可达（3 000～10000）m。由于气候湿热、降水丰沛，岩溶作用强烈，溶孔、溶隙、溶洞及暗河水系十分发育，岩溶地区地表水常漏失为岩溶地下水，地表水则主要分布在深切的河谷地区，而居民地和土地分布在岩溶高原面，形成水土资源不相配套的现象，尤其是云贵高原，岩溶水也就自然而然地成为了西南地区生产、生活的主要用水水源之一。

　　岩溶水按岩溶发育特点可以划分为溶洞管道水、裂隙溶洞水和裂隙孔洞水。溶洞管道水以树枝状或单枝状的地下河系为代表，广泛地分布在滇东、黔南、黔西、桂中和桂西等地区；裂隙溶洞水多以岩溶大泉、岩溶潭（湖）等形式为表征；裂隙孔洞水又是以小规模泉、泉群为主要排泄方式，少见地下河。

　　岩溶水按地貌形态可以划分为峰林平原型、河谷深切型和溶蚀高原型三种。峰林平原型主要分布在广西盆地和云贵高原向广西低山丘陵过渡地带，是我国岩溶发育最强烈、岩溶水最丰富的地区，地貌以峰丛洼地、峰林谷地、峰林平原为主；河谷深切型岩溶水主要分布在贵州的高山峡谷地区，是我国岩溶强烈发育地区之一， 地貌上以山垄脊槽谷、丘陵洼地、峰丛洼地和季节性河流与短途伏流发育；溶蚀高原型主要分布在云南东部和贵州西部地区，地貌以峰丛洼地和断陷盆地、石林和石芽等为主要特征。

　　除以上三种外，云贵高原上还分布着裸露型岩溶水。这种类型的岩溶水基本分布在侵蚀基准面以上，并以泉和暗河的形式向外排泄，又可划分为两个亚类：①表层岩溶水系统，一般表现为局部的、分散的表层泉，汇水面积小，但数量多，不少是季节性泉。对严重缺水的广大石山地区而言，开发利用表层泉，对解决广大农村的用水和改善人民生活水平，具有重要意义，表层岩溶泉大部分属风化裂隙带下降泉，风化带的厚度一般为（2～30） m，其中（2～10 ）m 最为发育。②浅层岩溶水系统，主要由溶隙、溶洞及管道等多介质构成的暗河系统。在石山地区一般埋藏深度在（50～300） m 不等，汇水面积大，流量也比较大，大部分在河谷排出，是西南岩溶地区生产和生活用水的主要水源。覆盖型浅层岩溶水系统一般在岩溶含水层之上，覆盖在（10～30）m厚和第四系潜水含水层之间，两者存在密切的水力联系。岩溶含水层一般岩溶化程度高，常构成网状溶隙系统，补给条件好，富水性强，具有较高的开发价值，是城镇供水的重要供水水源，主要分布在广西地区。埋藏型深层岩溶水系统常分布在中新生界断陷盆地内，岩溶含水层埋藏在相对隔水的第三系或白垩系之下，其厚度一般为（100～500）m，地区差异很大。如果厚度大于500 m，则不利于开采，而且水质可能变坏，或温度升高为热水。例如四川盆地白垩、侏罗系之下的三叠系水深部岩溶水，基本上以盐卤水为主，所以，深埋型岩溶水补给条件和开采条件受到一定的限制，开发利用程度也就很低。

　　二、岩溶地区地下水资源的开发利用现状

　　1.岩溶地区水资源特点

　　西南地区平均年降水量在1100mm 以上，水资源总量丰富，但由于所处的自然条件特殊，造成水资源时空分布十分不均匀，可利用的水资源不足。原因在于：①地形陡峭、切割深、高差大、岩溶发育、土层薄、植被少、水涵养能力低，导致山区地表水缺乏，地下水深埋、水资源开发利用难度大；②降水主要分布在（5-9 ）月，占全年降水的（60%～70%），常形成夏季洪涝、冬春干旱；③地理条件特殊，土地和居民零散分布，无条件建设大、中型水利工程，造成工程性缺水。

　　以贵州省为例，水资源较为丰富，人均水资源量为2915 m3，高于全国平均水平，但由于地貌条件限制，山高水低，开发难度大，因此，现状条件下水资源可利用量仅为161.88亿m?，只占水资源总量的15.2％。

　　2.岩溶地下水开发利用状况

　　岩溶水是岩溶区主要的供水水源，在旱季甚至是唯一水源。我国西南地区岩溶水资源十分丰富， 尤其是云南和贵州，岩溶水资源占主要地位，可开采资源量分别为99.49 亿m?/a 和88.84 亿m?/a。

　　在欧洲，超过50%的饮用水是由岩溶地下水供给的。在我国西南地区，受自然地理和社会经济条件限制，目前的地下水开发程度还很低。西南岩溶地下水资源的允许开采量为615.7 亿m?/a，现已开采98.32 亿m?/a，仅占允许开采量的16%，开发潜力还很大。贵州省水资源量丰富，但开发利用率不高，2000 年供水能力为82.6 亿m?，仅占全省水资源总量1 062 亿m? 的7.78％。

　　三、岩溶地区地下水开发模式与干旱应对

　　1岩溶地区干旱缺水和生态脆弱的原因

　　西南岩溶山区由于"地高水低""雨多地漏""石多土少""土薄易旱"等原因，湿热气候下出现特有的"岩溶干旱缺水"。论其缺水性质当属"工程型"缺水。岩溶山区土少地薄、保水能力差，耕作粗放，因此粮食产量偏低。在这些自然环境十分脆弱的岩溶区，人口迅速增长以及毁林开荒进一步加剧了水土流失和石漠化过程， 使生态环境产生恶性循环。因此，选取适宜的岩溶山区水资源开发利用模式， 协调水土资源开发与生态保护， 成为岩溶缺水地区可持续发展的一个关键。

　　2.岩溶地下水的开发利用模式

　　岩溶地下水具有补给径流快、水位埋深大、季节动态变化剧烈、富水规律复杂等特点。根据岩溶山区三水转化规律、水资源形成过程、土地资源分布及经济社会情况，按照因地制宜、因土制宜、因水制宜及因需制宜原则，应采用以小微型为主的水资源开发利用模式，实施分散拦蓄、分散供水，以化整为零方式解决岩溶山区整体性的干旱缺水。同时，在自然环境条件具备时， 以建地下水库等方式集中开发地下水资源，在为居民提供优质饮用水的同时，提高农业灌溉水平，发展经济作物。采取生态移民方式，通过居民的城镇化和退耕还林、退牧还草等措施，逐步恢复岩溶山区的生态环境。

　　①分散供水方式。包括集雨工程、集流工程、提水工程和水井工程等。西南地区3种典型的分散供水方式见表1。

　　表1 西南岩溶山区分散供水方式对比

　　②集中供水开发方式。在地形、地质条件有利的地下暗河发育地区，可以建地下水库，或井群开采，集中供水。在滇黔桂等地区有众多成功例子， 取得了良好的社会和经济效益。

　　例如，云南实施的小江流域的岩溶水开发工程、贵州实施的大小井地下河系统开发工程和道真县上坝地下河系统、广西实施的刁江流域丁洞打井工程和三只羊表层岩溶泉水开发工程、湖南实施的石期河与新田河流域地下河开发工程等。

　　需要强调的是，对于完整的地下暗河系统，其开发方式是有区别的。岩溶区的地下水埋深变化规律与平原第四系地区地下水的分布不同，一般下游的地下水埋深大，上游地区处在外围岩溶补给-径流区，受地形和地层与构造条件控制，局部发育有岩溶泉，可以采用"拦、蓄"的方式进行开发利用，在有蓄水构造条件的地区，地下水埋深小于50 m 时可采用打水井的方式开采；中游地区地下河明暗交替，多为峰丛洼地，耕地集中，地下水埋深浅，适合建暗河地下水水源地， 以凿井开采饱水带富水段为主，与暗河和泉流引、提、堵等结合方式开发；下游处于深切河谷岸坡地带，为典型的峰丛洼地，人口耕地分散，地下水埋深大，一般为（100~300） m，开发难度大，主要通过水窖、水柜、山塘等"三小工程"开发表层岩溶水资源。由于地下水埋深大、提水成本高、成井风险大，不适合打深井来开采岩溶地下水。在下游的暗河出口地带，主要是梯级筑坝建库，建设梯级电站，开发丰富的水能资源。

　　四、岩溶水开发利用中存在的主要问题

　　有人认为，抗旱救灾不能过分依靠水利工程，开采地下水会引起生态环境问题。实际上，岩溶地区生态植被主要依赖的是降水而不是地下水（因为地下水埋深大）。这与降水稀少的西北干旱区情况不同，西北干旱区的湿地植被依赖地下水生存。目前，岩溶水开发主要问题是岩溶塌陷和地下水污染问题。

　　①地下水超采引起的岩溶塌陷问题。岩溶塌陷主要分布在覆盖型岩溶区，包括广西中部的平原区和西部的峰丛洼地，分布范围大。另外，贵州的六盘水市也有岩溶塌陷。岩溶塌陷

　　主要是过量开采地下水造成的。

　　②城市地区和采矿引起的地下水污染问题。西南岩溶区地表渗漏严重，工业废水、废渣以及生活污水的排放及农药化肥极易流失渗入，使地下水受到不同程度的污染。如六盘水市的水城钢铁厂排出的污水中含有大量的酚，渗入地下后导致水城盆地8 km?范围内的地下水含酚量超过饮用水标准的3260倍，其含量达6.52 mg ／ L；广西桂林和柳州也有局部的酚严重污染；贵阳市岩溶水中发现铅、汞、氰等污染，安顺有汞、氰等污染。

　　五、结语

　　①2009年西南大旱所暴露出的工程性缺水问题严重，而加强岩溶地下水利用无疑是解决岩溶地区干旱缺水问题的一个重要方向。以建地下水库等方式集中开发岩溶地下水资源，通过生态移民与城镇化发展，逐步实现封山育林和恢复生态环境。

　　②采用以微小型为主的水资源开发利用模式，实施分散拦蓄、分散供水，以化整为零方式解决岩溶地山整体性的干旱缺水。

　　③对于完整的地下暗河系统，在上、中、下游开发方式是有区别的，尤其是在下游地区， 一般不适合打井，初提出以下建议：

　　①西南岩溶地下水具有许多优势，岩溶大泉和地下河水量大而稳定，水质好。尤其是地下暗河的开发，不占用耕地，不需要移民，同地表水联合开发可进一步提高水资源的利用效益。建议站在实现岩溶区人民脱贫致富与恢复生态环境的区域经济社会总体发展战略的高度，加强岩溶地下水的利用，尽快在系统调查和科学分析论证基础上，着手建立本地区应对特大干旱灾害的地下水备用水源地和应急供水保障系统开展规划。

　　②岩溶水成井条件复杂，需要充分的前期勘探工作。在应急抗旱过程中，存在打井和地面配套引蓄水工程同时开展的情况不到位，结果钻井失败，导致了地面工程投入的浪费。建议增加岩溶地区勘察工作力度，调查岩溶地区地下水形成、转换和富集规律，提高成井率。应充分利用本次特大干旱应急期间完成的生产井，后续补充抽水试验和水资源评价工作，为进一步开发利用岩溶水资源提供基础资料和经验。

　　③加强岩溶地下水的动态监测，尤其是对居民点附近开采井的监测，特别注意对农业灌溉用的大规模开采井的地面塌陷等开展监测工作，确保居民安全。

　　④目前有关岩溶地下水开发利用情况的数据还十分缺乏，建议尽快开展系统的调查统计，为区域或流域岩溶地下水的开发提供科学依据。

　　参考文献：

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　　[2] 王明章． 贵州省岩溶地下水资源及其开发利用[M]//中国西南地区岩溶地下水资源开发与利用．北京：地质出版社，2006．

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