浅谈岩溶地区地下水的开发

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　　摘要：我国是一个水资源短缺的国家，并且水污染、水土流失、水资源浪费等现象都相当严重，然而水资源与地球生物的生存、生活和发展息息相关，没有水，地球上将不会有生物生存。当地表的水资源面临极其严峻的考验时，人们便不约而同地将目光转向对地下水的开发利用。我国岩溶分布面积排名世界第一位。本文首先简要从岩溶地下水的类型、埋藏深度和开发、应用建议等方面进行分析介绍，最后对怎样科学合理地开发应用岩溶地区地下水需要注意的事项简要说明。
　　关键词：岩溶地区；地下水类型；地下水开发；地下水应用
　　1 引言
　　 岩溶地质学方面的专家认为岩溶地区地下水的形成原理是大气所降雨水和地表原有水资源的渗入，这些渗入地表以下的水经过一段漫长的时间和一些不断发生的复杂的物理变化，最终演变为地下水。地下水作为水资源的重要组成部分，在保证居民平时生活用水、社会经济的稳步发展、生态与环境对地球生物的支撑起着至关重要的作用。岩溶地区的地下水资源比较丰富，但是要想做到合理地开发和利用，也绝非易事，首先，要了解不同岩溶地区的地下水的各个特点。
　　2 岩溶地区地下水的特点
　　2.1 岩溶地区地下水的类型
　　 根据不同岩溶地区的地形特点，即地层、含水介质、岩性等，可以大致将岩溶地区的地下水分为三大类，即岩溶水、基岩裂隙水和松散岩类空隙水。其中，对岩溶地区的地下水的开发，通常是指对岩溶水的开发利用。所以还需将岩溶水进行简单分类，以方便区分应用开发的对象。
　　2.1.1 溶洞 - 管道水
　　 溶洞管道水的分布区域主要是纯石灰含量丰富的区域，这种地下水的含水介质中占主导位置的是溶洞-管道组合，这就使得很大一部分的地下水都集中在地下水的径流部分，而且出现的形势大都为暗河状态，由于以上种种因素，进而导致溶洞管道水的水量富合度极其散乱不均，虽然流量大、流速快、拥有的势能也比较大，但对其的开发还需作出更周密的计划。另外，降雨量对溶洞管道水的水量影响十分明显:降雨量大，岩溶水量暴增；降雨量少，岩溶水量剧减。最重要的一点是溶洞管道水的破坏力极强。
　　2.1.2溶隙 - 溶洞水
　　 溶隙溶洞水的分布区域主要是在石灰岩和白云岩之间，这种地下水的含水介质以脉状溶蚀裂隙和孤立状溶洞为主，地下水的流动力条件在层流与季流之间交替徘徊，动态变化不像溶洞-管道水那样大，水流速度呈相对稳定状态，一般不受季节降雨量的影响，通常不存在破坏能力。
　　2.1.3 溶孔 - 溶隙水
　　 溶孔溶隙水的分布区域主要是在寒武系中上统娄山关群地带，以微小的溶蚀孔洞和细小的空隙为主要的含水介质。对这类地下水的开采应用时，适合对其建立集中的大型开采区，原因是溶孔溶隙水的水流状态是以层流形态呈现，故流速相对缓慢，流量更小，补给量也相当充沛，再加上水位埋藏线与其他地下水的水位埋藏线相比更浅，而且通常保持有统一的地下水面，具有平面流的特点，因此使得对溶孔溶隙地下水采集的钻探成井率得到大大的提升。
　　2.2 岩溶地下水的补给方式
　　 岩溶地下水的补给方式主要分为两大类，一是渗透补给，二是灌溉补给。
　　2.2.1渗透补给
　　 渗透补给岩溶地区地下水的来源主要是大气降雨、河水、水库水、庄家灌溉水等通过岩石的溶隙和岩石的空隙等渗透入岩溶地区地下，对其地下水资源进行补给。渗透补给岩溶地区地下水的特点是：补给来源连续、水资源流动区域分散、补给的面积非常之大，但是，渗透补给方式的速度相对较慢，补给量也不是很大。
　　2.2.2 灌溉补给
　　 与渗透补给方式相比，灌溉补给具有速度快、补给量大以及补给面积相对集中等特点。但是灌溉补给岩溶地区地下水的方式大多发生在斜坡较大的地区，特别是由于大气降雨量大而形成的坡面流和地表溪水流通过地面的竖井、落水洞等较大的孔洞直接进入岩溶地区地下，补给岩溶地区的地下水量。
　　2.3 岩溶地下水的埋藏深度
　　由于水文地质条件的相关影响，岩溶地区地下水埋藏深度有着很强的地域差异。以埋藏深度低于50m、低于100m以及介于两者之间的深度差异将岩溶地区地下水埋藏深度分为三个埋藏区--浅埋区、深埋区以及中等埋藏区。开采时，需要结合当地的岩溶地质特点先对该地区进行认真的勘测，划分好埋藏区后在进行开采，可以有效提高对此岩溶地区地下水的开发应用。
　　3 地下水水资源现状
　　时空分布不均是我国水资源的一大特点。南方水资源富含量明显多于北方，而且季节对地表水和地下水的影响也十分显著：雨季洪涝灾害频频发生，枯季干旱缺水现象十分明显。
　　4 岩溶地区地下水的合理开发和利用
　　虽然我国地下水资源比较丰富，但是仍然要遵从国家制定的关于水资源开发和可持续发展政策，对其进行合理的开发和利用。再加上岩溶地区的地质结构比较复杂，岩溶水系统又相当脆弱，气候变化和人类的活动对其影响都相当显著，因此开采计划必须经过水行政主管部门的审核批准，要将水文地质条件、地面坍塌易发生程度等多种因素统统考虑在内，对岩溶地区地下水开采量、开采层位、开采井的分布位置等也都要进行严密把关。关于开发岩溶地区地下水时使用的设备有一点要明确说明：禁止使用功率过大的抽水设备抽取岩溶地下水，原因是谨防因水位忽然降低引起地面的坍塌。
　　 岩溶地区的土壤结构比较脆弱，植被和水资源也不能协调到相对稳定的程度，因此整个岩溶地区的地下水系统也处于相当薄弱的状态。在对岩溶地区地下水开采过程中，一定要精确把握被开采地区地下水资源可以被开发利用的量，避免地下水开采量大于该岩溶地区地下水的补给量情况的发生，从而杜绝该区域的地下水水位下降。因为一旦该岩溶地区地下水水位下降至某一临界值，量变必然会促使质变，进而引发一系列生态环境方面的问题。因此，必须科学合理地对岩溶地下水进行开采利用。
　　4.1 岩溶地区地下水的保护对策
　　4.1．1 地下水的监测与监控系统
　　 在地下水采集中心设立地下水水位监测系统和地下水水质监控系统，这两大观测系统的建立是做到科学管理、合理开发及应用岩溶地区地下水的基础，同时有利于保护岩溶地区地下水资源，为日后有效应用岩溶地下水和实现岩溶地区地下水采集的可持续发展提供依据。通过监测观察岩溶地区地下水的开采情况，既可以起到对开采单位的监督作用，又可以对地下水水位、水质等进行时时刻刻的监测，当发生水位异常情况时，可在第一时间采取补救措施，避免对日后地下水的开采带来影响。
　　4.1.2 地下水的保护与修复机制
　　根据不同岩溶地区的地理特征，结合地下水的补、径、排等特点，并遵照人与自然和谐发展及可持续发展理念，针对防止地下水超采或受到污染等现象的发生制定一款有效的岩溶地区地下水的保护与修复机制，从而实现水资源的可持续利用。
　　4.1.3 地下水的管理机制
　　 关于岩溶地区地下水的长期管理机制的建立主要依赖于各级水行政管理部门，应该采取一些以法律、行政、科技、宣传等多种手段相结合的方法，通过对该地区岩溶地下水含量、质量等方面的研究，针对该地区水资源的承载能力制定出一项长期的地下水合理开采及科学应用的相关计划，并加强城市用水的管理，宣传和鼓励使用不降水和少降水。
　　5 结语
　　 岩溶地区地下水的开发和应用，要基于人与自然和谐并进、可持续发展等原则，结合各个岩溶地区的地质特点合理开发。目前我国很多省市在开采应用岩溶地区地下水方面已经取得良好成果，不仅缓解了居民日常用水紧张的现象，还使一些干旱地区的土地得以水源灌溉，大大提升了农作物产量，粮食大丰收，农业产值得到大幅度提升。
　　 近年来，我国的科研领域连连取得可喜成果，已经具备足够的开采技术和开采条件。对于一些地表水资源短缺、地下水资源丰富的岩溶地区，应及时制定合理的开采计划和利用方案，对其进行科学开采，避免大量开发潜力大的优质岩溶地下水白白浪费。
　　参考文献：
　　[1]陈文兵.岩溶多重介质环境与岩溶地下水系统[M].北京：化学工业出版社，2010.1
　　[2]冯崇武.岩溶地区地下水的开发利用[J].云南水力发电，2008（2），32-36
　　[3]吴志雄.物探方法在岩溶地区地下水勘查中的应用[J].工程勘察，2009（5），22-23
　　[4]刘长礼.中国主要岩溶地区地下水系统及其生态水文特性[J].地质学报，2008(7),45-57

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