贵阳生态文明城市建设中的岩溶水文地质工作方向研究

2020年3月
第42卷第2期
地下水
Ground water
Mar. ,2020
Vol.42 NO.2
DOI：10. 19807/ki.DXS.2020 - 02 -048
贵阳生态文明城市建设中的岩溶水文地质工作方向研究
韩忠强
(贵州省地质矿产勘查开发局111地质大队，贵州贵阳550008)
[摘要]贵阳市地处黔中山原中部，岩溶发育强烈，生态环境脆弱。

科学开展水文地质工作，对缓解贵阳城 市发展用水困难、增强防灾减灾能力、加强生态环境管理以及提高城市水环境质量等有积极作用。

基于贵阳市水文 地质条件，对贵阳市生态文明建设和城市化发展过程中存在的岩溶水文地质问题进行剖析，提出了岩溶地下水系统结构特征与资源评价、重要水源地水文地质特征与水环境现状调查、岩溶水文地质条件与生态环境保护的交互耦合、多要素融合下的岩溶地下水资源优化配置及地下水环境会商服务与决策支持平台建设等工作建议，为贵阳市生 态文明建设和城市可持续发展提供水文地质思路。

[关键词]生态文明建设；岩溶水文地质；地下水；贵阳市
[中图分类号]P642.252 [文献标识码]B
贵阳市，贵州省省会，处于云贵高原东部，全省的地理中 心位置，自然资源丰富、生物种类繁多，是长江、珠江两大水 系上游交错地带最大的城市群，碳酸盐岩地层广布，岩溶发 育强烈，地质、水文地质条件极为复杂。

独特的地理位置使 得贵阳市生态环境极为敏感，而特殊的地质、水文地质背景 则造成了贵阳市岩溶生态环境较为脆弱的特点。

经济发展 与生态环境在社会发展中是相互联系、影响以及制约且统一 的[1_3]。

近年来，贵阳市在城市化的推进过程中，生态破坏、环境污染等问题不断出现[4]，如何解决好城市化发展、经济 增长等与资源合理开发利用、生态环境保护间的矛盾，已成 为贵阳市社会经济发展与“生态文明建设”不可逾越的主要 问题之一。

地下水作为连接大气圈、生物圈以及岩石圈的纽带，是 贵阳市建设生态文明城市的关键基础背景之一。

岩溶水文 地质学是研究岩溶地下水的科学，内容主要包括岩溶含水介 质、地下水形成条件及运动规律、水化学场、地下水动态、地 下水与环境的相互关系、地下水资源开发利用以及勘查技术 等[5]。

因此，文章对贵阳市生态文明建设和城市化进程中面 临的水文地质问题以及对生态环境的作用进行了分析，提出 开展针对岩溶区城市化的专项水文地质工作，为贵阳市“生 态文明建设”、城市可持续发展和保障“两江“上游生态安全 工作部署提供水文地质的技术思路，为新时期岩溶区城市水 文地质工作提供方向参考。

1研究区基本概况
11自然地理
贵阳市位于黔中山原中部，处于长江水系与珠江水系的 分水岭地带[6),面积8 034 km2。

地势上地处云贵高原的东 斜坡区域，属全国东部向西部高原过渡地带，地形、地貌走势 大致呈东西向延展，地势起伏较大，南北低，中部高，区内最 高点位于清镇市东部站街镇宝塔山，海拔1 762 m，最低点在 开阳县北部水龙乡小河口乌江出境处，海拔529 m，全市平均[文章编号]1004 - 1184(2020)02 -0137 -02
海拔1 200 m。

贵阳市地处我国西南连片岩溶分布区的核心 部位，碳酸盐岩分布面积占全区面积的74.68%，且岩溶发 育，是典型的岩溶生态脆弱区。

1.2地质条件
贵阳市地跨贵阳构造复杂变形区与贵定南北向构造变形 区，其中贵阳构造复杂变形区所处的遵义断拱构造区是黔北 台隆的主体，是扬子准地台中最稳定的部分。

在地层分区上 属黔中小区，主要特征为古生代早、中期相对拱起，致使大部 分区域缺失泥盆系、志留系及部分石炭系、奥陶系，石炭系下 统或二叠系与下覆寒武系、奥陶系不同层位直接接触；贵定 南北线构造变形区所处的黔南台陷是广西裂谷带的组成部 分，是地台上一度发生裂陷作用并向地槽转化的一个地区，它由泥盆系的拉张环境逐渐扩展到中三叠世的深水海盆，地 层分区上属右江地层小区，其主要特征是早古生代后期地层 发育不全、保存不好，缺失奥陶系和志留系。

全区以碳酸盐 岩分布为主，裸露型碳酸盐岩的分布占总面积的74. 68%。

贵阳市拥有丰富的磷、铝、煤等矿产资源，属较为典型的 资源型城市，其经济发展一定程度上依赖于资源约束型产业[7]。

1.3水文地质
贵阳市地下水总体受地质构造、地貌及水文网控制，径 流条件复杂，区内中部的长江流域与珠江流域一级分水岭控 制着浅层地下水北部向北径流，南部向南排泄的大趋势[6]。

根据区域地下水赋存状态、岩石类型及其水理性质及地下水 动力特征等因素，可将区内地下水划分为松散岩类孔隙水、基岩（碎屑岩）裂隙水、碳酸盐岩岩溶水三大类型。

其中碳酸 盐岩岩溶水分布范围最广，多以溶洞、溶孔等岩溶含水介质 为主，易形成地下河或岩溶大泉集中排泄系统。

2生态文明城市建设中的岩溶水文地质问题2.1岩溶地下水系统条件查明程度不高
岩溶地下水系统的划分和研究对岩溶地下水资源评价以
[收稿日期]2019 -08 -05
[作者简介]韩忠强（1964 -),男，贵州湄潭人，高级经济师，主要从事地质经济研究及行政管理工作。

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及管理具有十分重要的意义，是进行水资源评价的基础和前 提。

贵阳市除主城区等部分地区开展过专项水文地质勘查 外,其余大部分区域水文地质工作程度均较低，仅仅停留在 上世纪70、80年代开展的1/20万工作精度上。

低精度的水 文地质工作无法系统、科学地判别地下水系统的边界条件、含水层特征以及岩溶管道的空间结构等，这一定程度上限制 了城市的科学、合理规划，以及造成城市运行过程中可能的 地下水污染、岩溶塌陷等一系列环境地质问题。

2.2地下水资源供需矛盾突出
水是支撑工农业发展、城镇化建设的重要资源。

新形势 下贵阳市城市发展规模不断扩大，工业园区化发展以及工业 产业集聚等对水资源需求量大幅度增加。

然而受地质环境 条件及经济社会发展布局的影响，贵阳市区域内已不具备大 规模新建地表水源工程的地形地质条件[8],经济社会进一步 发展，则将超出区域水资源承载能力。

与此同时，贵阳市生 态文明城市建设对水资源也提出了更高要求，不仅要满足经 济社会发展的用水，还要结合生态环境保护，提供必要的生 态环境用水。

据《贵阳市水生态文明城市建设规划（2014 - 2030年）》，至2020年贵阳全市可供水量约为13. 99亿m3,但还缺水4.32亿m3,缺水率将达30. 9%。

造成缺水的主要 原因是贵阳市在未来将大力推动工业化和城镇化发展，然而 贵阳市区域内可挖掘新建的水源工程并不多，现有备用水源 几乎为零，难以满足未来经济增长对水资源的需求。

相对于缺水状态而言，贵阳市的地下水是较为丰富的，但其利用占比仅为1.21% [91,这主要是由于岩溶区地下水环 境脆弱以及资源量评价精度不够且分布情况不明导致。

2.3工业排放导致地下水污染严重
贵阳市是全国最富的磷矿产区、贵州省铝土矿资源储量 最丰富的地区，丰富的矿产资源给地方经济注人了强劲动 力，但与此同时，开采及生产又对区域生态环境造成严重破 坏。

典型的有：养龙司河流域地下水及地表水污染，其中 2009年2月，乌江右岸34号泉（地下河出口）受污染，导致 乌江严重污染；此外洋水河流域内磷矿开采活动极为频繁，大量矿坑涌水造成地下水位下降，地下水天然露头干涸。

此 类矿山水环境问题严重影响了生态文明城市建设的进程。

2.4人类工程活动破坏重要地下水水源地
近年来，随着贵阳市社会经济的快速发展，频繁、高强度 的人类活动对地下水环境造成了改变和破坏。

典型的有 2017年贵阳市主城区东部的水源地汪家大井受人类活动影 响，水质出现污染现象；贵阳市某某工程隧道施工，造成白云 区南湖公园水源点断流；观山湖区阅山湖水源点受周边工程 勘察施工及排污管泄漏影响，造成水质污染等等。

贵阳市城 镇化建设在一定的区域内势必加重岩溶地下水环境的脆弱 性，如何平衡人类活动与地下水环境、生态环境保护，已成为 贵阳市建设生态文明示范城市过程中亟待解决的问题之一。

3生态文明城市建设中的岩溶水文地质工
作建议
从贵阳市存在的岩溶水文地质问题可以发现，新时期的 水文地质工作应从传统的对“物”变为对“人”，形式上则应 从被动的“计划导向”转变为主动地为城市“规划、建设、运行 和管理”提供服务。

因此，贵阳市今后的岩溶水文地质工作应紧紧围绕“生命安全、生存环境、生产发展和生活需求（据 李长安2019年‘城市地质调查工作的典型实例’）”进行，全 方位服务贵阳市的城市化和生态文明建设〇
3.1岩溶地下水系统结构特征与资源评价
在系统开展1/5万水文地质环境地质调查工作的基础 上，归纳总结贵阳市岩溶地下水系统的类型，不同类型岩溶 地下水系统的含水介质类型、结构、“三水”转化规律，以及地 下水的赋存和运移特征，获取不同地下水系统的边界和水文 地质参数，系统、科学地评价地下水开发利用量。

3.2重要水源地水文地质特征与水环境现状调查
地下水作为水圈的一部分，在与岩石圈、大气圈、生物圈 相互作用过程中成为能量交换和物质循环的载体与纽带，对 环境变化具有特殊敏感性。

强烈的人类活动如城镇化、矿山 开采等对岩溶地下水系统的结构、补径排特征及水质水量将 产生重要影响。

开展贵阳市重要饮用水、农业用水及生态环 境用水地下水源地的地下水系统特征及水环境调查，将有助 于全面掌控贵阳市地下水源地的“来龙去脉”，为科学使用、管理及保护地下水源地提供地质依据。

3.3岩溶水文地质条件与生态环境保护的交互耦合研究
不同类型岩溶地下水系统的补给、径流、排泄条件对生 态环境的控制及其相互影响，尤其是在人为作用干扰下，地 下水水文过程发生变化对生态环境的影响。

作为生态和环 境核心要素的水，其利用是水资源的正面效应，但过剩和不 足则引起水旱灾害。

岩溶地区生态地质环境极其脆弱，水资 源的不合理利用和破坏都会对生态环境造成负面影响，导致 植被退化、水土流失、石漠化加剧以及岩溶洪涝和干旱等频 繁发生，而生态环境恶化则反过来对岩溶地下水资源进行约 束，进而形成恶性循环，给整个区域的可持续发展带来障碍。

3.4多要素融合下的岩溶地下水资源优化配置研究
在经济和社会发展的驱动下，地下水开发利用过程中出 现的问题具有高度综合性和高度复杂性的特征，如何识别和 给出有效的对策缓解甚至解决相关问题，具有重大的战略意 义和实际意义。

诸如地下水污染等共性问题，需要通过地下 水污染源调査和评估来回答，而系统查清地下水开发与利用 过程中的问题及存在原因，有针对性提出地下水资源可持续 利用对策，确保地下水的可持续利用、水资源及其水环境安 全，是地区社会经济可持续发展关键。

贵阳市可有效开发的地表水资源有限，而岩溶地下水资 源丰富，但时空分布极不均匀，开发利用难度大，且易发岩溶 地面塌陷等地质灾害或地质环境问题等因素成为制约区内 岩溶地下水开发利用程度低的主要原因。

随着贵阳市经济 社会发展速度的提升，对水资源的需求将越来越大，单纯依 赖地表水或区外调水不是可持续的发展思路，从长远的可持 续发展角度，科学规划开发利用岩溶地下水资源，在保护生 态环境的前提下，同时又能够将岩溶地区地质环境问题限制 在可控范围内，将对贵阳市的经济社会建设和发展规划提供 十分重要的水文地质依据。

3.5地下水环境会商服务与决策支持平台建设
建设包含基础地质、水文地质、泉、井、地下水系统、水源 地保护区、生态红线保护区、污染源等内容，（下转第216页〉
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生态河堤建设不仅可有效防止水土流失和保护河道岸坡 体系，而且属于目前较新型的生态护坡技术，对于河道固土 护源、蓄水减洪和提升河岸植被生长能力发挥着重要作用。

需要综合考虑项目区的地形特征、土质状况、河道施工特征 等因素科学规划设计生态河堤建设，通过考察分析河道走 势、地形地貌等特征并将河道划分为交替变化区、常露区和 淹没区，然后结合各区域的特征选择合适的护坡形式。

近年 来，从国外引进的一种由多样化草皮、草种、复合纤维织物、反滤土工布等一体化新型护岸形式得到了广泛的应用，在防 治河岸水力侵蚀、降低土壤流失、恢复生态系统和绿化景观 等方面具有明显的优势。

3应用实例研究
辽宁省阜新市彰武县某河道治理工程项目河段治理总长 18.36 km,主要目标是对彰武县河道进行有效地保护。

该治 理项目主要包括：具体为：老堤加固3.832 km,河道险工治理 24处14.528 km。

护坡工程采取了生态水利技术，即采用生 态砼预制块对部分迎水面亲水平台以上护坡，背水面铺设草 皮护坡，亲水平台以下作砼护坡处理。

河道生态治理措施有 生态护岸、湿地工程、河岸绿化、护堤坝修筑及河道清淤等，为进一步净化河流水质和改善河道生态环境设立封闭隔离 措施、建设沿河生态带、生态护岸等综合治理工程，为恢复水 系统健康，逐渐形成景美、滩绿、流畅、水清的绿色生态长廊 奠定了基础[4]。

该河道治理段具有降水集中、坡降大、洪水位高、汇流时 间段等典型特征，较快的水流速度使得河流冲刷能力和携沙 能力较强，河道内泥沙、悬移质等含量较高且岸坡的抗冲刷 能力差，一旦发生洪水极易发生河槽淤塞、岸坡坍塌、河岸滑 坡等灾害，对周边的村庄乡镇、耕地等产生损害。

对此，辽宁 省水利厅及相关部门批复了该项目治理方案。

考虑了生态环境受建设工程影响作用的辽宁省阜新市彰 武县柳河治理工程项目，在河道治理过程中采取了生态水利
(上接第138页）
集空间数据管理、可视化查询、统计分析为一体的基于B/S 架构的地下水环境数据管理系统，逐步建立贵阳市地下水环 境会商服务与决策支持平台，为贵阳经济社会发展、生态环 境保护、自然资源系统建设等提供地下水环境数据支持和决 策分析依据。

4结语
随着贵阳市城市化的快速发展和生态文明城市建设的不 断推进，生态环境与发展之间的矛盾逐渐凸显[|(>]。

地下水 作为地球关键带中最为活跃的因子，是人类活动与地质环境 相互作用最直接、最显著的部分之一，通过对贵阳市生态文 明建设和城市化发展过程中存在的岩溶水文地质问题剖析，提出岩溶地下水系统结构特征与资源评价、重要水源地水文 地质特征与水环境现状调查、岩溶水文地质条件与生态环境 保护的交互耦合研究、多要素融合下的岩溶地下水资源优化 配置研究及地下水环境会商服务与决策支持平台建设等工 作建议，为贵阳市生态文明建设和城市可持续发展提供水文 地质的技术思路，为新时期岩溶区城市水文地质工作提供方 向参考。

技术措施，符合国家产业政策和生态环境保护要求。

当地生 态环境受五河治理项目的不利影响主要体现在项目永久占地、对土地的临时占用、原地貌破坏与扰动等方面，但是其影 响范围和作用程度相对较低且未新增水土流失。

在水土保 持防治措施中以充分考虑了生态环境受工程项目的影响作用，最大限度的减少其影响程度和作用范围。

建设项目的有利方面主要体现在，在很大程度上促进了当地的发展，从根 本上解决了河道防洪标准低、农田灌溉缺水等问题，具有显 著的经济与社会效益。

总而言之，该建设项目对河道生态环境和社会发展具有积 极的促进作用，对于暂时的不利影响可通过采取有效的治理措 施减免或最大程度的减低。

从生态环境的角度分析，该治理工 程时非常必要、切实可行的，产生的环境影响程度较低。

4结语
经过长期的发展和不懈的努力，在河道生态治理方面取得了一定的成效，形成了较为成熟的技术体系。

然而，在实 际工程中扔存在一些问题，如缺乏生态学、生物学和可持续发展等多门学科的综合应用。

为缓解河道生态系统受硬质护坡的不利影响，在工程治理建设中还要结合先进的技术经验，充分考虑河道治理状况选择合适的方法实现，从而实现 人水和谐相处的发展目标。

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