西南地區(qū)典型巖溶地下水系統(tǒng)污染模式

環(huán)境修復(fù)網(wǎng)訊:摘要：巖溶地下水資源是西南地區(qū)社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，西南地區(qū)巖溶地下水污染問題也日益凸顯，直接威脅當(dāng)?shù)厝罕姷慕】蛋踩?，已成為社會熱點。以西南地區(qū)典型巖溶地下水系統(tǒng)污染實例為研究對象，通過分析每個巖溶地下水系統(tǒng)污染實例的水文地質(zhì)條件、污染源特征、污染物遷移規(guī)律及污染危害等方面，歸納總結(jié)西南地區(qū)典型巖溶地下水系統(tǒng)污染模式，分為四種：間歇型入滲污染、持續(xù)型入滲污染、灌入型污染和越流型入滲污染。該項研究便于識別污染物的運移特征及規(guī)律、掌握污染范圍和污染程度，為西南巖溶地區(qū)地下水污染物的防治工作提供重要的借鑒意義。

關(guān)鍵詞

西南地區(qū)；巖溶地下水系統(tǒng)；污染模式

Study on pollution model of typical karst groundwater system in area of southwest China

Karst groundwater resource is an important guarantee for the social and economic development in southwest China. With the continuous acceleration of urbanization process, the problem of karst groundwater pollution in southwest China is becoming increasingly prominent. Posing direct threats to the health and safety of the local people, it has become a hot social issue. In this paper, we studied the typical karst groundwater system pollution cases in southwest China. Through the analysis of the hydrogeological conditions, acteristics of pollution sources, law of pollutant migration, and pollution harm of each karst groundwater system, we summarized the typical karst groundwater system pollution models in southwest China, including intermittent infiltration pollution, continuous infiltration pollution, pouring pollution and leakage infiltration pollution. This study can help researchers to better identify the acteristics and laws ofpollutants transport, and more accurately grasp the scope and extent of pollution. It can provide important reference for the prevention and control of groundwater pollutants in karst areas in southwest China.

Key words

southwest China; karst groundwater system; pollution models

西南地區(qū)巖溶地下水資源是當(dāng)?shù)厣鐣徒?jīng)濟(jì)發(fā) 展的基石，更是生態(tài)明文建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展的重要保障。隨著西南巖溶地區(qū)城市化進(jìn)程的加快，人口及經(jīng)濟(jì)規(guī)模得到快速發(fā)展，人類活動對巖溶地下水水質(zhì)影響也日趨增強(qiáng)［１－２］。西南地區(qū)巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，含水介質(zhì) 包 括 了 孔、隙、縫、管、洞 等 多 種 類 型，非均質(zhì)性強(qiáng)，三水轉(zhuǎn)化迅速，且 地 表 缺 少 足 夠厚度的土壤防護(hù)層，這 使 得 污 染 物 在 缺 少 過 濾 作 用 下 直接滲入或灌入含水層中，極易產(chǎn)生地下水污染［３］。近年 來，西南巖溶地區(qū)水質(zhì)有逐漸惡化趨勢，水安全事件頻發(fā)，如何保護(hù)好巖溶地下水，使其避免成為“地下排污管道”，已成為當(dāng)?shù)卣拖嚓P(guān)學(xué)者高度關(guān)注的熱點。

目前有關(guān)巖溶地下水污染研究多集中在污染物的分布特征、成因解析、污染途徑、評價方法（包括質(zhì)量評價、污染評價和風(fēng)險評價等）等方面的研究。其中在污染物分布特征研究方面，王喆等［４］利用廣西城市近郊型地下河水中多環(huán)芳烴的質(zhì)量濃度、組成和分布，并對其進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險評價；樊連杰等［５－６］分析了廣西紅水河中下游地區(qū)的地球化學(xué)特征及地下水重金屬分布規(guī)律；楊秀麗等［７］和李營剛等［８］則根據(jù)不同時期的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，開展了貴陽市和重慶金佛山的巖溶地下水的水質(zhì)變化特征分析。在成因解析研究方面，盧麗等［９］、林永生等［１０］、曹敏等［１１］、王喆等［１２］同時 利 用 因 子 分 析 法 分別 總 結(jié) 了紅水河流域地下水、重慶金佛山表層巖溶水以及廣西桂林寨底地下河的水質(zhì)影響因素；盧 麗 等［１３］和 陳 立 華等［１４］則根據(jù)污染物的成分組成數(shù)據(jù)，結(jié)合各自研究區(qū)污染源特征，開展污染物的成因分析。在污染途徑研究方面，何愿等［１５］雖然總結(jié)出了桂江流域地下水污染途徑的五種類型，但這五種類型僅以巖溶地貌進(jìn)行劃分，缺少污染物遷移規(guī)律、污染源特征等機(jī)理方面的研究，劃分體系較為籠統(tǒng)；張江華等［１６］和張軍以等［１７］則 從 污 染 源 方 面 分 析了 巖 溶 地下水污染途徑，但分析不夠全面。對于巖溶地下水評價方法的研究，大多數(shù)學(xué)者采用已有的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)或數(shù)學(xué)模型進(jìn)行評價，如曾紅曉等［１８］和李錄娟等［１９］分別根據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》和《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》在貴州省內(nèi)進(jìn)行了地下水質(zhì)量評價；鄢貴權(quán)等［２０］利用集中參數(shù)模 型 和 分 布 參 數(shù) 模 型，對 貴 州 典 型 巖 溶區(qū)地下水污染進(jìn)行了評價，評價效果較好；李燕妮等［２１］、郭永麗等［２２］和崔亞豐等［２３］則 采 用 層 次 分 析法、評價模型等多種方法，開 展 了 不 同 巖 溶地區(qū)的水污染風(fēng)險評價，為當(dāng)?shù)貛r溶地下水的保護(hù)和管理提供了依據(jù)。

綜上所述，目前大部分學(xué)者雖然試圖從污染物的分布特征、成因解析、污染途徑等方面去總結(jié)巖溶地區(qū)地下水遷移規(guī)律，但由于各自研究方向較為單一，無法形成系統(tǒng)的污染模式體系。偶有少數(shù)學(xué)者涉及巖溶地下水污染模式體系研究，也只對某一特定巖溶地區(qū) 或 某 一 特 定 污 染 模 式 開 展 研 究，如 莫 美 仙等［２４］提出了滇東斷陷盆地地下水污染的水文地質(zhì)模式，該模式雖有一定代表性，但僅在滇東地區(qū)適用，無法在整個西南巖溶地區(qū)進(jìn)行推廣；袁偉等［２５］雖也提出了污染模式，但僅通過不同水體（地表水體、包氣帶和地下水）進(jìn)行模式劃分，未考慮污染物遷移、含水介質(zhì)結(jié)構(gòu)等方面，分析不夠全面，劃分較為籠統(tǒng)；丁堅平等［２６］僅側(cè)重研究了巖溶地區(qū)滲漏污染模式，雖研究較為深入，但其他類型模式未提及，無法形成較為完整的西南巖溶地區(qū)地下水污染模式體系。

因此，建立合理的巖溶地下水污染模式，既可以從宏觀層面上反映巖溶地區(qū)污染物的運動規(guī)律，又可以為巖溶地區(qū)開展地下水污染防治提供依據(jù)，做到有的放矢。本文通過對典型巖溶地下水系統(tǒng)的污染情況進(jìn)行解析，總結(jié)該地區(qū)具有代表性的水文地質(zhì)污染模式，形成較為完整的西南巖溶地區(qū)地下水污染模式體系，可以更好識別污染物的運移特征及規(guī)律，對西南地區(qū)巖溶地下水污染物的防治工作具有重要的借鑒意義。

1 研究區(qū)概況

西南地區(qū)范圍為東經(jīng) １００°４０′－１１４°２０′，北緯２１°０９′－３１°０１′，包括云南、貴州、廣西、湖南、湖北、重慶、四川和廣東８個?。▍^(qū)、市），該地區(qū)總?cè)丝诔^４億人，人口與資源矛盾突出，巖溶分布面積７８萬ｋｍ2。西南地區(qū)屬于濕熱多雨亞熱帶氣候，年平均氣溫 １４～２６ ℃、多年平均 降 水 量１１００～２３００ｍｍ，每年 ４月－９月為汛期。區(qū)內(nèi)珠江和長江兩大流域為重要補給和徑流區(qū)，總的地勢西高東低，從西到東從巖溶高山峽谷到低山丘陵，從巖溶高原到峰林平原，各種巖溶地貌均有分布。

巖溶地層 以 碳 酸 鹽 巖 為 主，總 厚 可 達(dá)３０００～１００００ｍ，以寒武系、泥盆系、石炭系、二疊系及中、下三疊系為主。受地形地貌和巖溶條件的控制，西南地區(qū)地表水和地下水在空間上分布極不均勻，地下巖溶含水介質(zhì)以管道和溶蝕孔隙為主，具有高度不均勻一性，含水巖組分為巖溶水、基巖裂隙水和松散巖類孔隙水三種類型。根據(jù)巖溶地下水的出露條件，巖溶地下水系統(tǒng)可劃分為四大類，即地下河系統(tǒng)、巖溶泉系統(tǒng)、集中排泄帶巖溶地下水系統(tǒng)、分散排泄巖溶地下水系統(tǒng)。

本文所選研究區(qū)共四個，分別為廣東連州湟白水地下河系統(tǒng)、云南個舊地下河系統(tǒng)、貴州息烽交椅山地下河系統(tǒng)和廣東廣花盆地巖溶地下水系統(tǒng)，其位置分布見圖１。

1.1 廣東連州湟白水地下河系統(tǒng)概況

廣東湟白水地下河系統(tǒng)為連州盆地西部巖溶水系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)。地下河出口位于清遠(yuǎn)市連州市湟白水村，距連州市區(qū)約為７ｋｍ，地下河 主 干 管 道長約３．０ｋｍ，匯水面積約為１６．４１ｋｍ2。系統(tǒng)內(nèi)部以碳 酸 鹽 地 層 為 主，巖 性 主 要 為 Ｄ₂ｄ、Ｄ₃ｒ、Ｃ₁ｌ和Ｃ₁ｓ厚層灰?guī)r，巖 溶 發(fā) 育 強(qiáng) 烈，形 成 了 大 量 的 漏 斗、落水洞以及巖溶洼地等巖溶形態(tài)。除西側(cè)碎屑巖山區(qū)外，其它地帶無常年性地表水體，地表干旱缺水。系統(tǒng)主要受大氣降雨補給，并可能存在少量的側(cè)向補給，地下河流量對降雨的響應(yīng)較為迅速，地下水自北西往南東徑流，在湟白水村地下河出口處集中排泄進(jìn)入三江河，后 匯 入 連 江（圖２）。系 統(tǒng) 內(nèi) 地 下 水