岩溶水系统划分与特点

Question

如题所述

Answer 1

一、岩溶水系统的划分
岩溶水系统，亦称岩溶水流域，或岩溶泉域，指的是具有明确边界、连续岩溶含水层、统一岩溶地下水流场和相对独立循环的岩溶地下水汇集体的统称。这一概念不仅涵盖了岩溶地下水资源的补给范围，也包括了与其他类型的地下水和地表水相关的可控汇集区。基于多年的研究成果和参考相关资料，我们将北方的岩溶水划分为119个系统，并在图3-2和表3-1中详细列出。在系统划分中，除了隔水和地下分水岭边界外，还采用了以下几种边界：
1. 地表分水岭边界：一些岩溶水系统内的地表河流成为重要的岩溶地下水补给源，当这些地表流域范围超出岩溶含水层的分布范围时，将地表流域划入岩溶水系统，并将流域分水岭作为岩溶水系统的地表分水岭边界。
2. 岩溶含水层深埋滞流性边界：通常将碳酸盐岩含水层埋藏深度达到1000m、岩溶地下水循环缓慢的区域确定为滞流性边界。
3. 潜流边界：相对阻水但仍有一定流量的边界。
4. 推测边界：由于勘探和研究程度较低，对一些无法确定具体位置或性质的边界采用推测方法。
尽管岩溶水系统的划分在不同方案中存在差异，但总体原则是从岩溶水系统的概念出发，强调边界和补排关系的明确性，以及岩溶含水层的连续性、岩溶地下水流场的统一性和水资源要素的有机联系。
二、岩溶水系统的特点
从宏观角度分析，中国北方的岩溶水系统以大规模发育、水资源构成复杂、转化关系多变而著称，尤其是“水煤共存”的特点。
1. 系统规模大：全区119个系统的平均面积为1453.2km²，其中最大的系统是跨越晋、陕、内蒙古三省区的天桥泉域岩溶水系统，总面积达到13383km²。面积大于1万km²的系统有2个，5000～1万km²的系统有4个，1000～5000km²的系统有44个，100～1000km²的系统有64个，小于100km²的系统有5个。
2. 系统水资源构成多，转化关系复杂：系统内同时存在大气降水、地表水、松散层孔隙地下水、碎屑岩裂隙地下水和岩溶地下水等多种水资源类型，它们之间存在直接或间接的复杂转化关系。例如，娘子关泉域水资源系统不仅接收奥陶系碳酸盐岩裸露区的降水入渗补给，还接受多条河流在碳酸盐岩区对岩溶水的渗漏补给。
3. “水煤共存”特点：在119个系统中，有83个系统含有煤系地层。这些系统内的煤矿开采对岩溶水在数量和质量上都会产生影响，包括矿坑污水排放对岩溶水的污染，采煤改变地表下垫面影响补给量，以及采矿突水事故导致岩溶水与坑道直接联系，矿坑可能成为岩溶水的永久污染源。
这些特点表明，岩溶水系统具有高度的开放性和环境脆弱性，其水资源类型的补排关系复杂，且在煤矿开采活动的影响下，岩溶水的循环和质量可能受到显著影响。