岩溶地区水文地质环境地质综合调查工程进展

岩溶地区水文地质环境地质综合调查工程进展

徐小婷于乐

山东正元地质资源勘查有限责任公司山东济南250001

摘要：我国幅员辽阔，地大物博，地质种类也多种多样，而我国岩溶地区由于特殊的环境背景，在自然状态或人类活动影响下常遇到（或产生）各种各样的地质环境和水文生态问题。我国岩溶地区面积广、类型多，这些问题已不同程度地影响了当地经济和社会的发展。本文对岩溶地区水文地质环境地质条件特点以及当前水文地质环境调查技术特点等进行了研究，对当前岩溶分布地区水文地质环境调查成果进行了整合，从而为今后水文地质环境调查工作打下了坚实的基础。

关键词：岩溶地区；水文地质环境；地质综合调查

引言

我国南方岩溶区分布面积约346万km2，超过了全国陆地面积的三分之一。岩溶地区赋存有丰富的水资源、油气资源、矿产资源和旅游资源，但由于岩溶发育的复杂性，这些宝贵的资源并没有得到有效利用，而且干旱缺水、石漠化、地下水污染等生态环境问题突出，严重制约了区域社会经济的可持续发展，使许多岩溶地区成为全国最贫困的地区之一。促进岩溶地区的经济发展、生态文明建设和脱贫攻坚，亟需查明岩溶地区的水文地质和环境地质条件，为资源的有效开发利用提供依据，为严重缺水区居民生活和经济发展提供水资源保障，为生态环境治理和保护提供技术支撑。因此，开展岩溶地区水文地质环境地质综合调查具有十分重要的意义。

1岩溶石山地区地质环境问题的重要性

1.1石漠化

由于可溶性碳酸盐岩造壤能力很低，新生代大幅度抬升以及岩溶作用造成的地表、地下双层结构，形成“土在楼上、水在楼下”的基本国土资源格局，以致土壤贫瘠、水源漏失及严重的石漠化。当人类居住在土地资源相对丰富的各级高原面上，亦即岩溶水系统的补给区上，人类活动造成的污染必然祸及地下水。水源问题长期以来一直制约经济发展，同时高坡度造地使水土流失加剧。

1.2岩溶洪涝

洪涝是裸露型和浅覆盖型岩溶区常见的环境问题。在贵州高原南边的岩溶斜坡地带，存在大面积的峰丛洼地区，这些区域发育地下河，流域范围小的几十平方公里，大的上千平方公里。大面积的降水转化为地下水，然后汇集在几条主要的河道中。在地下河沿线，地下水埋深较浅的地段，降雨时地下河洪峰流量特别大，地下水来不及排泄，就顺着洼地或谷地边的落水洞涌出，形成洪涝。生态环境恶化后，地下河被泥沙堵塞，使排泄能力减弱，水位变幅更大，加剧洪涝灾害。

1.3岩溶渗漏造成水源深埋

峰丛洼地地区，地下空间特别发育，地表常有落水洞、地下河天窗等岩溶形态，与地下空间系统连通，降水入渗系数很高，造成地表严重缺水，地下水特别丰富的局面。但由于岩溶发育的不均匀性和新生代地壳大幅度抬升造成的岩溶发育深度增加，开采、利用地下水非常困难。

2岩溶水文地质环境地质调查技术要点

2.1主要工作内容

(1)开展典型岩溶流域1∶5万水文地质环境地质综合调查面积7．5万km2，查明岩溶水文地质条件和干旱缺水、石漠化等环境地质问题。(2)进行岩溶水资源开发利用潜力和地质环境承载力评价，论证岩溶地下水开发利用条件，进行地下水开发利用区划。(3)开展典型岩溶流域碳循环综合环境地质调查和岩溶石笋、湖泊沉积记录地质研究，计算地质碳汇通量，为应对全球气候变化提供科学依据。(4)建立岩溶地区水文地质、环境地质数据库和信息系统，提供岩溶地质、水文地质和环境地质等数字化服务产品。(5)建设国际岩溶研究中心等科技平台，培育岩溶动力学国家重点实验室，培养有国际影响力的岩溶专业人才队伍。

2.2掌握构造演化与岩溶发育期次

岩溶地区是经过了长期地质构造运动形成的，中期前多为地质升降运动，在燕山运动后盖层普遍呈现出褶皱的情况。构造格局主要有短轴背斜断块、平行断裂带等多种形式。地壳隆升、岩层褶皱断裂等结构应力以及各种不同结构格局，为岩溶发育打下了基础。岩溶发育程度、地下水循环系统受不同期次地壳升降的影响，岩溶地下水系统分布和构造格局有着显著关系。

2.3查明岩溶地下河系统结构及分布

岩溶地区因为碳酸盐有着强烈的荣施行，造成地表水、大气降水得以迅速渗透到地表层以下，造成地表水西不发育的情况，而地下河作为有河流主要特征的岩溶地下通道，由地下河干流、支流构成的地下通道就可以统称为“岩溶地下河系统。”在实地调查过程中，主要通过野外追踪调查的方式，判断并辨识岩溶地下河系统。岩溶层和非岩溶层呈夹层的褶皱区，应加强岩溶层分布特点的分析。在碳酸盐岩平缓褶皱区，应重点调查地下河发育造成的断裂构造；注重通过线状分布的岩溶地表地貌特点，分析条形封闭洼地、天窗、干谷分布规律；注重地表水、地下水转化关系，确定地下水流域边界。

2.4分析岩溶形态组合关系

岩溶区域地形地貌以及岩溶形态都有着极为复杂的形态，由我国西北地区到东南地区，分布着谷地、峰林、河谷、平原等多种地貌，从而形成了多种不同形态特点的岩溶。在研究过程中，我们应当意识到岩溶地貌特点和地下水文特点的关系，加强宏观-微观的、表面-深层的、填充-溶蚀性的岩溶形态形成原因的研究，分析岩溶发育区的垂上分带性、时代分期性等的特点，创建岩溶发育成因研究模型。

3岩溶地区水文地质环境地质综合调查成果

3.1完善和发展了岩溶动力学理论方法

综合调查由全球视角着手进行，出于解决全球重大资源环境问题的考虑，加强岩溶地区水、钙、碳等资源的互馈机理和动态演化机理的研究，对岩溶动力学理论进行了完善和补充，从而为解决岩溶地区环境问题乃至全球气候变暖问题，打下了理论基础和技术支持。岩溶地下水主要分布于地下岩溶管道内部，呈不规则分布，如何进行精度探测是当前学术界面临的主要难题。当前，学术界关于岩溶地下水的探测工作，仍然是通过瞬变电磁法、高密度电法等物探技术获得实现的。根据岩溶地下水分布特点，本文开发了大电流、大功率电磁找水技术，从而极大提升了岩溶地下水物探检测水平。

3.2查明了岩溶地下水资源开发利用潜力

岩溶发育和地质结构、地形地貌特点、水动力条件、岩石形式以及层级结构特点等因素有着直接关系。岩溶地下水分布呈不规则的特点，在平面分布上主要呈现出树枝状、网络状等多种特点；垂向分布上则呈现出多层性、单层性等的特点。岩溶地下水系统的水质构成有多重性的特点，而不同水介质间的水循环转化则以非线性运动规律为主。

结语

中国为岩溶发育典型地区，岩溶类型多种多样，岩溶发育面积达３４６万ｋｍ２，占国土面积的三分之一。岩溶地区赋存丰富的水、矿产、油气和旅游资源，这对岩溶地区社会与经济的发展起到了举足轻重的作用。然而岩溶地区形态复杂，一系列岩溶环境和自然灾害问题（包括石漠化、干旱缺水、洪涝、塌陷、地下水污染等）制约了岩溶区资源开发和经济社会的可持续发展。为解决岩溶地区资源和环境地质问题，必须对岩溶区域水文地质环境调查，是在岩溶地区进行工程项目施工的基础工作，水文地质环境调查工作是在可持续发展战略理念引导下进行的，有着一定的经济、社会效益。在岩溶地区水文地质环境调查过程中，应明确环境地质调查过程中的技术要点，从而获取最佳状态下的调查结果。

参考文献

[1]李越．西南岩溶石山地区重大环境地质问题及对策研究[J]．世界有色金属，2016（3）：21-23．

[2]陈梦熊．西南岩溶石山地区岩溶水资源与石漠化治理．中国岩溶地下水与石漠化[J]．岩溶勘察，2015（8）：48-51．

[3]袁道先，曹建华．岩溶动力学的理论与实践[J]．勘察科学技术，2014（12）：123-124．

[4]曹建华，袁道先，裴建国．受地质条件制约的中国西南岩溶生态系统[J．物探化探，2017（5）：52-58．