岩溶地下水库的现状及保护分析.doc

岩溶地下水库的现状及保护分析 　　摘 要:本文对贵州省岩溶地下水库的成库原理、类型、工程地质条件和水质保护进行了综述,提出了岩溶地下水库下一步研究的一些设想。 　　关键词:岩溶地下水库;水质保护;工程地质条件 　　 　　引言 　　贵州位于我国西南地区东部,云贵高原东部梯级状大斜坡地带。气候温暖,雨量充沛。全省多年平均降水量1191mm,多年平均径流深589mm。多年平均水资源总量1035亿立方米,其中地下水259亿立方米。人均占有量(3530m3)和平均每亩耕地拥有水量(3720m3 )均略高于全国平均水平。 　　尽管水资源量丰富,但由于地层岩性、地质构造等条件的影响,贵州山高谷深,地形破碎,水资源的利用率却比较低。同时,贵州省又是世界岩溶地貌发育最典型的地区之一,全省岩溶地区面积12.8万平方公里,占全省国土面积的73%。岩溶地下水的发育造成我省形成“土在楼上,水在楼下”(土地在各级高原面上,水在地下河及峡谷中)的水土资源不配套的基本格局,水源漏失严重。地表水十分缺乏,能够拦取的地表水量少,取水工程难度大,费用高。岩溶发育区生态系统脆弱,由于人类长期不合理的经济活动干扰破坏,大大减弱了森林水文效应,森林调蓄地表水和地下水能力不强,形成水贵如油的现状。据调查,目前全省有超过150万人存在饮水困难,每年要花费巨大精力去解决饮水问题。因此中国科学院地学部(2005)在其提交的《关于推进西南岩溶地区石漠化综合治理的若干建议》中特别提出“必须进行综合开发治理,即首先抓住开发治理岩溶水,保障人民生活的基本条件”。贵州岩溶地下水资源非常丰富,资源总量为215亿立方米, 占全省地下水总量的83%。据调查统计,全省流量大于50L/s的岩溶地下河和大泉2840条(个),地下河1130条,总长6610km,平水期流量679m3/s,多年平均枯季流量226m3/s,全省境内大于1000L/s的大泉9个。而整个西南岩溶地区地下河达3066条,岩溶大泉7 997个,岩溶水可利用资源量620亿m3/a,而且水质良好,开发利用前景十分广阔。 　　1 岩溶地下水库的基本原理、类型 　　1.1岩溶地下水库成库的基本原理 　　对地下水库目前还没有一个统一的定义。在十九世纪美国就提出了“水银行”( drought waterbank)的概念,后来又相继提出了“含水层储存和回采”( aquifer storage and recovery)和“地下水人工补给”( artificial recharge) ,这些概念与我国的地下水库( underground reservoir)的概念基本相当。一般认为,地下水库是指修建于地下并主要以含水层为调蓄空间的蓄水实体,它在取水、用水和调节水资源方面与地表水库具有相似的功能。修建岩溶地下水库的原理,就是在含水层中具有地下库盆的岩溶地下水集中径流带的狭窄排泄口或排泄口之外的地表河谷,或集中径流带的某个部位修建拦水坝,抬高地下水位. 利用含水层中的溶孔、溶隙、溶洞组成的地下空间蓄水,或与之相连的地表洼地、谷地联合蓄水,形成地下水库。 　　1.2岩溶地下水库的基本类型 　　由于对地下水库研究还处于探索阶段,因此对岩溶地下水库的分类也没有统一。将岩溶地下水库分为封闭型和半封闭型,地下水库的蓄水形式、调蓄能力、水源补给方式、用途和施工方式等的不同进行了分类。根据地下水库的定义提出先将其分为岩溶地下水库和地表-地下水库两大类,然后根据水库的库容将其分级: 　　大型:库容大于5000万立方米 　　中型:库容为1000～5000万立方米 　　小型:库容为100～10000万立方米 　　小(一)型:库容为100～1000万立方米 　　小(二)型:库容为10～100万立方米 　　该分类系统简单方便,实用性强。 　　2 岩溶地下水库的工程地质条件 　　岩溶地下水库修建受当时的社会经济和技术条件等的限制,从水文地质与工程地质的角度来说,主要考虑以下几个方面的问题: 　　2.1岩溶地下水库的库容问题 　　与地表水库一样,岩溶地下水库必须有一定的库容,才能满足当地工农业生产或饮用水量的要求。其中地表-地下岩溶水库的库容计算与地表水库类似,而岩溶地下水库库容的计算则要复杂得多,受喀斯特系统发育和勘查精度的控制。而由于喀斯特系统发育的复杂性,岩溶地下水库库容的计算结果往往精度不高。目前岩溶地下水库库容的计算方法有以下4种。 　　2.1.1集中参数估算 　　其原理是根据实测水文地质资料计算出库盆内岩溶地下水位平均坡降,然后根据地下水库坝前设计水位抬升值圈定回水范围内的灰岩面积。从勘探试验中计算出平均岩溶率或平均给水度。将平均岩溶率或平均给水度乘以计算的库盆体积,即可算出地下水库的库容。其假设条件是计算的库盆中岩溶