夏日元， 蔣忠誠， 鄒勝章， 曹建華， 覃小群， 蘇春田， 羅為群， 周立新

(中國地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所/國土資源部、廣西區(qū)巖溶動力學(xué)重點實驗室，桂林 541004)

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

夏日元， 蔣忠誠， 鄒勝章， 曹建華， 覃小群， 蘇春田， 羅為群， 周立新

(中國地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所/國土資源部、廣西區(qū)巖溶動力學(xué)重點實驗室，桂林 541004)

近年來，由中國地質(zhì)調(diào)查局組織實施的“巖溶地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合調(diào)查”工程，按階段任務(wù)目標(biāo)，基本查明了我國南方巖溶區(qū)巖溶地下水資源賦存分布規(guī)律和開發(fā)利用潛力，發(fā)現(xiàn)了石漠化、地下水污染、內(nèi)澇災(zāi)害等環(huán)境地質(zhì)問題，揭示了巖溶作用對油氣資源、礦產(chǎn)資源、巖溶旅游資源、碳循環(huán)和環(huán)境地質(zhì)問題的控制機(jī)制，啟動了“全球巖溶動力系統(tǒng)資源環(huán)境效應(yīng)”國際大科學(xué)計劃，在巖溶動力學(xué)理論、巖溶石筍高分辨率測年、巖溶人工增匯和巖溶地下水探測等方面實現(xiàn)了重大科技創(chuàng)新。建立的不同類型區(qū)巖溶地下水富水模式、成井模式、有效開發(fā)利用模式以及石漠化區(qū)綜合治理模式，經(jīng)實踐表明具有推廣應(yīng)用價值，可為巖溶水資源可持續(xù)開發(fā)利用、石漠化綜合治理、地下水污染防治和巖溶貧困區(qū)脫貧攻堅提供技術(shù)支撐。

巖溶地區(qū)； 水資源； 巖溶動力學(xué)； 石漠化； 碳循環(huán)

0 引言

我國南方巖溶區(qū)分布面積約346萬km2，超過了全國陸地面積的三分之一[1]。巖溶地區(qū)賦存有豐富的水資源、油氣資源、礦產(chǎn)資源和旅游資源，但由于巖溶發(fā)育的復(fù)雜性，這些寶貴的資源并沒有得到有效利用，而且干旱缺水、石漠化、地下水污染等生態(tài)環(huán)境問題突出，嚴(yán)重制約了區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，使許多巖溶地區(qū)成為全國最貧困的地區(qū)之一[2]。促進(jìn)巖溶地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)和脫貧攻堅，亟需查明巖溶地區(qū)的水文地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)條件，為資源的有效開發(fā)利用提供依據(jù)，為嚴(yán)重缺水區(qū)居民生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供水資源保障，為生態(tài)環(huán)境治理和保護(hù)提供技術(shù)支撐[3]。因此，開展巖溶地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合調(diào)查具有十分重要的意義。

近年來，在國土資源部的正確領(lǐng)導(dǎo)和財政部的大力支持下，中國地質(zhì)調(diào)查局會同相關(guān)省級人民政府及其國土資源主管部門，組織實施了一系列巖溶地質(zhì)調(diào)查項目，相繼完成了1∶25萬水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查78萬km2，1∶5萬水文地質(zhì)調(diào)查30萬km2，1∶5萬巖溶塌陷調(diào)查3萬km2，建立了10處石漠化綜合治理示范區(qū)，調(diào)查具有開發(fā)價值的巖溶洞穴和天坑3 000多處，在有效服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展方面取得了突出成就； 在巖溶動力學(xué)理論、巖溶石筍高分辨率測年、巖溶人工增匯和巖溶地下水探測等方面實現(xiàn)了重大科技創(chuàng)新； 牽頭承擔(dān)了國際地質(zhì)對比計劃，建立全球巖溶碳循環(huán)監(jiān)測站，為推動全球巖溶合作研究與交流做出了重要貢獻(xiàn)。

“巖溶地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合調(diào)查”工程(以下簡稱工程)是中國地質(zhì)調(diào)查局組織實施的“地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)支撐計劃”的重要組成部分，其核心目標(biāo)是查明巖溶地區(qū)水資源賦存分布規(guī)律，揭示巖溶作用對油氣資源、礦產(chǎn)資源、巖溶旅游資源、碳循環(huán)和環(huán)境地質(zhì)問題的控制機(jī)制，為保障國家能源資源安全和生態(tài)文明建設(shè)提供地質(zhì)依據(jù)。本文將圍繞這一主線，對該工程的總體目標(biāo)任務(wù)、工作內(nèi)容、科技創(chuàng)新目標(biāo)進(jìn)行闡述，分享階段工作進(jìn)展與成果，提出今后工作設(shè)想。

1 總體目標(biāo)任務(wù)

工程以服務(wù)“全球巖溶動力系統(tǒng)資源環(huán)境效應(yīng)”國際大科學(xué)計劃、建立“巖溶地球”大數(shù)據(jù)平臺為指導(dǎo)思想，破解巖溶水資源開發(fā)利用和環(huán)境治理難題，拓展服務(wù)領(lǐng)域，提高服務(wù)水平； 深化巖溶碳匯調(diào)查和人工增匯技術(shù)研究，開辟碳減排新途徑，為應(yīng)對全球氣候變化做出積極貢獻(xiàn)； 瞄準(zhǔn)國家保障水安全和巖溶地區(qū)重大社會需求，針對巖溶地區(qū)干旱缺水、地下水污染和石漠化等問題，開展1∶5萬水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合調(diào)查和巖溶碳循環(huán)調(diào)查，查明巖溶水文地質(zhì)條件和存在的環(huán)境地質(zhì)問題，為巖溶水資源開發(fā)、石漠化綜合治理、地下水污染防治、貧困區(qū)脫貧攻堅等提供技術(shù)支撐。

2 主要工作內(nèi)容

(1)開展典型巖溶流域1∶5萬水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合調(diào)查面積7.5萬km2，查明巖溶水文地質(zhì)條件和干旱缺水、石漠化等環(huán)境地質(zhì)問題。

(2)進(jìn)行巖溶水資源開發(fā)利用潛力和地質(zhì)環(huán)境承載力評價，論證巖溶地下水開發(fā)利用條件，進(jìn)行地下水開發(fā)利用區(qū)劃。

(3)開展典型巖溶流域碳循環(huán)綜合環(huán)境地質(zhì)調(diào)查和巖溶石筍、湖泊沉積記錄地質(zhì)研究，計算地質(zhì)碳匯通量，為應(yīng)對全球氣候變化提供科學(xué)依據(jù)。

(4)建立巖溶地區(qū)水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)數(shù)據(jù)庫和信息系統(tǒng)，提供巖溶地質(zhì)、水文地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)等數(shù)字化服務(wù)產(chǎn)品。

(5)建設(shè)國際巖溶研究中心等科技平臺，培育巖溶動力學(xué)國家重點實驗室，培養(yǎng)有國際影響力的巖溶專業(yè)人才隊伍。

3 科技創(chuàng)新目標(biāo)

(1)發(fā)展巖溶動力學(xué)理論，有效解決巖溶區(qū)重大資源環(huán)境問題。

(2)創(chuàng)新流域尺度巖溶碳循環(huán)研究方法，研發(fā)人工干預(yù)固碳增匯技術(shù)。

(3)探索多重介質(zhì)巖溶地下水資源評價新方法，合理開發(fā)利用巖溶水資源。

(4)揭示巖溶地下水污染防治機(jī)制，提出礦山環(huán)境治理新途徑。

4 預(yù)期主要成果

(1)獲得100多個典型巖溶流域水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)性成果與數(shù)據(jù)庫； 編制一批全國性巖溶水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合性圖件。

(2)提出一批巖溶地下水水源地，為1 100萬人提供水源保障。探采結(jié)合，直接解決30萬人的飲用水問題； 圈定30處CO2地質(zhì)儲存目標(biāo)靶區(qū)，總有效儲存潛力達(dá)到30億t。

(3)編寫為國家決策服務(wù)的巖溶地質(zhì)調(diào)查專報，制訂地下巖溶探測、巖溶環(huán)境整治、碳匯和碳儲關(guān)鍵技術(shù)規(guī)程，建立巖溶地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)數(shù)據(jù)庫和信息系統(tǒng)。

(4)形成巖溶碳循環(huán)與應(yīng)對全球氣候變化、巖溶水資源開發(fā)與利用、巖溶生態(tài)與石漠化治理、巖溶景觀與洞穴研究4個業(yè)務(wù)團(tuán)隊，培養(yǎng)高層次專業(yè)人才6～8人。支撐聯(lián)合國教科文組織國際巖溶研究中心、巖溶動力系統(tǒng)與全球變化國際聯(lián)合研究中心、國際大科學(xué)計劃和巖溶動力學(xué)國家重點實驗室四大平臺。

5 工程進(jìn)展與階段成果

5.1 啟動了“全球巖溶動力系統(tǒng)資源環(huán)境效應(yīng)”國際大科學(xué)計劃

“全球巖溶動力系統(tǒng)資源環(huán)境效應(yīng)”國際大科學(xué)計劃是一項重大國際科技行動計劃，將以地球系統(tǒng)科學(xué)和巖溶動力學(xué)理論為指導(dǎo)[3]，建立全球巖溶環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，研究和查明全球不同巖溶動力系統(tǒng)類型的碳、水、鈣循環(huán)規(guī)律和資源環(huán)境效應(yīng)，突破巖溶關(guān)鍵帶資源環(huán)境科學(xué)問題的瓶頸，創(chuàng)新巖溶資源勘探開發(fā)、巖溶環(huán)境治理與保護(hù)科學(xué)技術(shù)體系，創(chuàng)建全球巖溶資源環(huán)境信息平臺，各國共繪全球巖溶一張圖，為人類提供全球巖溶公共服務(wù)信息，為不同類型巖溶地區(qū)資源可持續(xù)利用、巖溶環(huán)境治理與保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。該計劃的實施，對于推動巖溶領(lǐng)域國際合作及重大科技創(chuàng)新，促進(jìn)全球巖溶資源的可持續(xù)利用和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有巨大意義。在大科學(xué)計劃啟動儀式上，工程發(fā)布了《中國巖溶地質(zhì)調(diào)查報告》和《西南巖溶石漠化綜合治理地質(zhì)調(diào)查報告》； 系統(tǒng)總結(jié)了有效服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展，解決人畜飲水困難、石漠化治理示范、洞穴探測、碳匯調(diào)查、塌陷易發(fā)區(qū)評估和巖溶油氣儲層評價等6方面突出成就； 梳理了國際巖溶合作與巖溶科技創(chuàng)新等方面的重要成果。

圖1 巖溶碳循環(huán)概念模式Fig.1 Concept model of Karst carbon cycle

5.2 完善和發(fā)展了巖溶動力學(xué)理論方法

工程從全球尺度著眼，瞄準(zhǔn)解決重大資源環(huán)境問題，深入研究和系統(tǒng)總結(jié)巖溶區(qū)碳、水、鈣在地球多圈層(大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈)中的互饋機(jī)制與動態(tài)循環(huán)演化機(jī)理，完善和發(fā)展了巖溶動力學(xué)理論，為有效解決巖溶區(qū)重大資源環(huán)境問題提供了理論指導(dǎo)，為全球氣候變化研究提供了技術(shù)指導(dǎo)[4]。

石筍、冰芯、黃土和湖泊沉積物是研究地質(zhì)歷史氣候記錄的主要載體。國際上利用冰芯記錄歷史氣候的技術(shù)相對比較成熟，精度很高，但利用石筍的高精度技術(shù)尚未完善。本工程采用微區(qū)取樣技術(shù)，在1 mm長度石筍樣品中截取10個以上有效測年樣屑，通過同位素微量測試，準(zhǔn)確獲得了石筍中記錄的季節(jié)尺度歷史氣候變化信息，恢復(fù)重建了高精度的古氣候和古環(huán)境變化歷史，為預(yù)測未來氣候變化趨勢提供了科學(xué)依據(jù)。

目前，國際上主要從全球尺度研究巖溶碳循環(huán)的宏觀過程，其碳匯效應(yīng)評價方法重點關(guān)注輸入和輸出項，評價對象僅為無機(jī)碳，很少研究中間循環(huán)過程，要素少，精度低。本工程通過研究流域尺度的巖溶碳循環(huán)，關(guān)注碳循環(huán)的整個過程(圖1)，評價對象包括有機(jī)碳和無機(jī)碳，評價精度相對于國際通用方法提高了50%以上[5-6]。國際上現(xiàn)在普遍采用的固碳增匯技術(shù)主要為直接對碳酸鹽巖進(jìn)行簡單的人工干預(yù)，固碳增匯能力較低； 而本工程則研發(fā)了陸地植被、土壤改良、引入外源水和沉水植物4種人工干預(yù)固碳增匯技術(shù)，其固碳增匯能力提高了10倍以上。

巖溶地下水主要賦存于地下巖溶管道和洞穴中，分布極不均勻，對其進(jìn)行精確探測是世界難題。目前，國際上對巖溶地下水的探測還主要采用傳統(tǒng)的高密度電法、瞬變電磁法等物探方法。針對巖溶地下水分布特點，本工程研發(fā)了大功率、大電流的電磁法找水技術(shù)，以及電磁法與微動地震儀組合的定位、定深、定性等多種新型物探找水方法，有效提高了巖溶地下水探測精度。這些新技術(shù)新方法的應(yīng)用，使巖溶區(qū)定井的成功率由30%提高到70%以上； 對地下河的連續(xù)探測能力最長可達(dá) 7 000 m，對充水洞穴的探測深度可達(dá)500 m以上。

5.3 查明了巖溶地下水資源開發(fā)利用潛力

工程建立了巖溶地下水富水模式、成井模式和有效開發(fā)利用模式，成井30多眼，解決了5萬多人飲水困難。

調(diào)查表明，我國南方云南、貴州、廣西、湖南、湖北、重慶、四川、廣東8省(市、自治區(qū))巖溶地下水資源開發(fā)利用潛力為534億m3/a，現(xiàn)狀開采量66億 m3/a，開發(fā)利用潛力巨大(圖2)。

圖2 南方8省(市、自治區(qū))巖溶地區(qū)水資源開發(fā)利用潛力分布圖Fig.2 Potential distribution of exploitation and utilization of water resources in southwestern Karst region

巖溶發(fā)育主要受巖石性質(zhì)、層組結(jié)構(gòu)類型、地質(zhì)構(gòu)造格局、地形地貌條件和水動力條件等5方面因素控制。巖溶地下河分布具有極強(qiáng)的非均一性，平面分布具有單支狀、樹枝狀和網(wǎng)絡(luò)狀多種類型； 垂向分布則具有單層型、階梯型、多層型等類型。巖溶地下水系統(tǒng)含水介質(zhì)的構(gòu)成具有多重性，水流運動具有多相性，而不同含水介質(zhì)之間的水循環(huán)轉(zhuǎn)化以非線性運動規(guī)律為主[7]。工程在紅水河上游建立了高原斜坡區(qū)厚層灰?guī)r網(wǎng)狀地下河系統(tǒng)富水模式、寬緩峰林谷地區(qū)脈絡(luò)狀地下河系統(tǒng)富水模式和緊密褶皺帶單支管道地下河系統(tǒng)富水模式； 通過對云南革香河流域白龍洞地下河系統(tǒng)發(fā)育條件的調(diào)查(圖3)，建立了地下河分布結(jié)構(gòu)模式。這些理論模型的建立為地下水資源開發(fā)利用和內(nèi)澇災(zāi)害治理提供了科學(xué)依據(jù)。

圖3 云南革香河流域白龍洞地下河系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式Fig.3 Structural model of Bailongdong underground river system in Gexiang river of Yunnan Province

通過對巖溶峰林平原區(qū)地下水富集特征的總結(jié)，本工程建立了5種成井模式，即壓扭性斷裂旁側(cè)成井模式、向斜軸部成井模式、方解石脈阻水成井模式、地表干溝成井模式和紅層盆地礫巖層成井模式。研究顯示，壓扭性斷裂兩側(cè)的張性斷裂為地下水富集場所，尤其在斷裂的主動盤(上盤)[8]。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，左江流域方解石脈致密不透水，但在其與碳酸鹽巖接觸帶地下水富集，鉆井涌水量高達(dá)1 200 m3/d。廣西左江流域白堊系找水取得了重大突破，提出了有效的找水成井模式(圖4)。首先確定礫巖含水層位，礫巖中節(jié)理和小型裂隙含水介質(zhì)經(jīng)過泥巖阻水形成含水層； 然后順著地層傾向結(jié)合微地貌尋找儲水構(gòu)造，確定找水靶區(qū)。經(jīng)鉆探驗證，單井涌水量達(dá)408 m3/d，結(jié)束了該區(qū)長期缺水的歷史。

圖4 廣西左江流域白堊系含水層成井模式Fig.4 Well-formed model of Cretaceous aquifer in Zuojiang of Guangxi Province

針對我國南方巖溶區(qū)不同地貌類型、水文地質(zhì)條件背景，提出了堵洞成庫、建柜蓄水、抽水調(diào)節(jié)和束流壅水4種巖溶地下水有效開發(fā)利用模式[9]，并在南方巖溶區(qū)進(jìn)行了推廣應(yīng)用。如巖溶丘陵洼地區(qū)，地下河從上游補(bǔ)給區(qū)到下游排泄區(qū)形成多級臺地，在地下水補(bǔ)給區(qū)的高位洼地，選擇巖溶管道集中發(fā)育的部位，堵洞形成地表―地下聯(lián)合水庫； 徑流區(qū)開鑿隧洞，攔截地下河，引水灌溉和發(fā)電； 在位置較高的山地和坡度較陡地區(qū)，優(yōu)選當(dāng)?shù)貎?yōu)勢樹種和引進(jìn)速生樹種，營造生態(tài)林、用材林、薪炭林和經(jīng)濟(jì)林，恢復(fù)生態(tài)環(huán)境[10]。興建沼氣池，解決村民燃料問題，減少對植被的破壞，實現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟(jì)的良性循環(huán)。在貴州省平塘縣巨木地下河實施了攔蓄和提引工程[11]，在巨木地下河出口處筑壩攔蓄地下水(圖5)，形成庫容63萬m3的地下水庫，抬高水位20 m，建設(shè)水電站1座,解決了塘邊鎮(zhèn)5 000多人和10 000頭大牲畜的飲用水以及6 000畝*1畝≈0.067 hm2農(nóng)田的灌溉用水問題，獲得了水稻增收90.0萬kg/a、油菜增產(chǎn)8.82萬kg/a，年經(jīng)濟(jì)收入增加了145萬元。

圖5 貴州省平塘縣巨木地下河筑壩攔蓄工程Fig.5 Dam-retaining project of Jumu underground river in Pingtang County of Guizhou Province

5.4 建立了巖溶地區(qū)精準(zhǔn)扶貧新模式

在湖南省新田縣扶貧區(qū)發(fā)現(xiàn)了大型富鍶礦集水田，為該縣打造富鍶礦泉水產(chǎn)業(yè)、脫貧致富提供了重要技術(shù)支撐。通過1∶5萬水文地質(zhì)調(diào)查和鉆探試驗，查明了富鍶地下水主要分布于泥盆系佘天橋組中薄層泥灰?guī)r中(圖6)，面積176.7 km2，鉆孔涌水量45.36～379.2 t/d，地下水鍶元素平均含量1.42 mg/l，是國家飲用天然礦泉水鍶元素限值的7.1倍，可開采資源量達(dá)1 193萬m3/a，年經(jīng)濟(jì)效益達(dá)477億元。新田縣的地質(zhì)調(diào)查工作與當(dāng)?shù)胤鲐毠跃o密結(jié)合，總結(jié)出“調(diào)查地質(zhì)背景-調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、開發(fā)巖溶水源-解決缺水問題、評價特色資源-發(fā)展富鍶產(chǎn)業(yè)、發(fā)現(xiàn)環(huán)境問題-制訂治理規(guī)劃”的地調(diào)扶貧模式。在國土資源部召開的扶貧會議上，肯定了利用巖溶水文地質(zhì)調(diào)查成果服務(wù)精準(zhǔn)扶貧的經(jīng)驗，認(rèn)為在南方巖溶地區(qū)具有輻射帶動作用，可在巖溶貧困地區(qū)推廣應(yīng)用。

5.5 建立了典型石漠化區(qū)綜合治理模式

工程對工作區(qū)石漠化、地下水污染、內(nèi)澇災(zāi)害等環(huán)境地質(zhì)問題現(xiàn)狀和動態(tài)趨勢的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，南方8省(市、自治區(qū))巖溶區(qū)石漠化面積由2005年的13萬km2減少到2015年的9.2萬km2，年均減少約3%。在廣西平果縣、馬山縣，貴州普定縣、平塘縣和云南瀘西縣等建立了10處石漠化綜合治理示范區(qū)，取得的經(jīng)驗已在60多個縣成功推廣應(yīng)用，獲得年經(jīng)濟(jì)效益約600億元?？偨Y(jié)出地表水地下水聯(lián)合調(diào)度、土地整理與生態(tài)產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)、土地流轉(zhuǎn)與生態(tài)旅游開發(fā)以及流域尺度綜合治理等4種石漠化綜合治理模式。示范區(qū)的實踐表明，這些模式可在巖溶區(qū)300個縣的石漠化治理中推廣應(yīng)用。

圖6 湖南新田大型富鍶礦泉水田分布Fig.6 Distribution of large strontium-rich mineral spring fields in Xintian of Hunan Province

工程也查明了廣西左江流域巖溶內(nèi)澇形成機(jī)理，總結(jié)出3種基本模式： ①封閉洼地內(nèi)澇，主要特點為洼地封閉，均有與地下河管道相連通的天窗或消溢洞，由于地下河管道較小，排水能力有限，大量進(jìn)入地下河管道的水不能及時排泄，使地下水位迅速抬高，通過天窗或消溢洞溢出地表，在洼地中積水形成內(nèi)澇。②平緩谷地內(nèi)澇，大都發(fā)生在明、暗相間的地下河流域，谷地較為平緩，地下河上游無天窗； 中游地下河大量出露，形成明流，后又進(jìn)入地下，但入口很小，不利于消水而導(dǎo)致內(nèi)澇； 下游有與地下河管道相連通的多個天窗，地下河管道較小； 中游至下游有較大干溝。③江河兩岸內(nèi)澇，江河兩岸溶潭、地下河發(fā)育帶是地下水排泄區(qū)，但因地下河管道排水能力有限而形成內(nèi)澇。近年左江修建的多級電站，攔壩蓄水，又進(jìn)一步加劇了災(zāi)情。因此，該類內(nèi)澇與人為建壩、抬高地下水位有很大關(guān)系，內(nèi)澇主要發(fā)生在兩岸的低洼地帶，常在每年的7—9月發(fā)生，每年2～3次，每次持續(xù)半個月到1個月。

根據(jù)巖溶區(qū)的地下水特征，工程建立了2種地下水污染模式： ①滲入性污染，主要在透水性較弱的孔隙含水層分布區(qū)，污染水經(jīng)過細(xì)小空隙滲入含水層中，造成地下水污染。根據(jù)污染水的形成動態(tài)，分為間歇性和持續(xù)性，前者如固體廢渣受降雨淋濾下滲污染地下水，后者如污水塘污水持續(xù)下滲污染地下水。②突發(fā)性灌入污染，污染水通過巖溶落水洞、天窗等通道迅速灌入地下河，造成地下水污染。這種污染通道規(guī)模大，水流集中、快速，造成污染速度快、影響廣、危害大。

5.6 開發(fā)了巖溶水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)信息系統(tǒng)

按相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，建立了南方8省(市、自治區(qū))巖溶區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)庫，提供了一系列巖溶信息數(shù)據(jù)服務(wù)產(chǎn)品(表1)。

表1 巖溶水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)數(shù)據(jù)服務(wù)產(chǎn)品Tab.1 Geological data service products of Karst hydrogeological environment

圖7 南方8省(市、自治區(qū))巖溶石漠化分布(2015年)Fig.7 Distribution of Karst rocky desertification in southwestern of China(2015)

建立了工作區(qū)巖溶地質(zhì)基礎(chǔ)和巖溶專業(yè)數(shù)據(jù)庫，包括野外調(diào)查卡片、樣品測試分析數(shù)據(jù)、物探與鉆探數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、洞穴測量數(shù)據(jù)以及調(diào)查影像數(shù)據(jù)等； 完成的81個典型流域巖溶水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)量達(dá)500 GB，編制成果圖件300余幅(圖7)，存儲地質(zhì)碳匯、地質(zhì)記錄和CO2地質(zhì)數(shù)據(jù)約50 GB。

6 未來工作部署

2017—2018年，本工程將繼續(xù)在我國南方巖溶生態(tài)脆弱區(qū)開展1∶5萬巖溶水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作，設(shè)計調(diào)查面積2.5萬km2，主要部署于珠江流域紅水河上游典型巖溶地下河流域、西江中下游巖溶峰林區(qū)、渝東鄂西巖溶峽谷區(qū)、湘江上游巖溶丘陵區(qū)等。巖溶碳循環(huán)調(diào)查主要部署于長江、珠江、黃河的典型流域，在納木錯等湖泊開展全球氣候變化沉積記錄地質(zhì)調(diào)查，在準(zhǔn)噶爾等盆地開展CO2地質(zhì)儲存綜合地質(zhì)調(diào)查。將進(jìn)一步發(fā)展巖溶動力學(xué)理論，有效解決巖溶區(qū)重大資源環(huán)境問題； 創(chuàng)新流域尺度巖溶碳循環(huán)研究方法，進(jìn)一步研發(fā)人工干預(yù)固碳增匯技術(shù)； 探索多重介質(zhì)巖溶地下水資源評價新方法，合理開發(fā)利用巖溶水資源； 揭示巖溶地下水污染防治機(jī)制，提出礦山環(huán)境治理新途徑。

2019—2021年，主要在云貴巖溶斜坡區(qū)、桂粵巖溶峰林區(qū)、川東鄂西巖溶峽谷區(qū)、湘南巖溶丘陵區(qū)、湖北漳河巖溶流域、南盤江巖溶斷陷盆地等地開展1∶5萬水文地質(zhì)調(diào)查，調(diào)查面積5萬km2。巖溶碳循環(huán)調(diào)查部署于長江、珠江、黃河的典型流域，同時開展不同季風(fēng)區(qū)濕地泥炭的氣候變化記錄及碳匯潛力調(diào)查評價和典型盆地CO2地質(zhì)儲存綜合地質(zhì)調(diào)查。

“巖溶地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合調(diào)查”工程將支撐聯(lián)合國教科文組織國際巖溶研究中心、巖溶動力系統(tǒng)與全球變化國際聯(lián)合研究中心、“全球巖溶”國際大科學(xué)計劃和巖溶動力學(xué)國家重點實驗室4大平臺，培育巖溶碳循環(huán)與應(yīng)對全球氣候變化、巖溶水資源開發(fā)與利用、巖溶生態(tài)與石漠化治理、巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害、巖溶景觀與洞穴、碳酸鹽巖油氣儲層等6個業(yè)務(wù)團(tuán)隊，建設(shè)巖溶水文地質(zhì)―廣西桂林丫吉試驗場、巖溶石漠化―廣西果化、巖溶地下河系統(tǒng)―廣西海洋―寨底、巖溶生態(tài)與水生態(tài)―廣西會仙、廣西弄拉巖溶生態(tài)修復(fù)、廣州巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害、重慶武隆巖溶研究和桂林毛村巖溶碳循環(huán)及碳匯效應(yīng)8個野外研究基地，全面建成巖溶科技創(chuàng)新業(yè)務(wù)體系，為實施“全球巖溶動力系統(tǒng)資源環(huán)境效應(yīng)”國際大科學(xué)計劃和建立“巖溶地球”大數(shù)據(jù)平臺服務(wù)，在破解巖溶水資源開發(fā)利用和環(huán)境治理難題方面取得新的突破。

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(責(zé)任編輯： 刁淑娟)

Progress of hydrogeology and environmental geology comprehensive survey in Karst area

XIA Riyuan, JIANG Zhongcheng, ZOU Shengzhang, CAO Jianhua, QIN Xiaoqun,SU Chuntian, LUO Weiqun, ZHOU Lixin

(KeyLaboratoryofKarstDynamics,MinistryofLandandResources&Guangxi,InstituteofKarstGeology,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Guilin541004,China)

Through the comprehensive investigation of hydrogeology and environmental geology in Karst area conducted by the China Geological Survey, the distribution regularity and development potential of Karst groundwater resources are identified. The environmental geological problems such as rocky desertification, groundwater pollution and waterlogging are discovered, and the control mechanism of karstification to oil and gas resources, mineral resources, Karst tourism resources, carbon cycle and environmental geological problems are revealed. The international big science program,GlobalKarstDynamicSystemResourcesandEnvironmentalEffects, was launched. It has achieved significant scientific and technological innovation in Karst kinetics theory, Karst stalagmite high resolution dating, artificial carbon sequestration and Karst groundwater exploration. The water-rich model, well-formed model, effective development and utilization model and integrated management model in rocky desertification areas with different types of Karst groundwater are established and after practical tests they show a high value in application. The above results provide technical support for sustainable development and utilization of Karst water resources, comprehensive control of rocky desertification, prevention and control of groundwater pollution and poverty alleviation in Karst areas.

Karst area; water resources; Karst dynamics; rocky desertification; carbon cycle

10.19388/j.zgdzdc.2017.01.01

夏日元，蔣忠誠，鄒勝章，等.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[J].中國地質(zhì)調(diào)查,2017,4(1): 1-10.

2017-01-03；

2017-01-09。

中國地質(zhì)調(diào)查局“巖溶地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合調(diào)查工程(編號： 5.9)”、“西南巖溶地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合研究(編號： 1212011121157)”、“西南典型巖溶地下河調(diào)查與動態(tài)評價(編號： 1212011220959)”、“典型巖溶地下河系統(tǒng)水循環(huán)機(jī)理監(jiān)測與試驗(編號： 201411100)”及“紅水河上游巖溶流域1∶5萬水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查(編號： DD20160300)”項目資助。

夏日元(1963—)，男，研究員，博士，“巖溶地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合調(diào)查工程”首席專家，主要從事巖溶水文地質(zhì)調(diào)查研究工作。Email: xiariyuan@karst.ac.cn。

P641; X14

A

2095-8706(2017)01-0001-10