[科普中國(guó)]-喀斯特水

喀斯特水（karst water）賦存于可溶性巖層的溶蝕裂隙和溶洞中的地下水。又稱(chēng)巖溶水（cavern water）。其最明顯特點(diǎn)是分布極不均勻。

入滲補(bǔ)給方式在可溶性巖層裸露于地表的補(bǔ)給區(qū)，入滲補(bǔ)給有兩種方式：

灌式補(bǔ)給一種為灌式補(bǔ)給，在低洼處匯集一定量的降水，通過(guò)漏斗或落水洞灌入地下，有時(shí)，整條河流通過(guò)這類(lèi)洞穴潛入地下。

滲入式補(bǔ)給另一種為滲入式補(bǔ)給，通過(guò)地面上微小的裂隙，較緩慢地滲入地下，匯入巖溶通道和地下河系之中。在巖溶地區(qū)，往往在幾百乃至上千平方千米之內(nèi)，喀斯特水可通過(guò)一個(gè)泉或泉群集中排泄。1

埋藏特征根據(jù)喀斯特水的出露和埋藏條件不同，可將喀斯特水劃分為3種類(lèi)型。

裸露型喀斯特水巖溶化地層廣泛出露地表，特點(diǎn)是以潛水為主。其主要接受降水入滲補(bǔ)給，地下水循環(huán)交替快，常以泉河地下河形式排泄。動(dòng)態(tài)變化大、水化學(xué)成分簡(jiǎn)單、礦化度低。

覆蓋型喀斯特水巖溶含水層之上有松散巖層覆蓋厚度不同，分為兩個(gè)亞型。淺覆蓋亞型：上覆第四紀(jì)堆積物，厚度一般不超過(guò)30m。其特點(diǎn)是：賦存潛水，但有承壓現(xiàn)象；埋藏受基巖面幾地貌控制；接受降水、地表水和淺部地下水補(bǔ)給。有類(lèi)似裸露型的徑流、排泄及動(dòng)態(tài)特征，但變化幅度小。 深覆蓋亞型：第四紀(jì)覆蓋層厚度大于30m。其特點(diǎn)是：分布范圍較大，賦存承壓水或部分自流水。補(bǔ)給來(lái)源廣泛，徑流條件復(fù)雜，天然排泄點(diǎn)少。地下水動(dòng)態(tài)對(duì)降水反應(yīng)滯后，水化學(xué)成分稍復(fù)雜，但礦化度仍較低。

埋藏型喀斯特水巖溶含水層被固結(jié)的巖層覆蓋。常以向斜、單斜等蓄水構(gòu)造等形式出現(xiàn)。其特點(diǎn)是：埋藏、徑流主要受構(gòu)造控制，賦存承壓水或自流水。補(bǔ)給主要來(lái)源于相鄰的其他含水層，徑流緩慢，極少見(jiàn)有天然排泄點(diǎn)，動(dòng)態(tài)變化幅度小，水化學(xué)成分復(fù)雜。2

分布特征巖溶含水層的富水性總的來(lái)說(shuō)是較強(qiáng)的，但是含水又極不均勻。因喀斯特水并不是均勻地遍及整個(gè)可溶巖的分布范圍，而是埋藏于可溶巖的溶蝕裂隙、溶洞中，所以往往同一巖溶含水層在同一標(biāo)高范圍內(nèi)，或者同一地段，甚至相距幾米，富水性可相差數(shù)十倍至數(shù)百倍。例如在廣西拔良附近進(jìn)行水文地質(zhì)勘探時(shí)，在石灰?guī)r和白云巖分布區(qū)利用人工開(kāi)挖的方法，兩個(gè)點(diǎn)上都被找到了豐富的集中涌出的地下水。一個(gè)點(diǎn)水位下降8m是出水量為15600m3/d；另一點(diǎn)水位下降5.2m出水量仍達(dá)2600m3/d。兩點(diǎn)相距1000m左右。而在兩點(diǎn)之間打的7個(gè)鉆孔，降深大于5m時(shí)出水量都不到40m3/d，富水性之差達(dá)60~360倍。

巖溶的發(fā)育具有向深部逐漸減弱的規(guī)律，使含水層的富水性相應(yīng)也具有強(qiáng)弱的分帶性。昆明附近鉆探結(jié)果說(shuō)明，該地區(qū)石灰?guī)r分布地段，深度不超過(guò)100m范圍內(nèi)地下水較豐富。

喀斯特水在水力聯(lián)系上也具有明顯的各向異性。廣西某礦在疏干煤層底板喀斯特水時(shí)，所形成的疏干漏斗為橢圓形，長(zhǎng)短軸相差在3倍以上；最特殊的是距離水位下降中心很近的一個(gè)鉆孔，水位不受疏干影響，成為沒(méi)有水力聯(lián)系的“孤島”。可見(jiàn)，喀斯特水在水平和垂直方向上的富水性及水力聯(lián)系變化都很大。3

循環(huán)特征在裸露巖溶區(qū)，喀斯特水的循環(huán)常以徑流交替為主，從分水嶺到河谷的方向上，表現(xiàn)為由垂直運(yùn)動(dòng)為主的補(bǔ)給過(guò)程逐漸變?yōu)樗竭\(yùn)動(dòng)為主的徑流匯集與排泄過(guò)程，并且以集中徑流和集中排泄為特點(diǎn)。

喀斯特水在河谷地區(qū)有較明顯的垂直分帶現(xiàn)象。垂直滲入帶（ Ⅰ）發(fā)育垂向溶洞，為雨水下滲的通道，有事出現(xiàn)上層滯水，旱季易干枯；水位季節(jié)變動(dòng)帶（Ⅱ）括高水位與低水位之間的范圍，垂直與水平溶洞均發(fā)育，旱季此帶干枯，豐水期可充滿(mǎn)潛水；水平循環(huán)帶（Ⅲ）于最低潛水位一下，主要發(fā)育水平溶洞，地下水在此帶中水平運(yùn)動(dòng)顯著，循環(huán)交替強(qiáng)烈，是開(kāi)采利用的主要對(duì)象：深循環(huán)（Ⅳ）帶溶洞不發(fā)育，一般只有微小的溶孔，水量小，交替遲緩。

開(kāi)發(fā)利用時(shí)，要注意掌握其垂直方向的分帶規(guī)律。無(wú)論是巖溶潛水或巖溶承壓水都有相當(dāng)大接受地表水補(bǔ)給的能力，因此石灰?guī)r裸露山區(qū)不僅缺乏地表水，而且地下水露頭也很少，常表現(xiàn)出嚴(yán)重的“缺水”景象。缺水有兩種情況：一是地下水位埋藏很深，不易開(kāi)采；二是地下徑流條件極好，大都流失不易存儲(chǔ)。

而補(bǔ)給區(qū)則成為地表水缺乏，喀斯特水又埋得很深的缺水地區(qū)。呈現(xiàn)出喀斯特水空間分布極不均一的奇特現(xiàn)象?？λ固厮粍?dòng)態(tài)變化幅度大而且變化快。巖溶泉往往雨季流量急增，而雨后又驟減，呈現(xiàn)出喀斯特水時(shí)間分布極不均一的奇景?？λ固厮捎谘h(huán)交替快速 ，一般為礦化度小于1克/升的重碳酸鈣鎂型淡水?？λ固厮瑫r(shí)存在于由大小懸殊的孔隙、裂隙、洞穴和通道組成的同一含水系統(tǒng)中，無(wú)壓水流與承壓水流并存，層流與紊流并存。但總體上喀斯特水以層流為主。巖溶含水系統(tǒng)一般水量豐富、水質(zhì)優(yōu)良，常作大中型供水源。位于喀斯特水分布地區(qū)的礦坑，容易突然產(chǎn)生大量涌水，甚至造成淹礦事故。

賦存于巖溶化巖體中的地下水的總稱(chēng)。碳酸鹽巖喀斯特水常有較高的方解石或白云石飽和指數(shù)。分為潛水或承壓水?？扇苄詭r層大面積出露的地區(qū)，喀斯特水的上部常是潛水。由于巖溶發(fā)育不均勻，巖溶潛水分布亦不均勻。它既具有相互聯(lián)系的統(tǒng)一自由水面，又存在徑流相對(duì)集中的暗河通道。巖溶強(qiáng)烈發(fā)育的山區(qū)，巖溶潛水比較集中于地下暗河系統(tǒng)中，地下水位較深，常形成地下富水而地表缺水的現(xiàn)象。在平原地區(qū)以及受某些地質(zhì)結(jié)構(gòu)控制所形成的匯水地區(qū)，由于暗河、溶蝕孔洞發(fā)育相連，巖溶潛水的分布比較均勻，水位較淺?？λ固厮橇己玫墓┧?，但對(duì)于礦坑和地下建筑工程施工，常造成災(zāi)害性突然涌水。大量抽取喀斯特水時(shí)要注意防治地面塌陷。4

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

屈明 - 副研究員 - 西南大學(xué)