第13章   岩溶水

13.1岩溶及其研究意义

岩溶地貌和岩溶水，是在特定的条件下，岩石圈，大气圈，生物圈和水圈相互作用的产物。

赋存并流动于岩溶化岩层中的水，称为岩溶水。介质的可溶性，岩溶水在流动过程中不断扩展改造介质，从而改变自身的补给，径流和排泄条件以及动态特征。岩溶水系统是一个通过水与介质不断相互作用，不断演化的自组织动力系统。

演化充分的岩溶水系统，介质改造为尺寸扩大而又不均匀的空隙体系，在一定条件下，洞穴管道系统贯通，构成地下河系。由于含水介质空隙扩展，渗透性能明显增强，地下水流迅速，导致地下水时空变化强烈。雨季地下水位迅速抬升，旱季地下水位急剧下降。补给区地下水埋藏深度大，河流漏失，导致缺水干旱；排泄区水流集中，水量丰富，易发洪涝。

13.2岩溶发育基本条件

岩溶发育需要具备四个基本条件:可溶岩的存在，可溶岩必须是透水的，具有侵蚀性的水，水的流动。

溶蚀是指具有侵蚀性的水将可溶岩的某些组转入水中，扩展可溶岩空隙的作用。

地质构造对岩溶水发育有重要的作用:构造的边界控制了地下水溯源溶蚀的范围，从而决定了岩溶水系统的边界；主要断裂带，背斜和向斜轴部，往往控制地下河系的发育部位与方向。新构造运动控制着水流的活动空间:新构造运动稳定时期，水流持续不断作用于同一部位，有利于形成贯通的地下管道系统，在构造边界之内形成统一的岩溶地下水系；构造不断隆升，水流不断向高程较低的部位移动，无法持续溶蚀同一部位，难以形成贯通的地下河系。

13.2.1 岩石的可溶性：碳酸盐岩的成分与结构

碳酸盐岩的可溶性，自大而小：石灰岩 白云岩 硅质灰岩 泥灰岩

12.2.2 可溶性岩的透水性

碳酸盐岩中存在两类空隙：一是与沉积同生的空隙，二是后期构造作用形成的裂隙，对碳酸盐岩的透水性以及岩溶发育起主要作用的是构造裂隙。

层后不同的碳酸盐岩，构造裂隙发育特点不同：中厚层至中薄层碳酸盐岩，构造裂隙密集，分布均匀，有利于形成溶蚀均匀的岩溶含水层，巨后层的纯灰岩，构造裂隙稀疏，宽长，分布极不均匀，有利于形成大型岩溶洞穴，岩溶发育极不均匀。

碳酸盐岩裂隙初始发育特征，控制着水流优先运移途径，从而导致差异溶蚀，初始裂隙愈发育 愈宽大的部位，溶蚀作用愈强烈 ，水流愈容易汇聚。碳酸盐岩的主要断裂带 裂隙发育的背斜和向斜，岩溶最为发育：在巨厚层碳酸盐岩中，这些部位发育为地下河系。

13.3.2 差异性水流与介质差异改造

张开裂隙构成的网络通道中，水流选择途径最短  宽度最大的优势通道流动，水流集中的优势通道，溶蚀作用强烈，裂隙溶蚀扩张迅速，扩张迅速的裂隙，发生优势溶蚀，优先出现紊流以及相应的机械侵蚀，优先发生重力崩塌，形成管道－洞穴系统。

表征水流强度的是渗透流速v，而V＝KI，在裂隙发育相近的条件下，沿着水流方向，，I最大，v最大，溶蚀最为强烈。

岩溶管道－洞穴在碳酸岩盐下伏隔水底板起着控制作用的仍是水流条件：隔水底板迫使水流汇聚其上，从而在隔水底板之上的可溶岩形成层状岩溶管道系统。

13.4.2 岩溶含水介质特征

岩溶发育相对均匀，成井率高，原因在于与岩性结构密集均匀，后期溶蚀不十分强烈，形成较为均匀的溶蚀裂隙含水介质。

13.4.4 岩溶水补给  径流及排泄特征

干旱缺水的北方岩溶区，大泉集中排泄地带，水源丰富，经济发达，地势高的山区往往缺水，成为连人畜饮水都有困难的贫困地带。

13.4.5 岩溶水动态特征

北方岩溶大泉动态稳定的原因在于：①汇水范围大，降水入渗从补给区流向排泄区流程长，溶蚀裂隙中水流速度缓慢，远源和近源入渗降水存在错峰作用②汇水区内不同部分降水不同步，时间上起错峰作用③补给区多有松散沉积覆盖，通过包气带入渗，起滤波作用。

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