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喀斯特地区地下河系统水资源 定量评价的问题与出路 郭琳’ 陈植华2 (1．中国地质大学(武汉)研究生院，湖北武汉4300742．中国地质大学(武汉)环境学院，湖北武汉430074) 摘要： 喀斯特地区含水介质的多重性和高度复杂性，给地下河系统的水资源量评价带来许多难题。本文在分析地 下河系统水资源形成、分布和运移特征基础上，认为目前用于地下水评价的主要方法都不太适用来解决地下河系统 水资源量的评价和预测问题。作者比较地下河与地表水多方面的相似性后，建议引入现代水文学的理论方法和模型 来解决喀斯特地区地下河系统水资源评价问题，并分析了可能需要解决的若干关键问题。作者认为，针对岩溶水资 源的特征，需要改变传统定量评价的思维、引进运用现代水文学理论方法和充分利用3S技术是解决地下河系统水资 源定量评价的主要出路。 关键词： 喀斯特地区地下河系统水资源定量评价分布式水文模型 0引言 在我国西南碳酸盐岩出露的49．6万km2范围内(喀斯特地区)，共分布有2836条地下河系，总 长度13919km，据估算总流量达1482m3／s，相当一条黄河【1 J。岩溶地下河系不但是喀斯特地区水资 源赋存空间场所，而且往往是控制当地洪涝的咽喉。因此，准确定量评价和预测赋存在地下河系统 的水资源量大小和变化必须得到应有的重视【l】。 2005年2月，由袁道先院士与国外专家等共同申请的IGCP513 “岩溶含水层与水资源全球研 究”通过了IGCP科学执行局评审。项目拟“从全球视野促进对岩溶含水层、水资源及其功能的深 入了解，探索其对人类与生态健康、岩溶区可持续发展的影响…”p’。因此，岩溶水资源的评价仍是 世界关注的焦点之一。 岩溶地下河系(又称岩溶地下河系统)是由发育在地下浅部的岩溶管道、岩溶洞穴、岩溶裂隙、 岩溶裂缝和岩溶孔隙等多种岩溶空隙介质体(通常以岩溶管道和岩溶洞穴等为主)组成的多重复合 体系，具有高度的非均质性。导储水空间以岩溶管道为主，岩溶水主要为暗河流，有许多落水洞、天 窗与其沟通，岩溶水主要通过这些通道获得降水补给。这种特殊的介质结构决定了喀斯特地区岩溶水 资源的形成、分布、埋藏和运移具有以下一些宏观却非常关键的特征： (1)地下河系统的边界不是以含水层系统划分为界，而往往与所在地表汇水流域边界一致。岩 溶水资源的形成几乎取决于所在流域单元的地形、地貌条件和地表的覆盖利用变化，地球表层因子 成为影响岩溶水资源形成的关键。因此，岩溶地区特殊的自然地理条件，使得地下水系统的边界与 地表水流域的边界基本吻合，以流域系统为此类地区岩溶水资源评价的基本单元，更符合实际情况。 (2)岩溶水资源的补给来源基本来自上边界的各种补给(主要是降雨)，没有周界的侧向补给， 也基本不存在向下渗流或获取越流补给； (3)由岩溶管道和其他多种岩溶空隙组成的介质，决定了地下河系统中的水流运动出现达西流 与非达西流并存现象，不同地下河系统之间水位差异变化大，一般没有统一区域地下水位。 国家地调项目“西南岩溶石山地区地下水与环境地质综合调查评价”研究内容之一 通讯作者简介：男，1956一，中国地质大学(武汉)，教授、博士生导师，主要从事水资源与3s技术应用研究 (·)IGCP513中国国家工作组秘书处文件“岩溶含水层与水资源全球研究” 670 (4)补给资源与储存资源难以区分。同样由于地下河系统的特殊含水介质结构，其与外界水循 环的速度以及内部水流运移速度较快，几乎整个系统内的岩溶水都积极处于与外界的循环过程，当年 雨量的多寡和雨强大小及分布，往往控制着地下河系统排泄水量的大小和变化，地下河系统对水量 变化调剂能力弱。 (5)地下河水量动态变化特征与地表水流具有很好的相似性旧1。一是构成地下河系统的岩溶管道 结构(网)类似于地表水系网络；其次二者对降雨过程和大小反映迅速，降雨垂直入渗后迅速沿岩 溶管道汇流或沿地表汇流形成地表径流，都具有流量大、流速快、比降大的特点；而且地下河与地 表水往往形为一体、互为转换，相互消长，共同构成当地水系网络，地下河系统水量动态变化特征 与地表水径流有一致或相似之处。 1 岩溶水资源定量评价的主要问题 水资源量预测评价的目的不单