中国北方岩溶水资源的形成、分布与合理开发利用

岩溶地下水是我国北方工、农业及城市的重要供水水源。许多重要的能源、钢铁、化工基地分布于岩溶地区,主要依靠岩溶水供水,很多重要的农业区也以岩溶水进行灌溉。 1987年—1989年期间,笔者参加了核心课题《中国北方岩溶水资源的分布、评价及预测的研究》。为使更多的同志了解、利用研究成果,特在研究报告的基础上编写本文,作为概括的介绍。     

陕北能源化工基地岩溶水赋存条件及其影响因素

岩溶水是解决陕北能源化工基地用水的重要水源之一。为了合理地开发岩溶水资源,依据大量的勘探钻孔和抽水试验资料,分析了区域和陕北能源化工基地岩溶水的赋存条件,认为研究区岩溶水的赋存和富集主要受地层岩性、构造条件和水文网的影响。岩溶水主要赋存于奥陶系中统上马家沟组和下马家沟组碳酸盐岩中,其他层位岩溶发育程度低,岩溶水贫乏。受断裂、褶皱构造的控制和黄河排泄基准面的影响,岩溶水在黄河沿岸的府谷县天桥至清水川口段富集,可建成清水川、浪湾和天桥3个集中供水的岩溶水源地。     

.陕北能源化工基地岩溶水赋存条件及其影响因素

岩溶水是解决陕北能源化工基地用水的重要水源之一.为了合理地开发岩溶水资源,依据大量的勘探钻孔和抽水试验资料,分析了区域和陕北能源化工基地岩溶水的赋存条件,认为研究区岩溶水的赋存和富集主要受地层岩性、构造条件和水文网的影响.岩溶水主要赋存于奥陶系中统上马家沟组和下马家沟组碳酸盐岩中,其他层位岩溶发育程度低,岩溶水贫乏.受断裂、褶皱构造的控制和黄河排泄基准面的影响,岩溶水在黄河沿岸的府谷县天桥至清水川口段富集,可建成清水川、浪湾和天桥3个集中供水的岩溶水源地.     

.陕北能源化工基地岩溶水赋存条件及其影响因素

岩溶水是解决陕北能源化工基地用水的重要水源之一。为了合理地开发岩溶水资源,依据大量的勘探钻孔和抽水试验资料,分析了区域和陕北能源化工基地岩溶水的赋存条件,认为研究区岩溶水的赋存和富集主要受地层岩性、构造条件和水文网的影响。岩溶水主要赋存于奥陶系中统上马家沟组和下马家沟组碳酸盐岩中,其他层位岩溶发育程度低,岩溶水贫乏。受断裂、褶皱构造的控制和黄河排泄基准面的影响,岩溶水在黄河沿岸的府谷县天桥至清水川口段富集,可建成清水川、浪湾和天桥3个集中供水的岩溶水源地。     

北京岩溶水系统划分及特征分析

岩溶水是北京市重要的战略后备水源,在城市供水方面发挥了重大作用,岩溶水系统划分对于掌握岩溶水资源、合理开发利用岩溶水是至关重要的。本文结合地质构造、地形地貌、水文地质条件,考虑含水岩组的连续性、不同级别地表水分水岭、地质构造的水文地质性质,将北京地区划分为3个一级岩溶水系统、7个二级岩溶水系统、16个三级岩溶水系统。其中隐伏型岩溶水系统无裸露的可溶岩或零星分布,天然资源少,地下水径流方向主要受开采影响,与上覆孔隙水有密切的水力联系。山前型岩溶水系统可溶岩分布于山区和平原,岩溶水天然补给资源丰富,含水层厚度大、分布广,调蓄能力强,开发利用程度高,排泄区有明显的阻水边界,储水能力强。山区型岩溶水系统可溶岩分布于山区,地下水向河谷、低洼处径流,排泄速度快,储存能力差,开采井零星分布,开发利用程度低。     

通化煤矿区奥陶纪石灰岩岩溶发育规律的探讨

通化煤矿区位于吉林省东南部,现有八矿三厂十六对井口,是吉林省生产焦煤的基地。矿区内中奥陶统马家沟组石灰岩(简称奥灰)大面积分布,由于以往勘探对奥灰缺少控制,奥灰岩溶发育特点及含水性不清,所以生产过程遇奥灰曾多次发生突水淹井事故。奥灰岩溶水对生产威胁较大,搞清奥灰岩溶发育规律及赋水特点,对予防矿井水害和开发利用奥灰水有着重要意义。     

华北型煤田煤层开采对含水层的破坏模式研究

华北地区岩溶水系统分布广泛、水质好、水量丰富,是城镇工矿企业的重要水源,也是维护生态稳定的重要因素。华北型煤田大部分位于岩溶水系统之中,煤炭开采时水患与缺水并存,煤水矛盾突出。在总结了华北型煤田中煤炭基地的煤层及含水层发育情况的基础上,根据岩溶水系统的补径排条件、煤层分布区与岩溶水补给区的位置关系、地形地貌等因素,将采煤对岩溶含水层破坏类型分为三种类型:直接破坏、间接破坏型和无影响型;按地下水类型划分;将煤层开采对含水层的破坏模式划分为破坏顶板孔隙水、破坏底板岩溶水及破坏岩溶水、裂隙水、孔隙水3类,近而根据含水层性质及埋藏条件,含水层与煤层的位置关系,对煤矿开采对区域含水层破坏的模式划分了亚类。在进行含水层破坏类型和破坏模式划分的同时,也对各类型的特征进行较为详细的说明,为该区的煤炭开采和水资源的保护指明了方向。     

交口县岩溶地下水资源量估算

在综合考虑岩溶水存储条件及水动力条件的基础上,对山西省交口县的岩溶地下水资源进行了合理的分区,根据岩溶水分布特征及其地质、水文地质、水动力等条件,交口县裂隙岩溶水分布为郭庄泉岩溶水区和十字崖岩溶水区,并在分区的基础上对岩溶地下水资源量进行了估算,交口县岩溶地下水资源量为8 878.5万m^3/a。     

溶蚀高原型岩溶水系统特征与水资源有效开发—— 以云南省西畴县西洒— 蚌谷岩溶区为例

在分析西畴县西洒—蚌谷岩溶区的自然地理条件、社会经济概况、地质与水文地质条件的基础上,进行了岩溶水系统划分,然后根据岩溶水系统(或子系统)特征、岩溶水资源分布特点及人畜饮水与岩溶水资源利用现状,对岩溶水的有效开发利用进行了全面规划和合理布局。西畴县西洒—蚌谷一带属一典型的溶蚀高原型岩溶山区,地形起伏大,岩溶水资源分布时空不均,水资源开发利用应以小型而分散的方式为主,因地制宜,蓄、提、引、“栽水”相结合,以就地解决人畜饮水和农田灌溉用水问题,特别是“栽水”工程对改善作物表层生态系统条件有重要意义。      

咸阳渭北岩溶水开发利用现状及保护对策探讨

咸阳市渭北地区浅层地下水资源贫乏,分布不均,但该地区深部蕴藏着大量水质优良的岩溶地下水,开发利用前景较好。在分析咸阳渭北地区岩溶水分布概况、区域水文气象和水文地质条件的基础上,对区域岩溶水开发利用现状及存在问题进行总结归纳,并提出科学的保护对策。研究结果认为:咸阳渭北地区岩溶水主要分布在乾县、礼泉、泾阳、三原的北部和永寿、淳化南部的山区,岩溶水属于覆盖性岩溶水,具有埋藏深、无统一地下水面、多具承压性、水循环较差、富水性不均匀等特点,开发利用过程中存在对岩溶水分布和水资源量掌握不清、政府层面岩溶水保护与利用专业规划欠缺和成井工艺不规范等问题,严重影响岩溶水的开发利用和管理保护。应在远期科学利用与保护中采取编制岩溶水保护和利用规划、加强岩溶水开发利用的监督管理等措施,科学合理开发利用咸阳渭北岩溶水,保证区域水资源可持续发展。     

应用14C测年法确定太原市东山岩溶水年龄

东山岩溶水系统是兰村泉域的重要组成部分,查明其补给、径流、排泄关系,对兰村泉域水资源开发利用与保护有重要的指导意义。根据地质构造、地下水流场,将东山岩溶水系统划分为补给-径流区、转换带和汇水区。采集了岩溶水¹⁴C样品,根据测试值计算了系统内岩溶水年龄,并分析了其整体分布特征及成因。选取了5条具有代表性的路径,分析在径流过程中岩溶水年龄的变化过程。结果显示：从补给区到汇水区岩溶水年龄逐渐增大,在转换带由于现代水通过范庄断裂的补给,其年龄减小,接近现代水。将系统岩溶水划分为杨兴河补给-径流区、乌河补给-径流区、现代水补给区、大盂盆地汇水区及阳曲盆地汇水区。据此,将东山岩溶水系统分为杨兴河岩溶水子系统与乌河岩溶水子系统。     

北京西山岩溶水中硝酸盐来源及迁移特征

西山岩溶水作为北京市重要的供水水源,在区域水文地质调查过程中发现西山岩溶水补给区一些样品硝酸盐浓度偏高,然而其周围岩溶水中硝酸盐浓度并未见明显变化（浓度均值为18.81 mg/L）,具点状硝酸盐源特征。岩溶含水层中硝酸盐分布特征和影响因素具有重要的研究意义。文章利用岩溶水化学和同位素分析结果研究了岩溶水硝酸盐分布和来源,利用IsoSource软件计算各来源的贡献率。结果表明:军庄—永丰屯径流区和军庄—古城—玉泉山泉径流区岩溶水中硝酸盐主要来源于生活废水、土壤有机氮矿化和大气沉降,贡献率值分别为37.1%、36.3%、26.6%;潭柘寺—四季青岩溶水中硝酸盐在潭柘寺补给区有养殖场废水下渗影响,径流区中硝酸盐含量低并发生反硝化降解作用。永定河水源硝酸盐不是岩溶水硝酸盐的主要来源。研究成果对西山岩溶水中硝酸盐的控制具有重要参考价值。     

我国岩溶充水矿床的基本水文地质特征及岩溶水的防治与利用

我国岩溶充水矿床分为三种类型:(1)溶隙充水矿床;(2)溶洞充水矿床;(3)暗河管道充水矿床。第一种类型主要分布于我国北方,矿床常赋存于巨大的岩溶水系统中,矿井突水淹井经常发生。但岩溶水又是发展工农业生产的重要水源。第二种类型主要分布在我国南方,岩溶塌陷是矿床开采中普遍存在的严重问题。第三种主要分布在我国西南,主要问题是雨季暗河突水。 本文总结了各类岩溶充水矿床的水文地质特征,并对岩溶水的防治与利用进行了详细讨论。      

浅谈密县地区断裂构造与岩溶及岩溶水的关系

本文根据实际资料,论述了密县地区断裂构造与岩溶及岩溶水之间的关系,对不同方向不同性质断裂带的岩溶发育特征、富水性以及断裂构造对岩溶水的分布、径流及排泄的控制作用进行了探讨。 本文根据实际资料,论述了密县地区断裂构造与岩溶及岩溶水之间的关系,对不同方向不同性质断裂带的岩溶发育特征、富水性以及断裂构造对岩溶水的分布、径流及排泄的控制作用进行了探讨。      

陇东盆地西部岩溶地下水形成机制研究

陇东盆地西部处于鄂尔多斯盆地西缘逆冲推覆构造带，新元古-下古生界碳酸盐岩裸露或浅埋，构成-南北向展布的岩溶水富集带。通过运用构造控水分析、水化学同位素等方法，对岩溶裂隙水系统进行了深入的分析与讨论。指出本区岩溶水的空间分布明显受南北向逆冲推覆构造控制，储水空间以岩溶裂隙为主，构造条件是岩溶发育和岩溶水富集的主要制约因素。岩溶水化学特征具有明显的南北差异，在补给条件优越的中南部平凉-华亭地区，水化学主要由含水层岩性及其赋存条件决定。岩溶地下水以大气降水来源为主，对于埋藏型岩溶水表现为多源水混合而成。根据岩溶水的空间分布与水动力场特征及其补径排条件，全区可划分为平凉、华亭和环西3个相对独立的岩溶水系统．并以此可作为水资源评价的基础。这些认识对于深入了解西北干旱-半干旱地区岩溶水赋存及富集规律、形成与演化机理和在该区开发利用岩溶地下水资源具有重要的科学意义。     

湘西地质公园岩溶峡谷群成因及其地学意义

湘西地质公园岩溶峡谷分布面积约1 162 km2,岩溶峡谷200多条,密如蜘网分布,是世界上最密集的岩溶峡谷群分布区。湘西岩溶峡谷形态上分为线型峡谷、“V”字型峡谷和箱型峡谷,其间分布岩溶台地和峰丛山地,岩溶峡谷两侧岩溶洞穴、瀑布和石柱发育,景观奇特壮观。相间分布的硅质碳酸盐岩和泥质碳酸盐岩、密集分布的地质构造及高角度节理裂隙、地块掀斜式抬升和强的岩溶水动力为岩溶峡谷群的发育提供了有利条件。岩溶峡谷群的形成经历了地质构造抬升、河流峡谷形成、岩溶峡谷发育三个阶段。与世界其他岩溶区峡谷对比,湘西岩溶峡谷群是世界地质公园中分布规模最大、峡谷最密集、岩溶发育最典型的岩溶峡谷区。湘西岩溶峡谷群不但具有重要的岩溶学研究和地质历史价值,而且具有重要的地质景观和地质文化意义。      

北京地区岩溶地下水资源勘察工作探讨

地下水是北京市主要的供水水源。岩溶水作为北京市地下水资源的重要组成部分,对保障目前和今后一个时期首都的供水安全,发挥着至关重要的作用。本文阐述了北京地区岩溶地下水资源的分布状况,介绍了岩溶地下水的勘探开发历史,分析了当前岩溶水勘察工作中存在的主要问题,提出了近期北京地区岩溶水的勘察工作思路和工作重点。     

南方岩溶金属矿区地下水非均质性及防治水意义:以福建马坑铁矿为例

岩溶水系统非均质性是制约南方岩溶金属矿区防治水工作的关键难题之一.通过充分挖掘勘察及采掘过程中积累的水文地质资料,查明断层、岩溶、火成岩带等地质结构非均质因素的分布特征;通过绘制马坑矿区岩溶水系统7个不同时期的流场图,分析了天然条件及疏干降水条件下矿区岩溶水系统的特点,得出断层及岩溶发育控制着岩溶水的强径流带,可作为超前探水及疏干降水的主要目标;而火成岩局部隔水带的隔水作用使矿区岩溶水表现出强烈的不统一性,利用局部隔水带对矿区岩溶水进行分期防治,可尽快解放该区矿体,增加矿区产量,对马坑矿区长期发展具有重要意义.      

娘子关泉域径流-排泄区岩溶水污染特征及成因分析

娘子关泉域径流-排泄区主要分布于山西省阳泉市,泉域内岩溶水是阳泉市重要的供水水源。分析评价了泉域径流-排泄区水质变化,结果显示岩溶水污染严重,主要污染物为SO2-4、总硬度、TDS。岩溶水中SO2-4的浓度来源对判别总硬度和TDS的污染源具有指示性意义,应用硫同位素(34S)计算表明采煤是岩溶水水质污染的重要原因。与2003年水质对比,地表水和岩溶水中SO2-4来自煤系硫的比重都有所增加,尤其以岩溶水排泄区的增长速率最大。     

碳循环与全球岩溶

从地球系统科学来看,岩溶作用是在碳循环及与其相耦联的水循环、钙循环系统中碳酸盐岩的被溶蚀或沉积,而各种岩溶形态就是这个复杂的循环系统的运动在碳酸盐岩上留下的轨迹。岩溶地球化学及其一系列捕捉碳、水、钙循环的行踪的野外工作方法,为把地球系统科学的学术思想引入岩溶研究起了桥梁作用,揭示了许多重要的岩溶现象的形成机理及全球的分布规律。