典型岩溶区地下水系统水循环过程及规律探索研究
刘跃凯
华北地质勘查局五一七大队 050031
引言:
岩溶区作为一种特殊的水文地质环境,长期以来一直是地下水研究中的难点。岩溶地貌的特殊性决定了地下水系统在这一地区呈现出与其他区域截然不同的流动模式。水循环过程的复杂性,使得其研究不仅关乎水资源的可持续利用,也关系到生态环境的保护以及人类社会的水安全。然而,岩溶区地下水系统面临着流动规律难以预测、水资源管理困难、气候变化带来的额外不确定性等诸多挑战。只有深入剖析水循环的内在规律,探索适应性强的管理与调控策略,才能真正应对这一地区日益严峻的水资源危机。本文旨在通过系统性研究,揭示岩溶区地下水水循环的复杂规律,并提出切实可行的应对策略,为科学的水资源管理提供理论支持与实际路径。
1.岩溶区地下水系统水循环的基本特点
岩溶区地下的水系统具有空间变异性强和运动路径不规则、不可预见性强,由于岩溶裂隙、溶洞的存在,地下水的运动呈动态性且对水文过程有较大的影响。该地区的地表水体的地下水补排规律、与地表水的相互作用均较特殊的反映在复杂的地质构造内[1]。
2.岩溶区地下水水循环中的关键问题
2.1 地下水流动特征及其影响因素
岩溶区地下水运动呈不规则流动,由于受到复杂的地质构造、岩溶发育状况、补给水源等多种因素的影响,地下水的渗透性强弱与岩溶中地质构造的孔隙有关,同时又因地下水的流速波动和水位变化等多种影响因素,被形成复杂的水文和水力学运动。流动路径的不固定又因水源的改变而加剧,水流难以预测[2]。因此,地质的复杂性则在一定程度上要求我们,既要围绕水文地质的一致影响,又要考虑到局部的特殊现象。
2.2 岩溶裂隙对水循环过程的调控作用
岩溶裂隙是地下水循环的枢纽,裂隙的发育程度影响地下水的流速与方向。裂隙是地下水的天然水道,也是地下水水流的主要分布区,能够调控地下水补排的方向。水理要素在岩溶裂隙系统中有所不同,在部分裂隙区域地下水集中快速流出可导致水的过度开采,另一部分裂隙区可能存在水流局限在局部小范围内造成的“ 死水区” [3],这种差异对水量的调控,只能通过细水长流的水文地质调研才比较全面。
3.岩溶区地下水水循环规律的探索与应对策略
3.1 水文地质条件下的水循环规律与调控策略
岩溶区地下水资源的水循环规律与其独特的岩溶水文地质条件是紧密相关的,由其岩溶裂隙发育状况和岩层渗透性以及地下水补给排泄条件所决定的地下水流动途径和流速,需结合所处区域特殊的水文地质条件进行针对性管理。管理对策需要从地下水流动途径的实时监测进行管控,在其裂隙系统发育以及水流动态上[4];通过对各类水文地质条件的综合评价,可以准确判定地下水的补给区、高危害区,对区域水资源开采与补水进行调整,对于过度开采的风险区域予以保护性管理,通过合理规划地下水利用,保护地下水资源可持续利用;监测资料实时反馈成为其调整策略的管控主体,使地下水资源得到合理调配与利用,解决地域水文地质差异所形
成的管理难题。
3.2 基于时空变化特征的地下水资源管理策略
复杂的地下水的时空演变特点对地下水管理也提出巨大的挑战,特别是岩溶地区,水位的变化与季节降水量及区域的水源性质变化密切相关,因地下水的时空变化特点复杂,管理人员也必须具有一定的调节能力来根据变化及时进行调整。充分掌握地下水动力学时空演变特点,分析其短期变化及长期趋势预测,根据这种变化趋势的规律调整地下水开采对策[5]。如干旱季节调小地下水开采量,保护水源;潮湿季节增加对地下水的回灌和贮备,防止地下水位恶化。
3.3 应对气候变化影响的水循环调整策略
全球变化引起了区域气候变化,尤其在气候变化的降雨量与蒸发量、温度上升的大背景下,岩溶地下水水循环过程稳定性空前受冲击。气候变化致长期干旱或一次大暴雨造成的地下水系统重大扰动,因此,水循环调整对策应具有前瞻性、可应对变化的未来各类异常气候条件。面对气候变化的不确定性,水资源管理的主要出发点为保证稳定的水源供给量[6]。因此,水源补给保护策略应加大地下水的补给保护力度,尤其控制水资源开发与利用,尽量避免采用单一的水源。考虑在干旱季采取合理的水源调配与水资源的利用与循环,可采用区域调水方式降低本地地下水的开采程度。
结束语:
复杂的岩溶地下水系统水循环过程充满了不确定性与偶然性,其机理既是科学探究的热点、难点、焦点,也是流域水资源可持续配置和动态管理的重点、难点,需要依靠对岩溶水文地质背景、地下水运动规律以及气候变化影响的认识逐步深入才能把握。可以说,把握水循环机理是解决水资源短缺、适应气候变化问题的依准,强化水资源管理是实现水资源可持续的保障。随着气候变化和水资源紧张状况的加剧,积极探索并完善岩溶区地下水水循环应对机制,对认识把握岩溶水文地质条件,深入洞察全球水资源危机,实践探索岩溶地区水资源管理具有重要的现实意义。
参考文献:
[1]王万金,郑明英.基于水均衡分析岩溶山区地下水系统特征——以某开放型岩溶地下水系统为例[J].地下水,2023,45(2):24-26.
[2]宋涛,郭磊,杜忻辰,等.岩溶地区尾矿库污水渗漏及收集治理研究——以西南某尾矿库为例[J].现代工程科技,2024,3(15):65-68.
[3]王宇.论云南高原岩溶大水矿区地下水系统的复杂性[J].中国岩溶,2024,43(6):1223-1234.
[4]孙斌,李常锁,魏善明,等.泰山北翼岩溶含水介质分布及地下水循环规律研究[J].地质学报,2024,98(2):579-590.
[5]罗林,郑明英,王万金.贵州省岩溶山区非均匀岩溶含水介质中地下水径流特征研究[J].地下水,2024,46(5):34-36.
[6]王万金,郑明英.典型开放型岩溶地下水系统多重性特征研究[J].地下水,2023,45(4):39-42.