什么样的地方打井会有水(打井遇到溶洞就犯愁)(1)

岩溶地下水,地下水家族的重要成员


岩溶地下水并不是“陌生人”,九寨沟、黄龙、桂林山水和黄果树瀑布等我国著名自然景观的形成都与岩溶作用有关,济南趵突泉、山西娘子关泉和北京玉泉山泉等都是岩溶地下水名泉。


全球岩溶区总面积约2200万平方千米,约占全球陆地面积的20%。我国是世界上岩溶发育类型最多的国家之一,岩溶分布广泛,总面积约344万平方千米,约占国土面积的1/3。我国的岩溶区可分为北方岩溶区、西南岩溶区和西部岩溶区三个区域,目前研究较多的是前两个。


岩溶地下水是存在于可溶性岩层的溶蚀裂隙和洞穴中的地下水。岩溶发育的基本条件是可溶性岩石和水。根据岩性,可溶性岩石分为碳酸盐岩、硫酸盐岩和氯化物岩3种。我国碳酸盐岩分布最广,出露面积约91万平方千米。可溶性最强的碳酸盐岩多为灰岩,即石灰岩,也是“粉身碎骨全不怕,要留清白在人间”赞颂的石头。灰岩由方解石(碳酸钙矿物)组成,遇酸会发生化学反应释放出二氧化碳气体。岩溶水主要发育于碳酸盐岩层中。溶有二氧化碳的地表水和地下水会使石灰岩部分溶解,将碳酸钙转变成可溶性的碳酸氢钙。随着岩溶缝隙、孔洞和管道的不断扩大,当受热或压强突然减小时,溶解的碳酸氢钙会分解,重新形成碳酸钙沉淀。经过长期的溶蚀、侵蚀和沉淀岩溶等作用,石灰岩发育地区就会形成千姿百态的岩溶景观。

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北京石花洞


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云南石林


岩溶地下水也是优质水源


溶蚀裂隙和溶洞中储藏的岩溶地下水,除可作为旅游资源外,还有维系生态环境、提供生活供水及农业灌溉等重要功能。受赋存条件和运动特征的影响,岩溶地下水的水质一般较好。在岩溶区,岩溶地下水往往是主要的供水水源。我国天然岩溶地下水资源总量为每年2034.24 亿立方米,约占全国地下水资源总量的23.39%。


因赋存于可溶岩之中,岩溶地下水具有不同于孔隙水(土壤等松散沉积物中的水)和裂隙水(岩石裂隙中的水)的特点。在典型的岩溶区,岩溶地下水的赋存空间、补给、运动(径流、排泄)和动态等都有明显的特征。


岩溶地下水对赋存空间有强烈的改造作用。可溶岩体中往往存在大量的孔隙和裂隙,为地下水提供了存储和运移的空间。可溶岩在水的溶蚀和侵蚀作用下,可形成巨大的岩溶管道网络、溶洞、溶潭或地下暗河等。岩体中的通道也影响了岩溶水的补给、流动和排泄等特征。


岩溶地下水有独特的补给和运动特征。大气降水通常以面状和渗入式补给地下水,在强烈岩溶化地区,还能通过漏斗或落水洞灌入地下,有时甚至整条河流通过洞穴直接灌入地下。如我国湖北的清江,在利川城东北经由一个大落水洞全部注入地下。

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济南趵突泉


由于岩石中空隙规模相差悬殊,其中水体的局部流向与整体流向常常不一致。岩溶管道使地下水径流畅通、排水迅速,岩溶地下水通常以岩溶大泉或者暗河出露地表的方式集中排泄,济南名泉趵突泉就是从地下溶洞中涌出的岩溶泉。


应急水源,特殊情况下的重要水源


应急水源是相对于常规水源来说的,是非常情况下应急供水的水源系统。在常规水源遭受严重污染或发生连续干旱、战争、地震灾害等情况时,一旦常规供水不足或受阻中断,应急水源要能被快速启用并在一定时期内满足居民的最低水平用水需求。应急水源地的规划建设是保障城市供水安全的一个重要举措。


水源地应满足可“应急”、“备用”和“水量、水质保证程度高”等条件。与常规水源地相比,应急水源地有如下三个特点:


一、可快速启动。常规供水水源无法正常运转或供水能力不能保证供水需求时,地下水应急水源地可以及时启动并接替常规供水水源。在非应急状态下,应急水源地则处于备用待命状态。


二、可优先保证生活用水。为城市建立的应急水源地,是保障居民饮水安全的关键措施,同时承担重要的维稳责任。在应急供水状态下,必须坚持以人为本的原则,优先保证居民生活用水,再考虑生产和生态用水需求。


三、应急状态下可适度超采,非应急状态下以涵养为主。常规水源地应坚持可持续开采的原则,应急水源地则应首先满足应急供水需求。在迫不得已的情况下可适度超采地下水,适度放宽水资源管理采补平衡、生态与环境地质等约束条件。为保证地下水的后续应急供水能力,在非应急状态下要让应急水源地休养生息,或通过人工调蓄加大补给,尽可能实现水源地的多年采补平衡。


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北京十渡


来源:大自然杂志、地下水环境网

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