巖溶水文地質(zhì)調(diào)查特點(diǎn)與要求

巖溶水文地質(zhì)調(diào)查特點(diǎn)與要求

技術(shù)交流

全球碳酸鹽巖出露面積占陸地（不包括冰川覆蓋區(qū)）的12%，加上埋藏的碳酸鹽巖約占大陸面積的25％，總面積達(dá)2200萬km2南方最大連片巖溶區(qū)我國碳酸鹽巖分布面積達(dá)344.3萬km2；南方以滇黔桂為中心連片分布78萬km2；北方以山西高原為中心，分布面積47萬km2西藏高寒巖溶區(qū)北方巖溶區(qū)西北巖溶區(qū)巖溶水為世界約四分之一的人口提供飲用水源，在我國約20％人口，近三十個(gè)大、中型城市以巖溶水為主要供水水源；西南巖溶區(qū)約1億人口以巖溶水為主要（或唯一）供水水源。巖溶區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查一直是水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查的主要任務(wù)之一內(nèi)容提要南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查技術(shù)要點(diǎn)

巖溶水文地質(zhì)基礎(chǔ)桂林巖溶水文地質(zhì)北方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查技術(shù)要點(diǎn)1、什么是巖溶《巖溶學(xué)詞典》定義為“巖溶是指水對可溶性巖石(碳酸鹽巖、硫酸鹽巖、鹵化物巖等)的化學(xué)溶蝕、機(jī)械侵蝕和物質(zhì)遷移與再沉積的綜合地質(zhì)作用以及由此所產(chǎn)生現(xiàn)象的統(tǒng)稱?！睅r溶水文地質(zhì)基礎(chǔ)巖溶作用:包括多種復(fù)雜的內(nèi)外營力作用過程，如化學(xué)溶解與流水沖刷、搬運(yùn)、沉淀、坍塌等作用和過程；化學(xué)溶解與地質(zhì)構(gòu)造、地殼運(yùn)動(dòng)作用和過程。具體包括：溶解、溶蝕、侵蝕等。巖溶作用過程:溶解/溶蝕：CaCO3+H2O+CO2Ca2++2HCO3-

沉淀：Ca2++2HCO3-

CaCO3+H2O+CO2中國南方巖溶區(qū)處于熱帶－亞熱帶濕潤氣候條件，年均氣溫15—20℃，年均降雨量800－2000mm；溶蝕速度大于20mm/ka，巖溶作用以溶蝕和侵蝕為主。中國北方巖溶區(qū)主要分布于中朝準(zhǔn)地臺區(qū)。該巖溶區(qū)碳酸鹽巖雖直接出露面積不是很廣，但隱伏狀態(tài)下則是大片相連。該區(qū)處于暖溫帶、半干旱－亞濕潤氣候條件下，年均氣溫6－14℃，年均降雨量200－900mm；溶蝕速度一般小于20mm/ka（個(gè)別大于20mm/ka的地區(qū)），巖溶作用以侵蝕為主。巖溶動(dòng)力系統(tǒng)概念模型按時(shí)間分類(如燕山期巖溶,喜山期巖溶)按深度分類(淺部巖溶,深部巖溶)按發(fā)育層位來分(如奧灰?guī)r溶,太原組巖溶(石炭紀(jì)巖溶),棲霞組巖溶)按形成環(huán)境分(如邯鄲礦區(qū)的火成巖與碳酸巖接蝕帶型巖溶,地下深循環(huán)型巖溶,埋藏型深巖溶)按構(gòu)造條件分(如北京沿八寶山斷裂帶深循環(huán)型巖溶,如沁水凹陷邊緣娘子關(guān)的大型凹陷邊緣型巖溶,隱伏向斜翼部巖溶)按含水介質(zhì)分(溶孔溶洞型,裂隙溶隙型,溶孔溶隙型)按埋藏條件分(巖溶承壓水,巖溶潛水)按巖溶作用方式分（雨水型巖溶、熱水型巖溶、高寒型巖溶）2、巖溶類型巖溶水文地質(zhì)基礎(chǔ)古巖溶，泛指地質(zhì)歷史階段形成的巖溶以區(qū)別于現(xiàn)代巖溶（更新世之前、全新世以后）古巖溶是已經(jīng)停止作用且被保存下來的地質(zhì)歷史時(shí)期的巖溶古巖溶與現(xiàn)代巖溶的劃分并不是目的，而在于把握巖溶的歷史演化與規(guī)律古巖溶與現(xiàn)代巖溶淺部巖溶與深部巖溶據(jù)任美鍔(1983)定義，巖溶水的運(yùn)動(dòng)受鄰近河谷侵蝕基準(zhǔn)而控制的巖溶稱為淺部巖溶，不受侵蝕基準(zhǔn)面控制的巖溶稱為深部巖溶

;直接在深部形成的巖溶才是深部巖溶，深部油氣演化和運(yùn)移過程中，其本身就具備了巖溶作用的條件；深部水流一般受流體動(dòng)力學(xué)的壓力和流體靜力學(xué)的壓力影響，即深部地下水的運(yùn)動(dòng)不再取決于巖溶地貌，而取決于區(qū)域可溶性巖層與徑流帶之間的壓力差和地質(zhì)構(gòu)造等條件;黃河河底涌泉－深部巖溶的典型實(shí)例按巖溶含水巖組出露條件劃分

三種基本巖溶類型：裸露型覆蓋型

埋藏型

兩種過渡類型：裸露—覆蓋型

裸露—埋藏型

不同巖溶類型地區(qū)，巖溶水文地質(zhì)調(diào)查存在較大的差異結(jié)構(gòu)特征和區(qū)域分布巖溶地層和構(gòu)造分布微地貌類型特征巖溶發(fā)育情況三水轉(zhuǎn)化關(guān)系裸露型巖溶孔隙水、巖溶水孔隙含水層結(jié)構(gòu)特征覆蓋層下的地質(zhì)構(gòu)造、巖溶巖組及非巖溶巖組巖溶地下水的匯水條件與地下通道有關(guān)的巖溶形態(tài)孔隙含水層與巖溶含水層之間的接觸關(guān)系、水力聯(lián)系覆蓋型巖溶區(qū)各巖溶含水層的埋深、厚度、水量、水質(zhì)局部或鄰近出露的巖溶地層及構(gòu)造現(xiàn)象局部出露巖溶地層的入滲補(bǔ)給條件埋藏巖溶含水層的補(bǔ)給與排泄的方式和范圍非巖溶含水層的水流特征，分析與巖溶水的補(bǔ)排關(guān)系埋藏型巖溶區(qū)

分類原則氣候條件與巖溶形態(tài)組合結(jié)合年平均降水量在600mm以下區(qū)域，地表巖溶形態(tài)特征不明顯。巖溶峰林發(fā)育所需的降水量在1200mm以上。氣候前提下，考慮巖溶正負(fù)地形組合形態(tài)；地貌類型的可識別性、野外調(diào)查的可操作性。

地貌類型濕潤熱帶亞熱帶巖溶地貌區(qū)（Ⅰ）濕潤半濕潤亞熱帶—溫帶巖溶地貌區(qū)（Ⅱ）干旱半干旱溫帶巖溶地貌區(qū)（Ⅲ）高原—高山巖溶地貌區(qū)（Ⅳ）3、巖溶地貌類型巖溶水文地質(zhì)基礎(chǔ)中國巖溶地貌區(qū)劃圖濕潤熱帶亞熱帶巖溶地貌干旱半干旱溫帶巖溶地貌濕潤半濕潤亞熱帶—溫帶巖溶地貌高寒-高山巖溶地貌地貌類型形成條件成因類型形態(tài)類型簡要特征巖石氣候全巖溶地貌溶蝕地貌山地峰叢洼地正向石峰和封閉洼地組成，地下河等發(fā)育。基巖為純碳酸鹽巖，洼地、谷地表層為松散土I緩峰叢洼地錐狀石峰與碟狀淺洼地、臺地、天坑、漏斗、天窗、天生橋、穿洞、坡立谷相間分布。I,II丘陵峰丘洼地基本特征同上，邊坡更緩，相對高度小于200m。侵蝕－溶蝕地貌山地峰叢深谷峰叢山地被深谷切割，切割深度一般大于千米。類峰叢洼地峰叢與谷地交錯(cuò)，谷深坡陡，河流呈明流和伏流交替出現(xiàn)，洞穴、泉、地下河、峽谷、石柱林發(fā)育。I緩峰叢谷地緩峰叢與溝谷相互配置而成，谷地淺而寬，第四系松散堆積較普遍。II巖溶山地谷地巖溶化山地中河谷、干溝縱橫，局部殘留溶蝕洼地，另有洞穴、巖溶泉、巖溶湖。II山地干谷塊狀巖溶山地，其間為峽谷，喀斯特大泉發(fā)育。III丘陵峰丘谷地峰林狀丘陵，或峰丘洼地與喀斯特谷地交替，谷地寬淺，多為第四紀(jì)沉積覆蓋。巖溶丘陵谷地II丘陵干谷巖溶丘陵普遍為干谷切割。III溶蝕－堆積地貌平原峰林平原平坦平原面上散布著疏密不等、互相離立的陡峭塔狀石峰，洞穴、泉、潭、石芽、石林普遍?；鶐r為純碳酸鹽巖石，表層為松散土I峰丘平原低矮孤峰散布于普遍為松散沉積物覆蓋的平原面上I類峰林平原零星發(fā)育有類峰林的石峰和錐丘。溶蝕剝蝕地貌山地巖溶山地分布于內(nèi)陸干旱高寒地區(qū)，寒凍風(fēng)化作用強(qiáng)烈，與常態(tài)山地丘陵類似，山坡相對較陡峭，有少量小的洞穴。純碳酸鹽巖III,IV地貌類型形成條件成因類型形態(tài)類型簡要特征巖石氣候半巖溶地貌溶蝕侵蝕地貌丘陵丘嶺谷地由形態(tài)渾圓的巖溶山、丘陵與溝谷組成的崇山峻嶺或舒緩丘陵，物質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜，形態(tài)類型多樣。不純碳酸鹽巖或碳酸鹽巖與非可溶巖間層或夾層I,II叢丘谷地臺地緩丘臺地臺地面波狀起伏，常有一些矮小的緩丘殘留，并不同程度地為風(fēng)化殼所覆蓋。溶蝕侵蝕堆積地貌平原緩丘平原由線狀及面狀水流作用形成，地面波狀起伏，有零星的矮丘，巖溶發(fā)育因地而異。溶蝕侵蝕地貌山地半巖溶山地由多種不同類型的巖石組成，巖性不純，處于干旱高寒氣候環(huán)境，形態(tài)與非喀斯特地形基本相同。III,IV丘陵半巖溶丘陵溶蝕剝蝕堆積地貌平原半巖溶平原生物巖溶地貌生物堆積溶蝕海蝕地貌礁島珊瑚礁島礁隆和礁坪，經(jīng)歷潮下—潮間—潮上環(huán)境形成的隆起礁，呈島嶼狀，發(fā)育疊加復(fù)合型喀斯特，礁坪寬數(shù)米至數(shù)千米不等，發(fā)育有溶槽、礁塘、石芽、洞穴等喀斯特形態(tài)。珊瑚礁灰?guī)r、海相淡成灰?guī)r、海灘巖I,熱帶海洋性氣候巖溶地貌演化同時(shí)態(tài)

受水動(dòng)力條件控制典型地表巖溶景觀典型組合地貌景觀峰叢洼地、峰林平原，緩丘平原、丘嶺谷地等典型個(gè)體地貌景觀峰叢、峰林、坡立谷、巖溶峽谷、洼地、孤峰、石林、石柱林、天生橋、巖溶臺地、巖溶泉、巖溶湖泊、殘丘、漏斗、天窗、天坑典型桂林峰叢地貌貴州峰叢（錐狀巖溶）典型桂林峰林地貌湖北利川緩丘平原三疊系中統(tǒng)巴東組薄層狀白云質(zhì)灰?guī)r，石灰?guī)r。石柱林左：湖北五峰柴埠溪石柱；右：湖北恩施大峽谷石柱柱狀峰林廣西羅城縣劍江峰林，與廣西鐘山縣十里荷塘非常相似。地貌類型似乎介于桂林峰林和石柱林之間。云南石林、小寨天坑、黃龍鈣華、金佛山臺地地貌廣西鳳山縣外里漏斗外里漏斗屬于巨型漏斗，四周石峰圍繞，漏斗直徑達(dá)900米。廣西樂業(yè)下崗坡立谷坡立谷，是指巖溶區(qū)內(nèi)或巖溶區(qū)與非巖溶區(qū)接觸帶所形成的較大面積谷地，前者稱為坡立谷，后者稱為邊緣坡立谷。峰叢谷地天窗（karstwindow+skylight)karstwindow是指地下河（洞穴）露出地表的部分或地下河的明流段；而skylight是通向地表的洞頂孔穴（hole），光線由此射入洞穴。巖溶峽谷（芙蓉江）天生橋和穿洞主要區(qū)別是殘留頂板的寬度、跨度和頂板上方的地貌形態(tài)。天生橋頂板跨度不小于寬度，頂板上部地形相對平坦，否則應(yīng)為穿洞。天生橋參數(shù)：橋高、橋厚、橋?qū)?、拱高、跨度。穿洞天生?962年，前蘇聯(lián)學(xué)者Соколов提出巖溶發(fā)育有４個(gè)基本條件，即①可溶巖、②可溶巖能透水、③具有侵蝕性的水和④水是不斷運(yùn)動(dòng)的?？扇軒r和水是巖溶發(fā)育最基本的物質(zhì)條件；構(gòu)造裂縫是巖溶發(fā)育的基本通道受斷裂控制的冠巖地下河系統(tǒng)塔北露頭區(qū)受斷裂控制的溶蝕縫和管道系統(tǒng)4、巖溶發(fā)育條件巖溶水文地質(zhì)基礎(chǔ)水是巖溶發(fā)育基本的物質(zhì)條件之一，只有在水循環(huán)體系內(nèi)，巖溶才會發(fā)育。水是通過其物理、化學(xué)特性和水動(dòng)力條件來控制巖溶縫洞系統(tǒng)；造成自然界巖溶洞穴形態(tài)千差萬別和形成發(fā)育特，所不同的最基本原因是水動(dòng)力條件。具有次生孔隙可溶巖體沿節(jié)理和層面不斷擴(kuò)溶而形成巖溶縫洞系統(tǒng)的整個(gè)過程。巖溶發(fā)育的水動(dòng)力機(jī)制混合溶蝕作用B?gli混合溶蝕作用圖解

巖溶的發(fā)育過程是從10μm級別大小的碳酸鹽巖裂隙封閉端或交叉點(diǎn)開始的具溶蝕能力的水進(jìn)入裂隙后很快就會達(dá)到飽和，因此，對大型溶洞（洞穴）的形成也就無法給出一個(gè)圓滿解釋。1964年，B?gli將化學(xué)過程中觀察到的混合溶蝕現(xiàn)象用來解釋巖溶洞穴的發(fā)育過程。濱海巖溶發(fā)育模式巖溶發(fā)育的水動(dòng)力機(jī)制巖石成分影響化學(xué)溶解量巖石結(jié)構(gòu)影響物理破壞量連續(xù)性較好的灰?guī)r，其溶蝕作用主要沿節(jié)理裂隙進(jìn)行，形成不均一的巖溶管道，規(guī)模較大厚層塊狀白云巖主要通過孔隙滲透溶濾，形成比較均一的孔隙－裂隙網(wǎng)絡(luò)，規(guī)模較小；灰?guī)r夾白云巖型和灰?guī)r－白云巖交互型則介于兩者之間，構(gòu)成小型管道－裂隙－孔隙交互型巖溶系統(tǒng)。地質(zhì)因素：巖性巖層厚度層組類型構(gòu)造運(yùn)動(dòng)5、巖溶發(fā)育控制因素巖溶水文地質(zhì)基礎(chǔ)碳酸鹽巖層組結(jié)構(gòu)類型與巖溶關(guān)系巖溶層組類型桂林地區(qū)典型地層巖溶地貌形態(tài)類型亞型個(gè)體形態(tài)巖溶地貌均勻狀純碳酸鹽巖類灰?guī)r連續(xù)型亮晶顆?；?guī)r亞型融縣組中上部桶狀、塔狀、屏風(fēng)狀石峰和廊道式、廳堂式大型洞穴峰叢洼地峰叢谷地峰林谷地峰林平原亮泥晶顆?；?guī)r亞型融縣組中下部灰?guī)r夾白云巖型泥晶顆粒灰?guī)r夾白云巖亞型桂林組單面山、螺絲山和順層面發(fā)育的洞穴灰?guī)r-白云巖交互型斑塊狀云灰?guī)r或灰云巖亞型東崗嶺組灰?guī)r-白云巖間隔型微晶化灰?guī)r間白云巖亞型巖關(guān)階上段圓錐狀、螺絲狀石峰和迷宮型溶洞間層狀不純碳酸鹽巖類斷續(xù)狀不純碳酸鹽巖扁豆?fàn)钅噘|(zhì)灰?guī)r亞型五指山組圓丘狀饅頭山和小型泉水溶丘洼地叢丘谷地緩丘谷地含硅質(zhì)團(tuán)塊泥質(zhì)灰?guī)r亞型羅明組付和段、黃金組桂林地區(qū)巖溶層組類型與巖溶地貌形態(tài)關(guān)系地質(zhì)構(gòu)造對洞穴發(fā)育影響最大的是褶皺形態(tài)平緩褶皺地區(qū)易形成大型網(wǎng)絡(luò)狀洞穴系統(tǒng)。湖北利川騰龍洞洞穴系統(tǒng)，總長40,582m，形成于小青埡寬緩背斜的東南翼，巖層中的縱張裂隙決定著主洞的發(fā)育方向；巖層產(chǎn)狀平緩，巖層傾角5～20°，地下水易沿層間運(yùn)動(dòng)，為在翼部形成水平洞穴創(chuàng)造了條件。洞穴與斷裂構(gòu)造的關(guān)系洞穴的延展并不是沿著區(qū)域性的大斷裂破碎帶發(fā)育，而是與低次序的小型斷層和節(jié)理緊密共生。一個(gè)大的洞穴系統(tǒng)不同洞段的走向與區(qū)域應(yīng)力場所產(chǎn)生的幾組斷裂和節(jié)理發(fā)育方向非常吻合。“X”型節(jié)理，是控制洞道拐折的主要破裂面，從而形成網(wǎng)絡(luò)狀和迷宮狀洞穴的發(fā)育格局。支流多受壓扭性斷裂的控制,出口受張扭裂面的控制；構(gòu)造裂隙往往沿縱張裂隙追蹤，并與層面裂隙溝通，形成裂隙水網(wǎng)。北東向與“S”型導(dǎo)水結(jié)構(gòu)面交織，支流匯入主流，組合成統(tǒng)一的地下河系。廣西樂業(yè)的百朗地下河系統(tǒng)，主道受“S”型構(gòu)造主體背斜的控制，其展布形態(tài)與褶皺基本輪廓一致新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)新近紀(jì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，體現(xiàn)在洞穴的成層性現(xiàn)象。洞穴的成層性是指那些地下水位或淺飽水帶生成的洞穴，后來抬升至包氣帶，而集中地分布在一定高度上的水平洞穴。它表示過去地史上地殼相對穩(wěn)定階段，也是洞穴發(fā)育的強(qiáng)盛時(shí)期。一般可見3～5個(gè)洞穴層。廣西中部，現(xiàn)代地下水位以上10～40m范圍內(nèi)的這一層洞穴數(shù)量最多，規(guī)模最大，保存也最完好。云貴高原洞穴產(chǎn)出的高程在1700～2300m，但相對高度都在當(dāng)?shù)氐叵滤灰陨?00～200m的范圍內(nèi)，洞穴也可分為3～5層。氣候?qū)r溶發(fā)育的影響降水量年平均降水量在600mm以下時(shí)，地表巖溶形態(tài)特征不明顯發(fā)育峰林地貌所需的降水量必需在1200mm以上。溫度一是控制溶蝕的化學(xué)反應(yīng)速度；二是通過對生物、土壤的影響控制巖溶地貌的發(fā)育；三是當(dāng)溫度低于某一閾值之后，碳酸鹽巖的抗風(fēng)化能力發(fā)生重大變化土壤主要是通過土壤、空氣中CO2發(fā)生作用，這是由于巖溶區(qū)的雙層剝蝕作用——表層為地表水侵蝕和溶蝕，同時(shí)在土層和巖石界面處也發(fā)生較強(qiáng)的溶蝕。巖溶溶蝕作用速度的定量概念桂林峰叢洼地區(qū)的溶蝕速度為89.68mm/ka，石灰?guī)r巖塊平均溶蝕速度為87.88mm/ka半干旱的條件下，地表巖溶溶蝕速度可達(dá)10～30mm/ka，而濕潤條件下，可達(dá)50～300mm/ka。垂向滲濾（溶蝕）帶徑流溶蝕帶表層巖溶帶潛流（溶蝕）帶以巖溶系統(tǒng)發(fā)育的強(qiáng)弱及地下水運(yùn)動(dòng)方式、巖溶作用方式為基礎(chǔ)，將巖溶系統(tǒng)垂向劃分為表層巖溶帶、垂向滲濾溶蝕帶、徑流溶蝕帶、潛流溶蝕帶6、巖溶垂向分帶理論巖溶水文地質(zhì)基礎(chǔ)垂向滲濾溶蝕帶表層巖溶帶潛流溶蝕帶峰叢洼地現(xiàn)代排泄基準(zhǔn)徑流溶蝕帶現(xiàn)代巖溶垂向分帶與分帶特點(diǎn)表層巖溶帶：包氣帶上部，屬巖溶地下水系統(tǒng)淺層循環(huán)帶;巖溶空間規(guī)模相對較小；溶蝕空間連通性相對較強(qiáng)；局部發(fā)育有小型巖溶管道系統(tǒng)；不同地貌單元，其分帶厚度具有明顯的差異。垂向滲濾帶：包氣帶下部，屬地下水滲濾帶，以形成一系列垂直或高角度的溶縫或溶洞為主；溶蝕空間連通相對較弱表層巖溶帶垂向滲濾帶徑流溶蝕帶潛流溶蝕帶徑流溶蝕帶：位于地下水徑流帶，地下水沿近水平方向徑流，多形成一系列近水平溶縫、溶洞或巖溶管道系統(tǒng)；溶蝕空間規(guī)模相對較大，同系統(tǒng)巖溶空間連通性較強(qiáng)；巖溶發(fā)育極不均一潛流溶蝕帶：位于地下水徑流帶之下,地下水流速相對較慢，溶蝕空間規(guī)模相對較小，后期機(jī)械充填較弱，化學(xué)沉積作用相對較強(qiáng)，整體巖溶相對不發(fā)育現(xiàn)代巖溶垂向分帶與分帶特點(diǎn)巖溶系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是：具有地表和地下雙系統(tǒng)；洞穴是巖溶區(qū)最為普遍的地下地貌。雙層系統(tǒng)7、巖溶水系統(tǒng)巖溶水文地質(zhì)基礎(chǔ)按巖溶地下水出露條件劃分為四大類：地下河系統(tǒng)巖溶泉系統(tǒng)集中排泄帶巖溶地下水系統(tǒng)分散排泄巖溶地下水系統(tǒng)7、巖溶水系統(tǒng)巖溶水文地質(zhì)基礎(chǔ)巖溶地下水系統(tǒng)是指有水力聯(lián)系的巖溶地質(zhì)體及賦存其中的地下水構(gòu)成的有機(jī)整體。巖溶水系統(tǒng)具有獨(dú)立且完整的補(bǔ)給、徑流、調(diào)蓄、排泄條件，邊界條件清楚，水力聯(lián)系密切。巖溶地下水系統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)特征區(qū)域分布邊界條件補(bǔ)給區(qū)徑流區(qū)排泄區(qū)滲流帶（包氣帶）季節(jié)變動(dòng)帶潛流帶（飽水帶）深部緩流帶平面分區(qū)性垂向分帶性7、巖溶水系統(tǒng)特征巖溶水文地質(zhì)基礎(chǔ)冠巖地下河是桂林附近峰叢洼地區(qū)發(fā)育的最大一條現(xiàn)代地下河，總長超過12km，流域面積80km2

冠巖地下河的發(fā)育受地形地貌、斷裂構(gòu)造和水動(dòng)力條件聯(lián)合控制，地下河潛伏于峰叢洼地之下，形成地表洼地--豎井--落水洞--地下河相耦合的巖溶系統(tǒng)冠巖地下河洞穴系統(tǒng)為一聚集單管道型、多管道型、廳堂型，且具多層分布的復(fù)雜洞穴系統(tǒng)洞穴結(jié)構(gòu)具有廳堂型、管道型和小型溶蝕洞穴三種類型典型地下河系統(tǒng)冠巖北西向張性的人字型構(gòu)造，對冠巖地下河系中、下游的通道發(fā)育起較大的控制作用冠巖地下河洞穴系統(tǒng)分布圖

冠巖地下河系統(tǒng)縱剖面圖洛塔地下河系統(tǒng)極為發(fā)育，長度在1km以上的地下河51條，總長約82km

；以位于盆地北部及中部的屋檐洞地下河系最大，其匯水面積65.79km2，占盆地總面積的64.5%平面組合大體可分為三種類型

單管道型（也稱單枝型）多管道型（樹枝型）網(wǎng)絡(luò)型（迷宮型）

地下河系統(tǒng)洛塔

溶洞系統(tǒng)分布相對集中在1300m、1100m、900m、640m高程附近，構(gòu)成四個(gè)溶洞層地下河系統(tǒng)形成控制因素峰林平原巖溶系統(tǒng)三元垂直分帶結(jié)構(gòu)內(nèi)容提要南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查技術(shù)要點(diǎn)

巖溶水文地質(zhì)基礎(chǔ)桂林巖溶水文地質(zhì)北方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查技術(shù)要點(diǎn)1、自然地理桂林巖溶水文地質(zhì)桂林處于亞熱帶季風(fēng)氣候帶，年平均氣溫18～19℃年平均降雨量1680～2180mm；年平均蒸發(fā)量1263～1566mm巖溶地貌類型：峰林谷地峰叢洼地孤峰平原峰叢谷地溶嶺谷地漓江屬珠江水系，河流總長度160km；多年平均徑流量127m3/s,最枯徑流量8m3/s，主要支流7條

巖溶區(qū)總面積5763.77km2，碎屑巖區(qū)總面積6363.71km2地層：志留系地層缺失震旦系至第四系泥盆系最廣泛2、地質(zhì)與水文地質(zhì)桂林巖溶水文地質(zhì)孔隙水巖溶水基巖裂隙水地下水類型純碳酸鹽巖含水巖組：泥盆系上統(tǒng)融縣組和中統(tǒng)東崗嶺組。不純碳酸鹽巖含水巖組：石炭系下統(tǒng)巖關(guān)階組。次純碳酸鹽巖含水巖組：泥盆系上統(tǒng)榴江組。8個(gè)地下河系統(tǒng)20個(gè)集中排泄帶系統(tǒng)5個(gè)分散排泄系統(tǒng)地下水系統(tǒng)劃分面狀分散入滲補(bǔ)給點(diǎn)狀集中注入補(bǔ)給線狀集中滲漏補(bǔ)給二次補(bǔ)給補(bǔ)給特征桂林地下水系統(tǒng)概念模式巖溶水系統(tǒng)孔隙水系統(tǒng)裂隙水系統(tǒng)漓江（桂林段）是一個(gè)巖溶盆地儲水構(gòu)造地下水總體上由東西兩側(cè)峰叢山區(qū)向漓江河谷呈網(wǎng)絡(luò)狀排泄漓江（桂林段）東、西區(qū)為典型集中排泄帶巖溶地下水系統(tǒng)第一層，標(biāo)高150-120m，呈網(wǎng)絡(luò)狀分布第二層，標(biāo)高120-90m，呈樹枝狀似層流為主第三層，標(biāo)高90-50m，為承壓流。巖溶水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第一層第二層第三層峰林平原區(qū)地下水流向趨勢流場峰叢區(qū)：巖溶不均勻性流場不統(tǒng)一性非連續(xù)水流內(nèi)容提要南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查技術(shù)要點(diǎn)

巖溶水文地質(zhì)基礎(chǔ)桂林巖溶水文地質(zhì)北方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查技術(shù)要點(diǎn)1、基本要求南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查圍繞社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對水文地質(zhì)調(diào)查的需求針對南方巖溶地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)條件特點(diǎn)明確1：5萬巖溶水文地質(zhì)調(diào)查的基本任務(wù)調(diào)查巖溶水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)關(guān)鍵技術(shù)問題2、社會需求南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查受全球氣候變化和特殊巖溶地質(zhì)條件影響，巖溶地區(qū)干旱缺水嚴(yán)重。急需開展水文地質(zhì)調(diào)查工作，查明水資源開發(fā)利用條件，為居民生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供水資源保障云南，在1500-1999年間的500年，旱災(zāi)出現(xiàn)473次，旱災(zāi)頻率94.6%2、社會需求南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查既旱又澇，洪澇災(zāi)害頻發(fā)，給人民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了威脅，急需查明洪澇分布、規(guī)模、產(chǎn)生原因，提出洪澇災(zāi)害治理措施或方案2、社會需求南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查2、社會需求南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查巖溶地下水污染越來越嚴(yán)重，地下河水質(zhì)變差，給供水安全和人民生命健康帶來了安全隱患。急需解決地下水污染防治和水質(zhì)保護(hù)問題巖-土系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，污染場地處理難度更大2、社會需求南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查貧困——西南巖溶區(qū)是中國最大的連片貧困區(qū)以水資源有效開發(fā)利用為龍頭，以生態(tài)經(jīng)濟(jì)綜合發(fā)展為模式，可以促進(jìn)扶貧攻堅(jiān)工作的進(jìn)程。需要綜合集成巖溶地質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)和農(nóng)業(yè)地質(zhì)等地質(zhì)背景資料，制訂水資源開發(fā)利用、生態(tài)環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展可持續(xù)模式3、基本任務(wù)南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查（1）調(diào)查巖溶地質(zhì)條件地層、地質(zhì)構(gòu)造的分布、類型、特點(diǎn)及對巖溶含水介質(zhì)的控制和影響；碳酸鹽巖的分布和特點(diǎn)；控制地下河、巖溶泉及蓄水構(gòu)造形成的地貌、地質(zhì)條件。3、基本任務(wù)南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查（2）掌握區(qū)域巖溶發(fā)育規(guī)律地表巖溶形態(tài)：巖溶地貌類型劃分，分布狀況與特征，巖溶個(gè)體形態(tài)；巖溶洞穴：三維結(jié)構(gòu)特征，區(qū)域發(fā)育規(guī)律，與地下水的關(guān)系；表層巖溶帶：發(fā)育與結(jié)構(gòu)特征，區(qū)域分布規(guī)律；地下巖溶：巖溶管道、溶蝕縫、裂隙的形態(tài)特征、分布規(guī)律，巖溶發(fā)育垂向分帶特征；巖溶發(fā)育控制因素：碳酸鹽巖層組結(jié)構(gòu)與巖溶發(fā)育關(guān)系，地質(zhì)構(gòu)造對巖溶發(fā)育的控制作用，水動(dòng)力條件對巖溶發(fā)育的影響，巖溶發(fā)育期次及特征。3、基本任務(wù)南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查（3）調(diào)查巖溶地下水系統(tǒng)特征巖溶含水巖組與地下水類型：巖溶含水層組劃分，主要巖溶含水層組水文地質(zhì)特征，巖溶地下水類型及其分布特征；巖溶地下水系統(tǒng)：水文地質(zhì)分區(qū)或地下水系統(tǒng)劃分，地下水富集規(guī)律，系統(tǒng)邊界條件；地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄及動(dòng)態(tài)變化特征；地下水化學(xué)特性。3、基本任務(wù)南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查（4）掌握巖溶地下水資源開發(fā)量與潛力天然水資源量評價(jià)；可開采水資源量評價(jià)；地下水水質(zhì)評價(jià)；水資源動(dòng)態(tài)變化規(guī)律3、基本任務(wù)南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查（5）調(diào)查巖溶地下水開發(fā)利用條件水源點(diǎn)（水源地）的允許開采量；堵、蓄、提、引等巖溶地下水開發(fā)利用工程的地質(zhì)條件，蓄水構(gòu)造的鉆井提水條件，巖溶泉擴(kuò)泉引水的環(huán)境地質(zhì)條件；提出巖溶地下水開發(fā)利用規(guī)劃與工程方案3、基本任務(wù)南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查（6）調(diào)查主要巖溶環(huán)境地質(zhì)問題：與地下水有關(guān)的重大環(huán)境地質(zhì)問題的分布特征、造成的危害、形成原因、發(fā)展趨勢和防治現(xiàn)狀巖溶干旱災(zāi)害巖溶洪澇災(zāi)害巖溶石漠化及水土流失地下水污染礦山環(huán)境地質(zhì)問題巖溶塌陷其它環(huán)境地質(zhì)問題4、南方巖溶特點(diǎn)南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查（1）巖溶形態(tài)的多樣性4、南方巖溶特點(diǎn)南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查（2）巖溶發(fā)育的不均一性地表水主要分布于極少數(shù)大江、大河中，無法解決區(qū)域性供水問題；地下含水介質(zhì)則以溶洞、管道和溶蝕孔隙為主孔、隙、縫、管、洞并存，多尺度（3）巖溶含水介質(zhì)的多重性模型刻畫極其困難（4）巖溶水流的多相性液相流、氣相流、固相流并存；快速流與慢速流并存；達(dá)西流與非達(dá)西流并存。（5）巖溶水動(dòng)態(tài)變化的劇變性4、南方巖溶特點(diǎn)南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查（6）巖溶水系統(tǒng)的多級性一般劃分到五級，即五級巖溶水系統(tǒng)是1:5萬水文地質(zhì)調(diào)查的基本單元。各級巖溶水系統(tǒng)均應(yīng)圈定其邊界，系統(tǒng)邊界一般由隔水巖層、地下分水嶺和排泄基準(zhǔn)面等構(gòu)成。巖溶水系統(tǒng)劃分方法在地下分水嶺與地表分水嶺一致的情況下，可根據(jù)地表分水嶺來圈定巖溶水系統(tǒng)的邊界；當(dāng)?shù)叵路炙畮X與地表分水嶺不一致時(shí)，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、地下水位和水化學(xué)指標(biāo)等綜合因素分析圈定巖溶水系統(tǒng)的邊界。作為重點(diǎn)調(diào)查的巖溶水系統(tǒng)，應(yīng)采用綜合勘查手段確定巖溶水系統(tǒng)的水平和垂向邊界，并根據(jù)系統(tǒng)出口總流量驗(yàn)證水平邊界范圍廣西全區(qū)共劃分為11個(gè)二級系統(tǒng)，18個(gè)三級系統(tǒng)，55個(gè)四級系統(tǒng)。已開展1：5萬水文地質(zhì)調(diào)查的流域進(jìn)行了個(gè)五級系統(tǒng)劃分，共劃分出五級系統(tǒng)共368個(gè)4、南方巖溶特點(diǎn)南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查（7）巖溶地下水污染的隱蔽性與復(fù)雜性4、南方巖溶特點(diǎn)南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查（8）巖溶水資源開發(fā)的調(diào)節(jié)性地表水系不發(fā)育，淺部涵水調(diào)節(jié)能力差4、南方巖溶特點(diǎn)南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查5、關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查（1）12張野外調(diào)查記錄卡片地質(zhì)點(diǎn)野外調(diào)查記錄卡片巖溶點(diǎn)野外調(diào)查記錄卡片天然水點(diǎn)野外調(diào)查記錄卡片表層巖溶泉野外調(diào)查記錄卡片機(jī)（民）井野外調(diào)查記錄卡片巖溶干旱調(diào)查記錄表巖溶洪澇調(diào)查記錄表石漠化野外調(diào)查記錄卡片巖溶生態(tài)環(huán)境地質(zhì)野外調(diào)查記錄卡片地下水污染調(diào)查表地方病調(diào)查表路線小結(jié)記錄卡片5、關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查（2）十個(gè)重點(diǎn)方面地層巖性地質(zhì)構(gòu)造地形地貌巖溶現(xiàn)象表層巖溶帶巖溶水文地質(zhì)現(xiàn)象補(bǔ)給條件徑流條件巖溶地下河巖溶水資源開發(fā)利用條件大氣降水、地表水和巖溶地下水的轉(zhuǎn)化關(guān)系；人類活動(dòng)/土地利用變化對巖溶地下水補(bǔ)給、徑流和排泄條件的影響和改變；巖溶地下水動(dòng)態(tài).內(nèi)容提要南方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查技術(shù)要點(diǎn)

巖溶水文地質(zhì)基礎(chǔ)桂林巖溶水文地質(zhì)北方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查技術(shù)要點(diǎn)1、區(qū)域特征北方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查（1）碳酸鹽巖地層北方碳酸鹽巖埋藏類型分布圖華北地臺面積99.2萬km2，分布碳酸鹽巖面積68.5萬km2；裸露7.78萬km2

，覆蓋8.74萬km2，埋藏區(qū)51.95萬km2古生界碳酸鹽巖主要層位寒武系：中統(tǒng)張夏組，上統(tǒng)固山、長山、鳳山組奧陶系：下統(tǒng)冶里、亮甲山組，中統(tǒng)上下馬家溝、峰峰組長城系：團(tuán)山子組、高于莊組薊縣系：霧迷山組鐵嶺組中元古界標(biāo)志性碳酸鹽巖1、區(qū)域特征北方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查（2）北方巖溶水資源北方巖溶水資源量108.8億m3/a,北方巖溶水所具有的水量集中程度高、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定、水質(zhì)良好的屬性，是30多個(gè)地市級以上城市、100多個(gè)縣級城市以及廣大巖溶山區(qū)鄉(xiāng)村人畜飲用水的主要供水水源；

數(shù)十座大型火電廠冷卻用水水源；70%以上北方大型煤礦生活、生產(chǎn)用水水源；

上千萬畝農(nóng)田灌溉用水水源；

不少巖溶大泉成為重要旅游資源；

并發(fā)揮著維系下游河流沿岸良性生態(tài)環(huán)境功能。巖溶水供水的地市級以上城市及巖溶水水源地分布圖（3）北方巖溶地貌及影響因素1、區(qū)域特征北方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查地表巖溶形態(tài)-常態(tài)山、干谷，封閉負(fù)地形極少（多古巖溶洼地），微地貌較多；地下巖溶形態(tài)-孔、隙、縫、洞；洞穴堆積物-物理、化學(xué)；膏溶現(xiàn)象（似層狀膏溶角礫巖）；巖溶水文地質(zhì)現(xiàn)象--巖溶泉、地下河(較少)、泉華；全區(qū)天然流量>1.0m3/s41處，>0.1m3/s170余處，地下河至少6條（太子河4處，北京1處，河北阜平1處）北方巖溶泉分布圖（4）北方巖溶發(fā)育影響因素1、區(qū)域特征北方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查巖性、結(jié)構(gòu)、層組類型、構(gòu)造；地球化學(xué)背景、黃土、煤系、膏溶作用；氣候（降水、氣溫、土壤CO2等）；古巖溶；新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、河流階地穩(wěn)定期橫向巖溶發(fā)育；水動(dòng)力條件（水動(dòng)力分區(qū)、地表水強(qiáng)烈交換區(qū)、…）、外源水。溶蝕試驗(yàn)表明石灰?guī)r較白云巖的年溶蝕量高出21%-29%；我國可分三個(gè)帶，重量增加的西北，地表大于地下的北方；地下大于地上的南方我國南北方野外溶蝕試驗(yàn)結(jié)果的對比降水量與溶蝕量的關(guān)系（5）北方巖溶水的循環(huán)中國北方巖溶地下水系統(tǒng)和巖溶泉水分布略圖系統(tǒng)性強(qiáng)119個(gè)系統(tǒng)170巖溶大泉規(guī)模大1453.2km2

資源要素多轉(zhuǎn)化關(guān)系復(fù)雜，53個(gè)水煤共存83個(gè)1、區(qū)域特征北方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查（6）巖溶含水層介質(zhì)結(jié)構(gòu)類型1、區(qū)域特征北方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查溶蝕裂隙為主，除局部外，總體為達(dá)西層流;膏溶作用下中奧陶含水層（Ⅰ類）構(gòu)造裂隙控制下的含水層（Ⅱ類）層間夾層（Ⅲ類）孔隙裂隙型（Ⅳ類）不同類型鉆孔涌水量頻率曲線圖2、主要環(huán)境問題北方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查巖溶泉水?dāng)嗔鳌⒘髁看蠓认陆?；巖溶地下水超采、區(qū)域水位持續(xù)下降、含水層疏干；水質(zhì)污染并不斷惡化；巖溶塌陷、地面沉降、地裂；礦坑突水；海水入侵；旅游功能下降；生態(tài)功能喪失；……。北方80%以上巖溶泉水流量趨勢性衰減;

以山西省15個(gè)巖溶大泉為例，1956-1979和1980-2008年，前、后兩期總流量由73m3/s減少到46m3/s，到2008年僅為34.84m3/s。1986年（天然泉水）2005年（人工抽水）煤礦采空區(qū)巖溶塌陷：全區(qū)發(fā)生巖溶塌陷73處，1586個(gè)塌坑北方巖溶塌陷分布圖煤礦開采期后潛在威脅3、技術(shù)要求北方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查（1）目的任務(wù)3、技術(shù)要求北方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查（2）工作部署（3）調(diào)查內(nèi)容3、技術(shù)要求北方巖溶水文地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)地質(zhì)補(bǔ)充調(diào)查；巖溶地貌及影響因素；巖溶水文地質(zhì)調(diào)查；巖溶水環(huán)境問題調(diào)查（水質(zhì)、水量、衍生