岩溶地下水库现状及保护分析
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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 ２ ５ ．ｏ １ ｓ 方 ｆ ｉ 米， 占全省地下水总量 的 ８％。据 凋查 统计， ３ 全
省流 量大于 ５ Ｕ 的岩溶地下河和大 泉 ２ ４ 条 ０ ｓ ８０ （ ， 下河 １３ 个） 地 ０条， 长 ６ １ｋ ， １ 总 ６０ ｍ平水 期流 量
的时间段的排泄量 累加后， 得到某一水头处 即可 的蓄水量进 而推算 出地下水库修建后所 形成 的
相应 水头时对应的库容 。
科学院地学部（ ０） ２ ５ ０ 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
工 程技 术
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岩 溶地 下 水库 现状 及保 护 分析
钱 少甫
Βιβλιοθήκη Baidu（ 州省 盘 县 水 利 局 ， 州 盘 县 ５ ３ ３ ） 贵 贵 ５ ５ ７
２ 岩溶地 下水库的渗漏 问题 ／ 岩溶地下水库 修建之后萁 渗漏问题包括 ３ 个 方面 ， 库底渗漏 ， 一是 二为侧 向渗漏， 三为坝体 渗漏 。理想 的岩溶地下水库库盆 内的地 层组成 中型： 容为 １０ － ０ ０万立方米 库 ０５０ ０ － 应该是具有 良好 的隔水层 般 有破坏隔水层的导 小型： 容为 １０ １ ０ ０ 库 ０ －０ ０ 万立方米 － 水断层 或节理 ， 隙， 裂 贵州省 普定县 马官地下水 小（ 一 库 容为 １０ １０ 万立方米 ０－００ 库就是一例 。岩溶地下水库 的侧 向一般多为灰 ￣ （ 型： ｈ－ －） 厍容为 ｌ ！０万立方米 ０ 岩、 白云岩组成提 否产生侧 向渗漏取决于岩性、 该分类系统简单方便实 用性强 。 岩层产状 、 岩体 的完整性 、 岩溶发育程度及连通 ２岩溶地下水库 的工程地质条件 性、 有无 地下分水岭及分水岩的性质等。 地下水 岩溶地下水库修建受 当时 的社会 经济和技 库修建过程 中坝体修 建不 当也会引起渗漏加 湖 在上世纪 ７ ０ 术条件等 的限制从 水 文地质与工程地质的角度 南省保靖县 白龙洞岩溶地下水库， 年代 曾经进 行过堵洞成库 工作 ， 未取得成功， 但 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 不成功的原因就是蓄水后坝基被击穿造成渗 与地表 水库一样 ， 岩溶 地下水库必须有 一 漏。 定的库容， 才能满足当地工农业 生产或饮 用水 量 ２ ． ３坝址选择 的要求 。 中地表— 其 地下岩溶水库的库容计算与 受地层 、 、 及地下河发育阶段等 因 岩性 构造 地表水库类似 ， 而岩溶地下水库库容的计算则要 素的影响岩 溶地 区地下河 的发育呈现 出不同的 复杂得 多， 受喀斯特 系统发育和勘 查精度 的控 特点 。根据地下河 的平 面结构类型 邓 自民将岩 制。而 由于喀斯特系统发育的复杂性岩 溶地下 溶地下河分为 简单 、 中等和复杂 ３ 种类 型。 中 其 水库库 容的计算结果往往精度不 高。 目前岩溶 简单型地下河平面结构为单管型， 只有一个单一 地下水库库容 的计算方法有 以下 ４ 种。 的 出 口， 型地 下河平 面结构 为树枝 型， 一 中等 有 ２ ． 中参数估算 ．１集 １ 至两个集 中排泄 口； 而复杂型地下河的平面结构 其原理是根据实测水文地 质资料 计算出库 则为网格型集 中排泄口多， 分散泄流也多。 从修 盆 内岩溶地下水位平均坡降然 后根据地下水库 建地下河水库 的选 址来说 简单型地下河是首选 坝前设计 水位抬升值圈定 回水范 围内的灰岩面 目标 ， 次则是 中等型， 型地 下河 由于选址 其 复杂 积 。从勘探 试验中计算 出平均岩溶率或 平均给 复杂 、 施工技 术复杂 、 难度大且成 功率 低而极 少 水度 。将平 均岩溶率或平均给水度乘 以计算 的 采用 。具体到坝址 的选择 则 需要选择风化程度 库盆体 积 即可算 出地下水库的库 容。其 假设 条 弱 、 岩石坚硬 、 断层及构造裂隙不发育的位置。 件是计算 的库盆中岩溶裂 隙、管道和孑 隙等的 Ｌ ２ ． ４足够的补给 区域 分布必须是均匀 的。 不言 而喻， 要使岩 溶地下水库有 足够的水 ２ ２ 分层计算法 ． １ 蓄积 须要 有足够大的地下水补给 区。计算岩 与计算地 表水水库库 容相似， 将库盆 内的 溶地下水库 补给量 的方法 主要是要 了解补 给区 地下水面与地表水库 的坡面相类 比从 而将各层 域 的范围， 给 区内各种岩 性 的分布面积 ， 给 补 补 地下水库库 容计算后叠加而成 。其应用条件 是 区内多年平均平均 降水量 ， 以及各类岩石的人 渗 必须要有相 当精度 的勘查资料确 定 出库 盆内的 量。 等水位线 。 ３岩溶 地下水 库的水质保护问题 ２３ 几 ． １ 舸形 态概化法 贵州岩溶地下水 虽然多数能满足生产和生 通常情
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 ： 溶地 下水库 ； 岩 水质 保 护 ； 程地 质 条件 工
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。 候温 暖’ 气 雨量充沛 。 全省 多 年 平 均 降水 量 ｌ９ｍ ， 年 平 均 径 流 深 ｌ１ ｍ 多 ５９ ｍ。 ８ｍ 多年平均水资源总量 １３ 亿立方米其 ０５ 中地下水 ２９ ５ 亿立方 米。 人均 占有量 （ ３ｍ） ３ ０￣ ５ 和 平均每亩耕地拥有水量（ ２ｍ １ ３ ０ ，均略高于全 国 ７ 平均水平 。 尽管水 资源量丰富＇ ｆ 旦由于地层 岩性 、 质 地 构造 等条件 的影响， 山高谷 深， 形破碎 ， 贵州 地 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 ｌ． 万平方公里， ２ ８ 占全省 国土面积 的 ７ ％。 ３ 岩溶地下水 的发育造成我省形成 “ 土在楼上冰 在楼 下” （ 土地在各级 高原面上冰 在地下河 及峡 谷 中） 土资源不配 套的基 本格局 ， 源漏 失 的水 水 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 恭 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 １０ ５ 万人存在饮水 困难， 每 ｆ－ 花费巨大精力去解决饮水 问题 。因此中 国 ３ ￣ ｇ
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 、 蓄能力 、 调 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 一 下 地 水库 两大类然 后根据水库 的库容将其分级： 大型： 库容大 于 ５ ｏ 万立方米 ００
６ ９ ３多年平均枯季 流量 ２ ６ ￣全省境 内大 ７ ｍ／ ｓ ， ２ ｍ／ ｓ ， 于 １０ Ｕ 的大泉 ９ 。 ００ ｓ 个 而整个西南岩溶地区地 下河 达 ３６ 条， ０６ 岩溶大 泉 ７９７ ， 水可利 ９ 个 ＝ 岩溶 用资源 量 ６ ０ ｍ 而 目水质 良好， ２亿 开发利用前 景十分广 阔。 １岩溶地下水库 的基本原理 、 类型 Ｉ ． Ｉ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 ” ｄｏｇｔ （ｒ ｈ ｕ ｗ ｔ ｂｎ） ａ ｒａｋ ｅ 的概念后 来 又相继 提出了“ 水层储 含 存和 回采 ” ａｕ ｅ ｏａｅａｄｒ ｏｅｙ “ （ ｑｉｒｓ ｒ ｎ ｅ ｖｒ和 地 ｆ ｔ ｇ ｃ ） 下 水人工补 给” ａｉｃ ｌ ｅｈｒｅ ， （ｒｆｉ ｃａｇ 这些概 念 ｔ ａｒ ｉ ） 与我 国的地下水库（ ｎｅ ｒ ｎ ｓｒ ｉ的概 ｕｄｒ ｏ ｄｒ ｅｖ ｒ ｇ ｕ ｅ ｏ） 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庀 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威 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 层中的溶子 、 、 组成 的地 Ｌ溶隙 溶洞 下空间蓄水藏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
省流 量大于 ５ Ｕ 的岩溶地下河和大 泉 ２ ４ 条 ０ ｓ ８０ （ ， 下河 １３ 个） 地 ０条， 长 ６ １ｋ ， １ 总 ６０ ｍ平水 期流 量
的时间段的排泄量 累加后， 得到某一水头处 即可 的蓄水量进 而推算 出地下水库修建后所 形成 的
相应 水头时对应的库容 。
科学院地学部（ ０） ２ ５ ０ 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
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Ｃｎ ｅＴｈ——Ｉｒ． 嵋 嵋 ■ ‘ ■ ｈ ｗｅｎｇＺ—Ｉｃ 幽 ■ ■ ｉＮ ｃｏｉａ Ｉ ａ ｌｅｎ ｏ ｔ ｏｓｄ ￣ ￣ Ｕ ｄ ｓ Ｕ Ｕ 瞄国团图 冒墨 Ｐ ｕ●
岩 溶地 下 水库 现状 及保 护 分析
钱 少甫
Βιβλιοθήκη Baidu（ 州省 盘 县 水 利 局 ， 州 盘 县 ５ ３ ３ ） 贵 贵 ５ ５ ７
２ 岩溶地 下水库的渗漏 问题 ／ 岩溶地下水库 修建之后萁 渗漏问题包括 ３ 个 方面 ， 库底渗漏 ， 一是 二为侧 向渗漏， 三为坝体 渗漏 。理想 的岩溶地下水库库盆 内的地 层组成 中型： 容为 １０ － ０ ０万立方米 库 ０５０ ０ － 应该是具有 良好 的隔水层 般 有破坏隔水层的导 小型： 容为 １０ １ ０ ０ 库 ０ －０ ０ 万立方米 － 水断层 或节理 ， 隙， 裂 贵州省 普定县 马官地下水 小（ 一 库 容为 １０ １０ 万立方米 ０－００ 库就是一例 。岩溶地下水库 的侧 向一般多为灰 ￣ （ 型： ｈ－ －） 厍容为 ｌ ！０万立方米 ０ 岩、 白云岩组成提 否产生侧 向渗漏取决于岩性、 该分类系统简单方便实 用性强 。 岩层产状 、 岩体 的完整性 、 岩溶发育程度及连通 ２岩溶地下水库 的工程地质条件 性、 有无 地下分水岭及分水岩的性质等。 地下水 岩溶地下水库修建受 当时 的社会 经济和技 库修建过程 中坝体修 建不 当也会引起渗漏加 湖 在上世纪 ７ ０ 术条件等 的限制从 水 文地质与工程地质的角度 南省保靖县 白龙洞岩溶地下水库， 年代 曾经进 行过堵洞成库 工作 ， 未取得成功， 但 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 不成功的原因就是蓄水后坝基被击穿造成渗 与地表 水库一样 ， 岩溶 地下水库必须有 一 漏。 定的库容， 才能满足当地工农业 生产或饮 用水 量 ２ ． ３坝址选择 的要求 。 中地表— 其 地下岩溶水库的库容计算与 受地层 、 、 及地下河发育阶段等 因 岩性 构造 地表水库类似 ， 而岩溶地下水库库容的计算则要 素的影响岩 溶地 区地下河 的发育呈现 出不同的 复杂得 多， 受喀斯特 系统发育和勘 查精度 的控 特点 。根据地下河 的平 面结构类型 邓 自民将岩 制。而 由于喀斯特系统发育的复杂性岩 溶地下 溶地下河分为 简单 、 中等和复杂 ３ 种类 型。 中 其 水库库 容的计算结果往往精度不 高。 目前岩溶 简单型地下河平面结构为单管型， 只有一个单一 地下水库库容 的计算方法有 以下 ４ 种。 的 出 口， 型地 下河平 面结构 为树枝 型， 一 中等 有 ２ ． 中参数估算 ．１集 １ 至两个集 中排泄 口； 而复杂型地下河的平面结构 其原理是根据实测水文地 质资料 计算出库 则为网格型集 中排泄口多， 分散泄流也多。 从修 盆 内岩溶地下水位平均坡降然 后根据地下水库 建地下河水库 的选 址来说 简单型地下河是首选 坝前设计 水位抬升值圈定 回水范 围内的灰岩面 目标 ， 次则是 中等型， 型地 下河 由于选址 其 复杂 积 。从勘探 试验中计算 出平均岩溶率或 平均给 复杂 、 施工技 术复杂 、 难度大且成 功率 低而极 少 水度 。将平 均岩溶率或平均给水度乘 以计算 的 采用 。具体到坝址 的选择 则 需要选择风化程度 库盆体 积 即可算 出地下水库的库 容。其 假设 条 弱 、 岩石坚硬 、 断层及构造裂隙不发育的位置。 件是计算 的库盆中岩溶裂 隙、管道和孑 隙等的 Ｌ ２ ． ４足够的补给 区域 分布必须是均匀 的。 不言 而喻， 要使岩 溶地下水库有 足够的水 ２ ２ 分层计算法 ． １ 蓄积 须要 有足够大的地下水补给 区。计算岩 与计算地 表水水库库 容相似， 将库盆 内的 溶地下水库 补给量 的方法 主要是要 了解补 给区 地下水面与地表水库 的坡面相类 比从 而将各层 域 的范围， 给 区内各种岩 性 的分布面积 ， 给 补 补 地下水库库 容计算后叠加而成 。其应用条件 是 区内多年平均平均 降水量 ， 以及各类岩石的人 渗 必须要有相 当精度 的勘查资料确 定 出库 盆内的 量。 等水位线 。 ３岩溶 地下水 库的水质保护问题 ２３ 几 ． １ 舸形 态概化法 贵州岩溶地下水 虽然多数能满足生产和生 通常情
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 ： 溶地 下水库 ； 岩 水质 保 护 ； 程地 质 条件 工
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。 候温 暖’ 气 雨量充沛 。 全省 多 年 平 均 降水 量 ｌ９ｍ ， 年 平 均 径 流 深 ｌ１ ｍ 多 ５９ ｍ。 ８ｍ 多年平均水资源总量 １３ 亿立方米其 ０５ 中地下水 ２９ ５ 亿立方 米。 人均 占有量 （ ３ｍ） ３ ０￣ ５ 和 平均每亩耕地拥有水量（ ２ｍ １ ３ ０ ，均略高于全 国 ７ 平均水平 。 尽管水 资源量丰富＇ ｆ 旦由于地层 岩性 、 质 地 构造 等条件 的影响， 山高谷 深， 形破碎 ， 贵州 地 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 ｌ． 万平方公里， ２ ８ 占全省 国土面积 的 ７ ％。 ３ 岩溶地下水 的发育造成我省形成 “ 土在楼上冰 在楼 下” （ 土地在各级 高原面上冰 在地下河 及峡 谷 中） 土资源不配 套的基 本格局 ， 源漏 失 的水 水 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 恭 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 １０ ５ 万人存在饮水 困难， 每 ｆ－ 花费巨大精力去解决饮水 问题 。因此中 国 ３ ￣ ｇ
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 、 蓄能力 、 调 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 一 下 地 水库 两大类然 后根据水库 的库容将其分级： 大型： 库容大 于 ５ ｏ 万立方米 ００
６ ９ ３多年平均枯季 流量 ２ ６ ￣全省境 内大 ７ ｍ／ ｓ ， ２ ｍ／ ｓ ， 于 １０ Ｕ 的大泉 ９ 。 ００ ｓ 个 而整个西南岩溶地区地 下河 达 ３６ 条， ０６ 岩溶大 泉 ７９７ ， 水可利 ９ 个 ＝ 岩溶 用资源 量 ６ ０ ｍ 而 目水质 良好， ２亿 开发利用前 景十分广 阔。 １岩溶地下水库 的基本原理 、 类型 Ｉ ． Ｉ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 ” ｄｏｇｔ （ｒ ｈ ｕ ｗ ｔ ｂｎ） ａ ｒａｋ ｅ 的概念后 来 又相继 提出了“ 水层储 含 存和 回采 ” ａｕ ｅ ｏａｅａｄｒ ｏｅｙ “ （ ｑｉｒｓ ｒ ｎ ｅ ｖｒ和 地 ｆ ｔ ｇ ｃ ） 下 水人工补 给” ａｉｃ ｌ ｅｈｒｅ ， （ｒｆｉ ｃａｇ 这些概 念 ｔ ａｒ ｉ ） 与我 国的地下水库（ ｎｅ ｒ ｎ ｓｒ ｉ的概 ｕｄｒ ｏ ｄｒ ｅｖ ｒ ｇ ｕ ｅ ｏ） 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庀 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威 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 层中的溶子 、 、 组成 的地 Ｌ溶隙 溶洞 下空间蓄水藏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