巖溶地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合調(diào)查工程進(jìn)展

朱 峰

（濰坊市礦產(chǎn)資源管理中心，山東 濰坊 261000）

在我國南方地區(qū)，巖溶分布面積達(dá)346萬km2，幾乎是我國國土面積的三分之一強(qiáng)。在廣闊的巖溶分布區(qū)，蘊(yùn)藏著儲量極為豐富的水資源、大氣資源、原油資源、礦產(chǎn)資源，但因?yàn)閹r溶地區(qū)地質(zhì)、地形、地貌以及巖溶發(fā)育復(fù)雜性的原因，從而極大限制了這些關(guān)系到國家、社會發(fā)展資源的開發(fā)和利用[1]。本文對巖溶地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)條件特點(diǎn)以及當(dāng)前水文地質(zhì)環(huán)境調(diào)查技術(shù)特點(diǎn)等進(jìn)行了研究，對當(dāng)前巖溶分布地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境調(diào)查成果進(jìn)行了整合，從而為今后水文地質(zhì)環(huán)境調(diào)查工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[2]。

1 巖溶地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)條件特點(diǎn)

1.1 巖溶發(fā)育控制因素的綜合性

巖溶發(fā)育和地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地形地貌特點(diǎn)、水動力條件、巖石形式以及層級結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等因素有著直接關(guān)系。可溶性巖石是導(dǎo)致巖溶形成的基礎(chǔ)物質(zhì)條件，巖石結(jié)構(gòu)以及巖石構(gòu)成物質(zhì)是關(guān)鍵性可控因素，總的來說，區(qū)域沉積相的變化和巖溶發(fā)育區(qū)分布規(guī)律有著直接關(guān)系，而地質(zhì)結(jié)構(gòu)直接決定了巖溶系統(tǒng)的基本格局。整體來說，巖溶地區(qū)主要有著高原、洼地、合谷、峰叢、谷地等多種復(fù)雜地形、地貌，且不同地形、地貌有著不同的地下水動力廠，從而對巖溶發(fā)育和地下水分布格局都造成了極大影響。

1.2 巖溶地下水分布的非均一性

巖溶水文系統(tǒng)以不同的巖溶形態(tài)，為地下水提供存儲、運(yùn)動龍劍，但因?yàn)閹r溶類型特點(diǎn)的不同，導(dǎo)致各系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻，導(dǎo)致巖溶水系統(tǒng)內(nèi)部水力聯(lián)系的內(nèi)向差異性。巖溶發(fā)育一般在水平面上，以不規(guī)則的規(guī)律進(jìn)行分布，有一定的分帶性特點(diǎn)；從地表層以下，同時(shí)存在表層巖溶帶、徑流溶蝕帶、潛流溶蝕帶以及垂向滲濾帶，在水文地質(zhì)上呈現(xiàn)出一定的差異性[3]。巖溶區(qū)地表水大多位于流量較大的江河中，無法解決當(dāng)?shù)毓┧y的難題；而地下水大多分布于管道、溶蝕孔縫以及溶洞等位置，有一定的探測難度，應(yīng)不斷加強(qiáng)巖溶地下水分布規(guī)律特點(diǎn)的研究，并開發(fā)新型的探測技術(shù)。

1.3 巖溶地下水污染的隱蔽性

巖溶分布區(qū)分布著數(shù)量較多的地表落水洞，而天然形成的防滲過濾層過薄無法起到過濾雜物的作用，很少礦山企業(yè)將其作為垃圾、污水排放、工業(yè)廢液排放區(qū)[4]。因?yàn)槁渌春蛶r溶地下水系統(tǒng)相連接，從而對周圍地下水資源造成了極大的污染。但因?yàn)閹r溶介質(zhì)水處于地表層以下，巖溶地下水污染有著一定的隱蔽性，從而極大提升了巖溶地下水污染治理和預(yù)防的難度。

2 巖溶水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查技術(shù)要點(diǎn)

2.1 掌握構(gòu)造演化與巖溶發(fā)育期次

巖溶地區(qū)是經(jīng)過了長期地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動形成的，中期前多為地質(zhì)升降運(yùn)動，在燕山運(yùn)動后蓋層普遍呈現(xiàn)出褶皺的情況。構(gòu)造格局主要有短軸背斜斷塊、平行斷裂帶等多種形式[5]。地殼隆升、巖層褶皺斷裂等結(jié)構(gòu)應(yīng)力以及各種不同結(jié)構(gòu)格局，為巖溶發(fā)育打下了基礎(chǔ)。巖溶發(fā)育程度、地下水循環(huán)系統(tǒng)受不同期次地殼升降的影響，巖溶地下水系統(tǒng)分布和構(gòu)造格局有著顯著關(guān)系。

2.2 分析巖溶形態(tài)組合關(guān)系

巖溶區(qū)域地形地貌以及巖溶形態(tài)都有著極為復(fù)雜的形態(tài)，由我國西北地區(qū)到東南地區(qū)，分布著谷地、峰林、河谷、平原等多種地貌，從而形成了多種不同形態(tài)特點(diǎn)的巖溶。在研究過程中，我們應(yīng)當(dāng)意識到巖溶地貌特點(diǎn)和地下水文特點(diǎn)的關(guān)系，加強(qiáng)宏觀-微觀的、表面-深層的、填充-溶蝕性的巖溶形態(tài)形成原因的研究，分析巖溶發(fā)育區(qū)的垂上分帶性、時(shí)代分期性等的特點(diǎn)，創(chuàng)建巖溶發(fā)育成因研究模型。

2.3 查明巖溶地下河系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及分布

巖溶地區(qū)因?yàn)樘妓猁}有著強(qiáng)烈的榮施行，造成地表水、大氣降水得以迅速滲透到地表層以下，造成地表水西不發(fā)育的情況，而地下河作為有河流主要特征的巖溶地下通道，由地下河干流、支流構(gòu)成的地下通道就可以統(tǒng)稱為“巖溶地下河系統(tǒng)。”在實(shí)地調(diào)查過程中，主要通過野外追蹤調(diào)查的方式，判斷并辨識巖溶地下河系統(tǒng)。巖溶層和非巖溶層呈夾層的褶皺區(qū)，應(yīng)加強(qiáng)巖溶層分布特點(diǎn)的分析。在碳酸鹽巖平緩褶皺區(qū)，應(yīng)重點(diǎn)調(diào)查地下河發(fā)育造成的斷裂構(gòu)造；注重通過線狀分布的巖溶地表地貌特點(diǎn)，分析條形封閉洼地、天窗、干谷分布規(guī)律；注重地表水、地下水轉(zhuǎn)化關(guān)系，確定地下水流域邊界。

3 巖溶地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合調(diào)查成果

3.1 完善和發(fā)展了巖溶動力學(xué)理論方法

綜合調(diào)查由全球視角著手進(jìn)行，出于解決全球重大資源環(huán)境問題的考慮，加強(qiáng)巖溶地區(qū)水、鈣、碳等資源的互饋機(jī)理和動態(tài)演化機(jī)理的研究，對巖溶動力學(xué)理論進(jìn)行了完善和補(bǔ)充，從而為解決巖溶地區(qū)環(huán)境問題乃至全球氣候變暖問題，打下了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

巖溶地下水主要分布于地下巖溶管道內(nèi)部，呈不規(guī)則分布，如何進(jìn)行精度探測是當(dāng)前學(xué)術(shù)界面臨的主要難題。當(dāng)前，學(xué)術(shù)界關(guān)于巖溶地下水的探測工作，仍然是通過瞬變電磁法、高密度電法等物探技術(shù)獲得實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)巖溶地下水分布特點(diǎn)，本文開發(fā)了大電流、大功率電磁找水技術(shù)，從而極大提升了巖溶地下水物探檢測水平。

3.2 查明了巖溶地下水資源開發(fā)利用潛力

巖溶發(fā)育和地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地形地貌特點(diǎn)、水動力條件、巖石形式以及層級結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等因素有著直接關(guān)系。巖溶地下水分布呈不規(guī)則的特點(diǎn)，在平面分布上主要呈現(xiàn)出樹枝狀、網(wǎng)絡(luò)狀等多種特點(diǎn)；垂向分布上則呈現(xiàn)出多層性、單層性等的特點(diǎn)。巖溶地下水系統(tǒng)的水質(zhì)構(gòu)成有多重性的特點(diǎn)，而不同水介質(zhì)間的水循環(huán)轉(zhuǎn)化則以非線性運(yùn)動規(guī)律為主。

4 結(jié)語

巖溶區(qū)域水文地質(zhì)環(huán)境調(diào)查，是在巖溶地區(qū)進(jìn)行工程項(xiàng)目施工的基礎(chǔ)工作，水文地質(zhì)環(huán)境調(diào)查工作是在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略理念引導(dǎo)下進(jìn)行的，有著一定的經(jīng)濟(jì)、社會效益。在巖溶地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境調(diào)查過程中，應(yīng)明確環(huán)境地質(zhì)調(diào)查過程中的技術(shù)要點(diǎn)，從而獲取最佳狀態(tài)下的調(diào)查結(jié)果。