岩溶塌陷成因与防治研究论文
岩溶塌陷的产生、发展是一个复杂的系统过程，不仅与区域地质背景条件密切相关，而且又取决于其影响因素的综合作用。研究岩溶塌陷灾害，综合分析岩溶条件、盖层条件、地下水条件、诱发动力条件四大因素对岩溶塌陷形成的影响，查清各影响因子中岩溶塌陷形成的决定性因素，对于评价和预测岩溶塌陷风险，有效防治岩溶塌陷有重要的作用。
结合对中国北方岩溶塌陷成因的分析，对枣庄十里泉域历史岩溶塌陷进行研究，主要从岩溶条件、盖层条件、地下水条件、诱发动力条件四个方面考虑。
一、岩溶因子
可溶岩的岩性是控制岩溶发育的基本内在条件。研究区域可溶岩主要为碳酸盐岩类。枣庄十里泉域早古生代（寒武纪、奥陶纪）及晚古生代石炭纪碳酸盐岩分布集中于十里泉、丁庄-东王庄两大水源地，主要有寒武-奥陶系九龙群三山子组白云质灰岩、白云岩和马家沟组东黄山段、北庵庄段白云质灰岩、石灰岩等。该类岩石成分较纯，厚度大，分布稳定、时代古老，岩石受到成岩后生作用的强烈改造。因而具有孔隙度低，力学强度大的特点，这些特点则直接影响到岩石的含水性和岩溶的发育。
岩溶、裂隙发育程度是决定岩溶塌陷发生概率及塌陷强度的基础性因素。枣庄十里泉域岩溶塌陷发育以西北方向居多，与地下水主径流方向和裂隙、岩溶发育方向基本一致。据钻孔资料，十里泉地段地下岩溶发育在深0～100m之间，其中50m以上岩溶发育强烈，岩溶形态以溶洞、溶隙、溶孔为主，洞隙直径1～7cm，且连通性好，线性岩溶率平均为，100m以下裂隙岩溶发育渐弱。20世纪70年代在十里泉泉头开挖大口井时在三山子组白云岩中遇直径的大型溶洞；裂隙发育方向以120°～130°的居多，宽度在～1m之间。丁庄-东王庄地段地下岩溶、裂隙发育段在深100m以上，其中30～80m之间溶洞、蜂窝状溶孔发育，线性岩溶率平均为9%，深度100～150m岩溶、裂隙发育较弱。分布于东王庄、冯刘跃附近的三山子组白云岩地表溶隙、溶沟、溶槽有两组，一组方位角65°，另一组方位角130°，两组相互交织形成井字形裂隙网。分布于官庄和丁庄南的马家沟组北庵庄段石灰岩地表岩溶也比较发育，溶沟、溶槽宽度多大于1m，是地表水和大气降水入渗、沟通地下水的主要通道。良好的岩溶发育，为研究区域塌陷提供了基础条件。
岩溶塌陷的发生与岩溶塌陷历史有一定关系，统计研究表明，本区岩溶塌陷点在首次塌陷回填处理后，发生二次、三次等再次塌陷的几率很大，许多塌陷坑是多次活动的复塌坑，而且发生频次越高的区域越容易发生复塌。因此，研究岩溶塌陷影响因子须考虑岩溶塌陷历史的影响。
二、覆盖层因子
1.覆盖层厚度
据初步统计，本区岩溶塌陷大部分发生在土层较薄地区，尤以小于15m的地方为多。这是因为在相同的水文地质条件下，上覆土层厚度小，土洞扩展到地表的进程短，使塌陷易于发生。同时土层厚度大，从土洞发育到塌陷到地面的时间也长，即形成地表塌陷的可能性也变小。十里泉水源地发生的塌陷大多发生在盖层厚度小于5m的地段，在丁庄至东王庄水源地附近，塌陷区盖层土体最厚也不过10～12m（表9-3）。但是另一方面也要看到土层厚度大，有的也会使自重力加大，因此致塌力也会大，土体破坏失稳形成内部塌陷孔洞（或土洞）可能性也会大。
2.覆盖层岩性
覆盖层土体的岩性对岩溶塌陷产生很大影响，覆盖层土体结构可由砂，砾石及黏土组成。在其他条件相同情况下，均一的砂或土较易塌陷，夹砂、土或砾石层状非均一结构则次之，均一黏土抗塌性能则相对好，而多层结构最易塌陷，大量的工程实践证明，砂性土、砾石相对于黏性土更易发生塌陷。
3.覆盖层结构
从本区发生的塌陷分析，所有塌陷均发生于第四系浅覆盖区，以单层结构的粉质黏土为主，在近河流处发育双层结构，一般砂性土比黏性土易塌；具双层结构或含砾黏土比均匀结构的或单一均质黏土易塌；第四系颗粒越粗越易产生塌陷；含水土层比干土层易塌，其原因一是含水土层增加了自重，二是水的软化作用减少了土体的抗剪强度，是地形低洼处、河床或沟谷易产生塌陷的主要因素（表9-3）。
表9-3 枣庄十里泉域部分塌陷点覆盖层厚度及岩性一览表
4.地形地貌条件
岩溶塌陷多发生在地势较低的河流河床及两岸或洼地，十里泉域岩溶水系统的岩溶塌陷主要发生在陶枣盆地区，另外在平原区也零星发生过岩溶塌陷，但在低山、丘陵区域则没有岩溶塌陷记录。因此，地形地貌条件也是岩溶塌陷的影响因素之一。
三、地下水因子
1.地下水位埋深
地下水水位大起大落是产生塌陷的主要动力来源。岩溶塌陷形成的最有利时期为大量抽水，或抽水量不稳定引起地下水水位剧烈振荡时；人为或天然作用引起地下水水位频繁反复升降时；大雨或暴雨引起地下水水位猛烈回升时；地下水水位降至第四系与基岩接触面附近并不断上下波动时。塌陷的形成、发展与地下水的活动状态、地下水水位变化密切相关，这是决定塌陷形成和发育速度的主导因素。据长期监测和调查资料分析显示，十里泉地段地下水水位降至标高，埋深17m，便可诱发塌陷；水位在标高～，埋深30～40m之间便出现第二个塌陷高峰；而在丁庄-东王庄地段，第一次大规模产生塌陷时的水位标高为，埋深为，第二次集中出现塌陷是1996年5月，水位标高为，埋深达。
2.地下水位月变幅
地下水位变化值是地下水变化最直观的表征因子，地下水位的骤变是诱发岩溶塌陷的重要因素，但是影响地下水变化的因素比较多，是各种诱发因素下的地下水综合变化反映。因此，分析岩溶塌陷影响因素应特别注意短时间内地下水位变化，比较有代表性的就是地下水位月变幅。该区历史上大规模岩溶塌陷均发生于地下水位变幅较大时期。
四、动力因子
1.降雨量
大气降水是影响地下水水位升降的重要因素，枯水年份地下水水位大幅度下降后，塌陷集中发生。如1981年降水量较小（），导致1982年十里泉地段地下水水位下降到最低点（标高），比1980年下降了，是形成塌陷的第一个集中期，累计产生塌陷40余处；1995年、1996年和1997年连续降水偏少，水位持续下降，1997年平均水位下降到标高，最大埋深，比1995年下降，为历史上第二个最低点，造成1996～1998年为岩溶塌陷的第二个集中发生期。年内枯水期及丰水期初是塌陷多发季节，平水期则相对较稳定，82%的塌陷发生于4～7月份的枯丰季节交替期。另外，暴雨往往诱发岩溶塌陷，因为强降雨后，土层吸水饱和，透气性降低，真空度增加，垂直渗压增大，此时最易形成塌陷。因此，研究岩溶塌陷影响因素，降雨因素必不可少。
2.地下水开采强度
地下水开采量的增加是造成水位降低的主要因素，抽水时地下水位迅速下降，停抽后地下水位迅速回升。抽水所引起的水位降幅使天然条件下水位变幅进一步加大，使局部地下水流速加快，加速了天然条件下的潜蚀、渗蚀、真空吸蚀、失托增荷等的作用，从而使岩溶洞穴之上的土层由稳定状态变为不稳定状态。
1980年前十里泉和丁庄水源地开采量分别在万m3/d和2万m3/d左右，在此以前没有发生岩溶塌陷。随着十里泉、丁庄-东王庄两水源地开采量的逐年增加，到1981年开采量分别增加到万m3/d和万m3/d，均超过允许开采量，造成地下水水位持续下降，最大水位埋深分别达到或超过17m和。从此以后，塌陷不断产生，在开采井周围形成的降落漏斗范围内，塌陷点最为密集。1999年后十里泉电厂从苍山会宝岭水库引水，减少了十里泉、东王庄水源地的开采量，岩溶塌陷发生的规模和次数已有所减缓。因此，地下水开采强度是形成岩溶塌陷的重要诱发因素，必须重点考虑。
3.距抽水井距离
研究表明，在地下水超采的情况下，距离抽水井的距离较近的区域，受抽水强度的影响比较明显，尤其是在抽水降落漏斗范围内往往比较容易发生塌陷，而且越靠近抽水井塌陷越密集，塌坑规模也越大，所以距抽水井距离也是非常重要的影响因素。
4.人口密度
枣庄现有人口383万人，人口密度高达830人/km2，分别为全国的倍、全省的倍，居山东省17市第一位。人口密集区是工农业生产及生活用水的集中采集区，地下水开采是诱发岩溶塌陷的主要因素，所以人口密集程度也是间接影响岩溶塌陷的因素之一。据统计分析，人口密度越大的地区，地下水开采越多，对地下水环境破坏也越严重，岩溶塌陷密度也越高。
煤矿塌陷应该分为采空区塌陷和岩溶塌陷两种。采空区塌陷：长期的大规模的开采形成采空区，随着采空区面积不断加大，煤层的顶板（覆岩）失去支撑，顶板岩层随之发生弯曲、断裂、垮落，产生倾斜变形和水平移动。垮落过程中引发采空区周围的岩体变形、松动、乃至破坏使采空区上覆岩层随之弯曲下沉，覆岩层的这种弯曲到达地面后，形成地表沉陷现象。这类塌陷可通过调查采矿活动情况和地面迹象预防。岩溶塌陷：岩溶塌陷（karstbreakdownsurvey）是指在岩溶地区，下部可溶岩层中的溶洞或上覆土层中的土洞，因自身洞体扩大或在自然与人为因素影响下，顶板失稳产生塌落或沉陷的统称。在矿区通常是由于在岩溶地区抽排地下水造成周边地下水位变化，地下水掏空溶洞充填物形成土洞。这类塌陷的诱因通常和水位变化有关，如暴雨，或者长时间干旱后的降雨，还有就是地表水的下渗。这类塌陷预防主要通过物探方法探查土洞。
地质构造与岩溶关系研究论文
一、内容概述
1.成果简介
通过对我国西南和华北地区岩溶分布区岩性特征、岩溶发育成因条件、发育强度等的分析对比，认为华北地区岩溶地下水含水条件相对比较稳定，含水介质以构造裂隙为主，较大的溶洞及地下河较少，分布较为均匀，具有统一的地下水位；而在西南地区岩溶地下水主要储藏在溶洞和地下河中，地下水位随当地水文、水文地质条件及地形地貌变化较大，分布极不均匀。根据上述特点，提出了在水文地质调查的基础上，选用适当的物探方法确定井位的工作方法。
2.技术特点
岩溶区勘查找水主要包括水文地质靶区调查和水文地质物探两个方面，水文地质靶区调查的主要内容包括：
（1）收集1∶20万区域水文地质普查资料，特别是1∶5万原始资料，作为工作的基础依据。
（2）水文地质观测线路的布置。根据初步掌握的勘查区水文地质条件，合理地布置观测路线。观测路线采用穿越和追踪法相结合，原则上，观测路线应垂直于构造线方向、穿越地貌变化最大方向。对重要构造形迹、特殊非岩溶夹层等采用追索法布置线路。
（3）对地方政府提出的缺水集中村寨和集镇所在地，调查干旱缺水情况，并重点调查地下水的赋存条件、补给面积、环境水文地质条件及其开发利用条件，初步确定供水水源。
（4）野外调查，对各种调查点进行观测描述，包括以下主要内容：出露的地层及岩性；出露的地质构造及所处构造形迹的部位，岩层产状及其力学性质、水理性质，地质构造与岩溶发育的关系；所处地貌单元位置及地貌特征；水点地面标高；水位、埋深、水深，并访问其变化幅度及观测洪水痕迹；水温，同时观测气温、水的物理性质、测量流量动态变化。对控制性水点都要实测流量；绘制水文地质剖面草图或示意图。对有特殊意义的水点，应绘制水文地质剖面图或洞穴水文地质图，并素描或摄影；调查水点附近的环境地质问题对水点的影响。
（5）水文地质单元的补、径、排条件调查：掌握各类水文地质单元岩溶地下水的补给、径流与排泄条件。补给地段，一般应了解大气降水与地表河水渗入地下的方式与通道，补给地段的范围与面积及地层、岩性、地质构造条件和地貌特征。径流地段，主要了解集中岩溶水流的埋藏深度、分布情况、运动方向及水动力特征，为整个水文地质单元地下水资源的初步评价提供重要依据。
（6）调查储水构造（富水块段），储水构造在地貌上一般表现为山间盆地或规模较大的谷地，盆地周边为基岩裸露的山区，为地下水的主要补给区。盆地内被第四系土层覆盖，为地下水汇集的区域，在一定构造控制下，一般均能形成地下水富集、适宜机井开采的水源地。
（7）通过地面调查，结合物探等技术，查明含水层的结构、边界条件、分布规律、动态特征、开发现状和利用条件。
（8）调查水资源开发利用现状：包括人畜饮用水情况，农田水利化程度及灌溉用水情况，地下水开发利用引起的地质环境问题等。
水文地质物探方法的工作要点是：
（1）物探方法选择。根据近几年实施物探找水经验，主要采用高密度电阻率法、视电阻率联合剖面法、视电阻率对称四极法、音频自然大地电场法等，寻找地下河和裂隙溶洞含水构造，查明裂隙溶洞含水层的分布情况，确定岩溶发育的主导方向和深度及圈定富水地段等；探测储水构造，查明具有一定规模的断层、裂隙带的分布情况，确定井位。
（2）物探剖面要垂直于暗河、断裂构造及地层走向布设，每个靶区布设测线2～3条，采用2～3种探测方法，线距控制在50～100m，点距原则上按10～20m控制，激发极化法点间距按10m进行控制。在测试对象可能通过的断面内，应加密间距，控制在10m内，以便确定钻探井位。
（3）物探工作的布置、参数的确定、检查点的数量和重复测量的误差，其检查数应控制为5%；重复测量误差应满足《直流电法工作规范》具体要求。
（4）勘探线及测点应标明在较大比例尺图上，对勘探点应采用专门手薄认真记录，并及时绘制测量草图。
（5）野外工作结束并经主管部门验收后，应及时提交物探工作报告和相应的图件（包括实际材料图、平面图、剖面图及地质推断解译成果图）、原始记录手薄等。
二、应用范围及应用实例
该技术对我国广大岩溶分布区地下水勘查与找水打井具有指导作用。部分成果已撰写形成学术论文（《严重缺水地区地下水勘查论文集》第3、4集），包括“岩溶地区地下水成井机制探讨”、“不同储水结构的地球物理组合方法选择”、“黔西南岩溶石山区电测探法异常类型及其成因探讨”、“AMT电磁成像系统在贵州抗旱找水中的应用效果”等。
在国土资源部组织的2010年西南三省区（云南、贵州、广西）应急抗旱找水打井和2011年北方四省（山东、河北、河南、山西）应急抗旱找水打井行动中，中国地质科学院岩溶地质研究所分别承担了贵州和山东岩溶区的找水任务。在山东共完成水文地质地面调查1200km2，地球物理勘探剖面71条，侧线总长，总测点4099个，探点27个，定点23个，确定井位38处，施工30处钻孔，成井28处，成井率超过93%，单井最大涌水量达2400m3/d。在贵州共完成靶区物探100 处，测线总长81380m，测点5648个，确定井位59个，施工钻孔24个，成井22个，成井率达，单井最大涌水量孔达3700m3/d以上。
三、推广转化方式
会议交流、项目合作、技术培训、技术咨询服务等。
四、技术依托单位
技术依托单位名称：中国地质科学院岩溶地质研究所
技术依托单位名称：中国地质科学院岩溶地质研究所
联系人：王珽唐建生李兆林
通讯地址：广西省桂林市七星路50号
邮政编码：541004
联系电话：，
电子邮箱：，
地质构造及新构造运动是岩溶发育的必要条件，也是岩溶发育的内在控制因素之一。断层、裂隙、接触带等构造，为地下水的初始径流和溶蚀作用提供了必需的通道，新构造运动为地下水的运动和溶蚀作用提供了动力条件，其特征控制了岩溶发育的分带和成层性，以及岩溶水系统的边界特征，引起了岩溶发育的均匀性、含水层富水性的差异，由此也决定了岩溶水的富集特征。
新构造运动特征
西南岩溶石山地区，新构造运动对岩溶发育的影响表现为强烈的断裂活动及差异上升、沉降所造成的岩体破裂、岩体结构的改变、巨大的地势起伏与地貌变化。断块隆升形成了岩溶断块山地，区域抬升造就了岩溶高原，断裂急剧活动形成了岩溶高原峡谷，断裂的拉分形成了岩溶断陷盆地，间歇性的差异上升则产生了多层岩溶台地和溶洞，大面积的沉降区发展成了宽阔的平原。同时，新构造运动中的断裂活动加剧了碳酸盐岩的破裂程度，不断扩充新的径流通道，促进了岩溶的发展和分异。断块差异上升导致地形高差加大，为地下水循环提供了动力，使得“三水”转换连续不断，溶蚀作用得以持续进行。因此，新构造运动是岩溶发育的内在动力条件，其特征决定了一定区域的岩溶及其水文地质面貌。
隆起上升区大都形成岩溶石山及台地。地表碳酸盐岩裸露，次级地貌峰丛、峰林、洼地、漏斗和落水洞发育，呈峰丛洼地、峰丛谷地等地貌形态组合。为适应强烈的地壳上升和侵蚀基准面的下降，垂向溶蚀强烈，持续向深部发展，形成规模巨大的溶洞管道系统，埋藏深度大，岩溶发育极不均匀。这样的地区多属于岩溶水的补给、径流区，以溶洞管道流为主，岩溶水力坡度大，水流速度快，动态变化剧烈。岩溶水深埋，含水层富水性极不均匀。
下降区常沿断裂带形成一系列的岩溶断陷盆地、深切河谷，多为岩溶水的汇集、排泄区。岩溶断陷盆地区，岩溶含水层组从山区至盆底由裸露转变为覆盖或埋藏型。裸露岩溶山区为岩溶水的主要补给径流区，岩溶发育极不均一，导储水空间以溶洞管道为主，岩溶水流快急，储存调节能力弱，水位流量季节变化剧烈，岩溶水部分以悬挂泉及下降泉、暗河出口的形式，在弱透水层(带)顶面和沟谷中排泄，大部分在山边土石分界线附近排泄，剩余部分继续向深部径流。覆盖或埋藏岩溶区岩溶发育较均一，储水空间以管隙为主，岩溶发育深度大，一般直至碳酸盐岩底板仍有发育。通常是岩溶水的储集区，但在部分处于区域深层径流过程中的盆地，同时也是岩溶水的径流区。这类地区岩溶水资源丰富，动态稳定。山间河谷区岩溶水汇集，水动力强，侵蚀溶蚀作用强烈，岩溶发育，岭坡地带岩溶发育极不均一，导储水空间主要为溶洞管道，岩溶水以溶洞管道流为主，岩溶水流顺坡向快速径流，动态变幅大，在坡上一些缓台地、弱透水层、阻水断层或岩溶弱发育带顶面上有部分悬挂泉流和暗河出露。在谷底常形成沿河带状分布的泉、暗河集中排泄点及富水块段，岩溶发育较均一，岩溶水资源丰富，动态较稳定。
岩溶水富集的构造特征
地质构造控制着岩溶发育的特征，最直接地表现为构造破裂对岩溶发育的控制作用。水对碳酸盐岩的溶蚀一般自裂隙开始，岩溶本身往往就是裂隙溶蚀扩展的结果，裂隙越多，岩溶水入渗条件越好，岩溶越发育。因此，一般在断层、断层交汇部位、背斜轴部、背斜和向斜的转折端、特别是倾伏背斜和向斜的倾伏端和仰起端、碳酸盐岩与非可溶岩断层接触带等构造应力集中的部位，岩体破碎，裂隙发育，岩溶发育较强烈，形成地下水径流和储存的良好空间，为岩溶水的富集创造了条件[5]。
地质构造控制了岩溶含水层与相对隔水层(带)在空间上的组合形式和特征，对岩溶水系统的边界、水文地质结构类型和特性往往起着决定性的作用，从而也决定了其水文地质及岩溶水富集的特征。对于一个透水的岩层(带)，即使有充分的地下水补给条件，也还需要在其周围和下面有相对隔水层(带)与之相互组合，把重力水封托住，使之不致完全流失，才能形成含水层。因此，要掌握岩溶水富集规律，找到可供开发的水源地，还必须研究透水层和隔水层(带)所组成的各种地质构造。储水构造就是透水层与隔水层(带)相互结合而构成的能够富集和储存地下水的地质构造形式。对于储水构造已经有许多研究成果[6]，在此，作者仅将常见的几种储水构造和岩溶水富集特征归纳如下，以提供岩溶找水的地质构造标志。
水平储水构造
指岩溶含水层产状水平或近于水平，以地形分水岭为汇水边界，河谷为其排泄边界，隔水层或岩溶弱发育带顶面为隔水底板的储水构造。
在岩溶石山区，当水平隔水底板高于当地排泄基准时，就形成了滞水型岩溶水系统，赋存岩溶上层滞水。由于水平碳酸盐岩层构造变形小，破裂程度低，岩溶发育不均匀，以孤立的溶洞管道、溶隙带为主，加之含水层沿排泄边界暴露于谷坡上，岩溶水排泄通畅，这种水平储水构造的岩溶水储存量有限，动态变幅很大，允许开采量主要为径流量，开采方式主要是截引泉或暗河水流。一般可在低洼地带的含水层与下伏隔水层接触面上找到富含水段。因其多处在干旱缺水的岩溶山区，开发利用价值大，是解决岩溶山区农村生活和生产用水困难的重要水源。在岩溶盆地、宽谷底部平坝区等平坦开阔的区域，水平隔水底板通常低于当地排泄基准，水平碳酸盐岩层处于半淹没或淹没状态，岩溶发育程度高，也较为均匀，岩溶水水位面平缓，主要为水平扩散流，它的储水条件较之岩溶石山区要优越得多，侧向常常存在阻水边界，岩溶含水层往往储水丰富。
单斜储水构造
由均匀状岩溶含水层组或间互状岩溶含水层组构成的单斜构造，当岩溶含水层的倾伏端具备阻水条件时，在适宜的补给条件下即形成单斜储水构造。
单斜储水构造在均匀状岩溶含水层组条件下，形成潜水含水层；在间互状岩溶含水层组条件下，则形成潜水-承压含水层。前者岩溶一般顺层面发育强烈，且不均匀，地表发育落水洞、盲谷，地下发育岩溶溶洞、管道，以溶洞管道为主要储水空间；后者由于层间裂隙发育细而密集，在此基础上发育的岩溶裂隙较为均匀。岩溶水系统具明显的功能分带性，掀起端为岩溶水补给区，获得补给后，顺岩层层面径流，在倾伏端岩溶含水层与其他隔水层的接触带溢出或涌出，以暗河出口、泉、散流带的形式排泄或继续作深远程径流。单斜储水构造排泄区附近即为岩溶水富集带，溢出泉、上升泉发育普遍，流量大且稳定，常成为重要的水源地。
褶皱储水构造
由间互状岩溶含水层组构成的褶皱构造，不透水的非可溶岩层构成隔水边界，透水的碳酸盐岩层成为含水介质，在适宜的补给条件下，褶皱构造中储集岩溶水，形成褶皱储水构造。其中包括向斜储水构造和背斜储水构造。
从空间形态和地质结构来看，向斜储水构造通常都有利于岩溶水的聚集，是典型的汇水构造。向斜储水构造由翼部圈闭的非可溶岩层组成隔水边界，岩溶水从地形较高的岩溶透水层裸露区接受补给，向地形较低的核部或翼部汇集，溢流排泄，构成良好的岩溶水富集条件。一般在盆地边缘形成暗河、泉等天然出露的水源地。由于存在圈闭较好的隔水边界，在向斜储水构造背景上发育的暗河，最有利于通过暗河通道筑坝和灌浆防渗，建设地下水库。而向斜轴部和转折端等张应力集中带，因裂隙发育而溶蚀强烈，常常形成富水块段。
背斜储水构造由圈闭的非可溶岩层及地下分水岭组成岩溶水系统边界。岩溶水的补给、径流、排泄特征与向斜储水构造相似。往往沿核部张应力集中带发育断层和裂隙带，平行轴向溶洞管道发育，地表形成谷地、串珠状洼地和落水洞，常形成岩溶水集中径流带。一般背斜轴部和倾伏端，张裂隙发育，岩石破碎，岩溶发育强烈而不均匀，常常形成富水块段。
断层储水构造
断层储水构造是由构造岩带及其影响带中的裂隙构成含水介质，以两侧较完整的岩石构成相对隔水边界，在适宜的补给条件下形成的带状储水构造。断层并非都含水，有些断层因为其构造岩带被完全胶结，不但不含水，反而起隔水作用。有些断层虽然是含水的，但其各个部位的富水性很不均一，有的部位含水丰富，有的部位贫水，甚至不含水。断层的富水性是很复杂的。而断层储水构造仅指那些具备了储水条件的断层构造。
形成于碳酸盐岩中的断层，其构造岩带及其影响带裂隙发育，岩石破碎，岩溶作用强烈，常沿走向发育溶洞、管道，地表相应的形成谷地、串珠状洼地和落水洞，只要地形条件适宜，往往成为集水廊道，汇集广大范围内岩溶含水层中的地下水，形成岩溶水富集带。
接触带储水构造
主要是侵入岩与可溶的碳酸盐岩地层接触而形成储水条件的储水构造。由于侵入岩不可溶蚀，完整性好，构成了隔水底板；侵入岩体与周围碳酸盐岩的接触带裂隙特别发育，加之地下水易于聚集在这一界面上，并常伴有地热高异常的影响，溶蚀作用强烈，岩溶储水空间很发育，因而形成了侵入岩体悬托式的储水构造。常沿接触带形成带状的岩溶富含水段。在侵入岩顶面呈盆、槽状的地段，常常富集了丰富的岩溶水。
表层带储水构造
表层带储水构造是以表层岩溶带为含水介质，以其下弱岩溶化的碳酸盐岩层或其他非可溶岩层为隔水底板而构成的储水构造。
“表层岩溶带”(epikarst zone)一词，最先由法国地学家Mangin A.于20世纪70年代使用于岩溶水文学方面，目的是为了区分出岩溶水动力带的包气带中上部相对含水比较丰富的部分，使岩溶水垂向分带更加完善。20世纪80年代Williams .在分析新几内亚等地的岩溶漏斗和洼地的成因时，又提出了“浅表层”(subcutaneous layer)的概念，以说明表层岩溶的集中溶蚀过程。实际上，“浅表层”的含义与“表层岩溶带”相似，但更强调岩溶区植被和表层土壤的存在及岩溶动力意义。在我国，袁道先首先使用岩溶表层带的术语，并自20世纪80年代后期以来，带领国土资源部岩溶动力学开放实验室的研究人员，以桂林试验场为基地，对表层岩溶带的结构、动力条件、岩溶特征、水文地质特征以及对岩溶水的调蓄进行了系统研究，并以此为基础，创立了岩溶动力学[7]。概括成一般概念，“表层岩溶带”是由强烈的溶蚀作用在碳酸盐岩表层形成的密集而不规则的岩溶微空隙形态构成的岩溶化带。一般厚度为2～30m，在地形相对平缓的地段，如：碳酸盐岩浅埋的岩溶盆地边缘、谷地和夷平面、溶蚀台面，峰丛山区的垭口、洼地、峰顶均是表层岩溶带发育较好的部位。
表层岩溶带发育密集的溶沟、溶槽、溶隙、溶孔等岩溶空隙，成为岩溶水的赋存空间，构成含水层。当其底部存在弱岩溶化的碳酸盐岩或其他非可溶岩隔水层，并且岩层倾角较小、地形低洼或较为平缓时，就形成了表层带储水构造。表层岩溶水主要来自大气降水的渗入补给，受地形限制，汇水面积一般较小，岩溶水主要顺斜坡径流，往往在地形转折的地段呈分散的渗流或小泉点的形式排泄。通常在宽缓的洼地、槽谷、盆地边缘等汇水和蓄水条件较好的地段表层含水层的富水性较强。若加上断层的影响，以及下伏存在分布较广、产状平缓的不纯碳酸盐岩或非可溶岩隔水层，则可形成流量较大的表层泉或表层带富水块段。
通过上述分析研究，作者结合自身的实际经验，归纳总结了地貌、含水层组、地质构造等岩溶水富集的控制因素及其富水特征，提炼出了相应的找水标志。但在岩溶水的勘查和开发实践中，我们必须认识到，岩溶水的富集并不是仅仅由某一因素单独决定的，而是各种因素共同作用的结果，仅只有在特定的条件下，其中的某一、二个因素可能成为相对主导的因素，这一点即使是在以上的分述内容中也可以感受到。因此，只有进行系统的水文地质测绘，对控制岩溶水富集的各种因素进行深入的分析和综合研究，才能准确地找到可供开发利用的岩溶水源地。
气溶胶防治论文参考文献
微生物气溶胶是一群形体微小、构造简单的单细胞或接近单细胞的生物悬浮于空气中所成形的胶体体系,粒子大小在μm,一般为μm。微生物气溶胶具有6大特性:来源的多相性,种类的多样性,活性的易变性,播散的三维性,沉积的再生性,感染的广泛性。微生物气溶胶的活性从它形成的瞬间开始就一直处于变化状态。空气中的微生物与人类生产和生活息息相关,它既可以造福人类,亦会危害人类的生活和健康。因此,研究与监测空气微生物气溶胶的浓度、种类、分布及其变化规律有重要意义。参考文献：微生物气溶胶污染监测检测技术研究进展，解放军预防医学杂志，2011年第6期,455-458页。
#南京9名大学生因吸电子烟急诊入院# 2021年4月 13日晚，南京120陆续接到来自某高校9名学生的求助。他们同时出现了 头晕、心慌、烦躁不安 的症状，而且都是抽了一种网上购买的 电子烟 后出现症状。据悉，“肇事”电子烟系一名学生购买，因新奇分享给其他人一起尝试。
自从十几年前电子烟诞生以来，这种系统就越来越受欢迎。 电子烟宣称，与传统香烟相比，电子烟含有较少的致癌物，对 健康 人的肺部影响较小，可能有助于戒烟。 然而，电子烟确实含有一些有害成分，因为它们含有甲醛和形成半缩醛的甲醛，以及沉积在表面的潜在有毒颗粒物。电子烟是一种越来越受欢迎的设备，可以作为替代传统吸烟或非法药物的吸入的一种设备。缺乏监管导致产品质量参差不齐和潜在的 健康 危害。本文列举了关于电子烟的已知和尚需回答的问题。
电子香烟正在获得 快速的普及 ，并在世界各地的青少年、高收入、城市人口中稳步传播。本文的目的是强调电子烟吸烟对人体 健康 的危害。我通过ISI科学网和pub-med等系统数据库检索，鉴定了38篇已发表的研究。我以电子烟、危害等关键词检索了相关文献。本研究包括电子香烟对吸烟危害的调查研究。最后我纳入了28篇论文，其余10篇被排除在外。
电子烟也被称为e-cigarette，是一种新型的尼古丁输送系统， 2003年发明于中国（是不是有点自豪？） 。电子烟的吸烟者通常被称为“电子烟民”或“吸烟者”。目前，它在全球青年、高收入、城市人口中得到了显著的普及和稳定的传播。这项技术的新颖性、多种有吸引力的 调味品 选择以及与传统香烟比，电子烟无毒的各种说法相适应的 市场营销 ，以及 有助于戒烟 的特点吸引着年轻人使用电子烟。
市场上有 200多个电子烟品牌 ，2013年的销售额估计达到30亿美元。到2017年，全球电子烟市场增至100亿美元。电子香烟主要是为了重新设计传统香烟的大小、形状、外观等，但有些香烟可能比标准香烟长或短，类似于 时尚 流行——如钢 笔、铅笔、唇膏、U盘 等。
大多数电子烟的主要部件包括气溶胶发生器、流量传感器、电池和溶液（电子液体）储存室。电子烟中使用的材料包括银、钢、金属、陶瓷、塑料、纤维、铝、橡胶和水刺，以及锂电池，可能会引起 火灾和爆炸 。
电子烟中使用的液体通常是尼古丁，有多种口味，包括 水果、薄荷和巧克力 。尼古丁通过各种浓度的易耗药筒携带，并可根据用户的要求调节到不同的尼古丁水平。
吸入、摄入或皮肤接触尼古丁时，可能造成更大的尼古丁中毒风险。加热装置提高药筒中液体的温度，并将溶液变为气雾剂，使用者通过嘴吸入肺部。
电子烟产品的成分存在巨大的异质性。 电子烟中的液体通常被称为电子液体或电子液体，其配方含有包括尼古丁在内的多种化学物质的混合物。存在于电子烟重新填充溶液、药筒和气溶胶中的化学物质包括：特定于细菌的亚硝胺（TSNAs）、醛类化合物、金属、挥发性有机化合物（VOCs）、酚类化合物、多环芳烃（PAHs）、香料、溶剂载体、烟草生物碱，以及药物（氨基他达拉非和利莫那班）。这些化合物是有害或潜在的有害成分。
目前可用的文献表明，总尼古丁在气雾剂不同品牌从 至毫克每300吸 。然而，在 汽车 等密闭环境中，每100毫升可吸入 27至43微克尼古丁 。
电子烟在室内的 尼古丁排放量 为 538ー8770ng/l ，而传统香烟的尼古丁排放量为 5039ー48050ng/l。 因此，很多人认为，电子烟比传统香烟更安全，更不易上瘾。
但是，公众对电子烟危害的认识正在迅速提高。电子烟中的尼古丁很容易被皮肤、粘膜、呼吸道和胃肠道吸收。此外，据报道，电子烟液体中毒主要发生在 儿童 的摄入、吸入、正常接触和眼部接触。
电子烟中各种化学物质和超细颗粒引起的 刺激性上下呼吸道系统和干咳 。有研究提示，这些化学物质为 有毒致癌物 。
众所周知，电子烟中的乙二醇和甘油三酯蒸汽和雾气成分会导致粘膜干燥、呼吸道刺激。电子烟通常含有一种 推进剂 ，如丙二醇，是一种 呼吸刺激物 。
电子烟的 蒸气 对肺部的短期影响与香烟的烟雾相似，是支气管 阻塞 的原因之一。
大多数品牌都含有 甘油 ，因此据报道有一例 类脂性肺炎 。
Marini等人比较了由于吸入电子烟和传统香烟产生的主流气溶胶对呼出的一氧化氮（FeNO）的短期呼吸影响。对于缺乏尼古丁、含有尼古丁的电子烟和常规烟，每次吸烟/抽气后测得的平均FeNO值分别为 ppb、 ppb和 ppb。
尼古丁水平降低肺部一氧化氮（NO）合成， 增加呼吸阻力和呼吸流动阻力 。
已经证明，吸烟是 有毒和致癌 的。电子烟可以改变基因表达，其方式与吸烟相似；研究人员对人体支气管细胞进行了研究，这些细胞含有在 患肺癌 风险的吸烟者身上发现的一些突变。Lim和Kim报道说，在电子烟中吸入卡式尼古丁溶液可能会增加包括嗜酸性粒细胞在内的炎症细胞向气道的浸润，从而 加重哮喘 症状。
接触吸入的尼古丁可能引起 恶心、呕吐和头晕 。由于电子烟筒中含有高浓度的 尼古丁 ，因此电子烟的 尼古丁毒性 风险增加。电子烟的 尼古丁含量变化很大 ，其液体中尼古丁含量为。
意外接触电子烟产品，特别是接触电子液体可能有高浓度尼古丁，与窒息危险有关。高浓度的尼古丁是有毒的；如果 幼儿摄入电子液体或皮肤接触大量电子液体，可能导致伤害或死亡 。Ordonez等报告了79例电子烟液体中毒，主要发生在5岁及以下的儿童。暴露发生在摄食、吸入、皮肤暴露和眼部暴露。患者临床表现为 恶心、呕吐、头痛和头晕 。
众所周知，电子烟的蒸气、雾气、烟雾会引起眼睛发炎、发红和干燥。由于液体被迅速吸收，因此接触眼睛的风险非常大，可能造成眼睛损伤。
研究已经证实，接触尼古丁会引起大脑的神经可塑性改变。尼古丁在产前干扰脑干自主神经核发育，在出生后早期改变新皮质、海马和小脑，在青春期影响边缘系统和晚期成熟。
科学文献表明，尼古丁对母体和发育中的胎儿都有害，会对胎儿发育产生不利影响。
吸烟会产生化学物质，其中一些是众所周知的生殖毒素，如一氧化碳。Zhang等人报告说，吸烟者的 精液量、快速进行性活动能力和精子活力显著下降 ；此外，吸烟者的活动精子和精液白细胞水平显著增加。吸烟者精子运动参数均较低。吸烟者精子形态正常的百分率明显下降，随着吸烟程度的增加精子形态变差。Yu等人证明，吸烟与组蛋白到鱼精蛋白转换的异常以及人类精子中鱼精蛋白mRNA表达的改变密切相关。此外，吸烟会降低精子质膜的完整性，进而降低精子的活力。
尽管电子烟的使用备受争议，但它在全球范围内正在增加。它可引起恶心、呕吐、头痛、头晕、窒息、颤抖、烧伤、上呼吸道刺激、干咳、眼睛和粘液膜干燥、细胞因子和促炎介质释放、过敏性气道炎症、肺部呼出的一氧化氮（NO）合成减少和肺癌风险。建议在封闭的公共场所禁止电子烟吸烟，在儿童和青少年中禁止电子烟吸烟。
参考文献：
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（一）空气污染事故近代史上有好几次重大的空气污染事故(表2-6-1)，它们说明污染水平很高时所发生的危险情况。事故期中的死亡人数与该地区平时的死亡人数相比，往往超过很多。1952年伦敦烟雾事故就是一例。而且死亡人数中，心脏和呼吸系统疾病占84%，市区中支气管炎的死亡人数增加10倍，看来对已有慢性呼吸系统或心脏病人的影响很大。表2-6-1 50年代前后五大空气污染事故发生时间 发生地点 主要污染物 中毒情况 中毒症状 致害原因 1930年12月 比利时马斯河谷 烟尘及SO2 几千人呼吸道发病，约60人死亡 流泪、喉痛、声嘶、咳嗽、呼吸短促、胸口窒闷、恶心、呕吐 硫氧化物－SO2和SO3烟雾的混合物，加上空气中的金属氧化物颗粒，加剧对人体的刺激作用 1948年10月 美国多诺拉镇 烟尘及SO2 4天内有43%（约6000人）患病，17人死亡 咳嗽、喉痛、胸闷、呕吐、腹泻 SO2、SO3、金属元素及硫酸盐类气溶胶对呼吸道的影响 1952年12月 英国伦敦 烟尘及SO2 5天内4000人死亡，后又连续发生3次 胸闷、咳嗽、喉痛、呕吐 SO2在金属颗粒物催化作用下生成SO3及硫酸和硫酸盐气溶胶吸入肺部 每年5－10月 美国洛杉矶 光化学烟雾 75%居民患眼病 刺激眼、喉、鼻，引起眼病、喉头炎、头痛 NOX及碳氢化合物在阳光（紫外线）作用下产生的二次污染物－光化学烟雾 1970年 日本四日市 SO2、煤尘重金属粉尘 患者500多人，其中有10多人在气喘病中死亡 支气管炎、支气管哮喘、肺气肿 有毒重金属微粒及二氧化硫吸入肺部空气污染事故的一些特征可归纳如下：1、逆温层和低风速，使空气处于停滞状态。2、烟、SO2及其它污染物浓度增大引起咳嗽、眼痛及其它疾病。3、污染水平达高峰时死亡率增大。4、年岁越大，过度死亡越多。5、各种年岁的死亡人数均增加。6、死亡多由于呼吸系统和心脏疾病所引起。7、多种污染物的结合，使各种疾病增加。8、事故持续5～7天。（二）慢性健康影响空气污染引起的急性死亡显而易见，但低水平污染对健康的连续慢性影响则很难得到精确的结论。例如，近年美国肺癌死亡人数大量增加，在1969年它已成为男人癌症死亡中比例最大的一项，总共死亡5万男人和1万妇女。由于最初接触致病污染物到检查出得病的时间约需30年，因而致病的因素较复杂。一般研究时，借分析比较城市和农村该病的死亡率来判断。例如表2-6-2列出利物浦地区1952－1954年间，市区与郊区肺癌的死亡率。表2-6-2 肺癌死亡率对比（年龄在14－74岁的每1万人中的死亡人数）吸烟类型 乡村 城市 不吸烟 14 131 用烟斗抽烟 41 143 抽纸烟－轻度 87 297 抽纸烟－中度 183 287 抽纸烟－严重 363 394由表可见，吸烟与肺癌关系密切；而且居住的地区同样与肺癌关系密切，尤以不吸烟者最明显。总的看来城市的肺癌发病率约为乡村的两倍，此外，发病率也和在城市居住时间的长短有关。我国城市居民肺癌的发病率也很高，其中最高的是上海市，据1980年资料统计，在各种死亡因素中，肺癌死亡率达。而且城市居民呼吸系统疾病明显高于郊区居民。表2-6-3是北京市交通民警与园林工人呼吸道疾病的比较情况。由表可见，无论是肺结核，还是慢性鼻炎或咽炎，交通民警的发病率都显著高于园林工人。表2-6-3 北京交通民警与园林工人呼吸道疾病比较项目 交通民警 园林工人 肺结核（％） ± 无 慢性鼻炎（％） ± ± 咽炎（％） ± ±可以肯定的是，城市环境会引起肺癌，但不能说一定是由于空气污染所致。不过动物试验证明，空气中多环的有机化合物是致肺癌的物质。慢性支气管炎和气喘病也有类似的情况：即吸烟者、城市居民和男人发病率都很高，而且有很多证据说明，空气污染加重了这些疾病。
国内外室内空气品质研究的现状1国外的研究现状 历史上旨在减少室外空气污染的努力可以追溯到14世纪，以当时英国伦敦的烟雾法为代表。现代空气污染问题的研究源于1952年的伦敦烟雾事件，经过50多年的研究，人们对空气污染的成因、影响因素和代表性危害都有了全面地认识。同时，控制空气污染的方法或措施也不断完善，并形成了与室外空气污染控制相关的产业。 室内空气质量问题可以追溯到远古时代，以原始人类将火种引入洞穴，引起洞穴烟尘污染为标志。采用科学的办法对待室内空气问题的历史至少可以追溯到20世纪上半叶，1939年美国成立了工业卫生协会（AIHA），这标志着生产环境对人体健康的影响已受到社会关注。对非生产场所，如住宅、办公室、会议室、教室、医院、旅馆、图书馆、候车（机、船）厅等室内空气的关注始于20世纪60年代的北欧和北美，正是在那个时期提出了室内空气质量（IAQ）的概念。当时，促使人们关注室内空气质量问题的原因主要有两个：一是随着环境保护工作的开展和环境科学的发展，人们的环境意识不断加强；二是空调开始普及，为了节省能源，建筑物密闭程度不断提高，门窗开启时间越来越短。同时各种化学制品也开始涌入室内，导致室内化学污染物浓度提高，于是长期在室内滞留的人群常常感到不适。正是那时逐渐出现了“病态建筑综合症（SBS）”和“军团病”等新问题和概念。人们逐渐发现室内空气污染与哮喘和肺癌等疾病的发病率的上升有着密切关系，并注意室内环境质量不一定比室外好，甚至比室外更糟。 围绕室内空气质量的系统研究最初主要着眼于室内与室外空气质量的关系，以及室内空气污染物对人体健康的影响。1965年，荷兰学者Biersteker等进行了世界上第一个系统的、大规模的室内与室外空气质量的关系。他们以鹿特丹60个住户为对象，测定了室内、外SO2和烟尘的关系，获得了空气污染事件期间的室内环境相对安全性、抽烟对于室内气溶胶生成、室内SO2衰减与建筑物新旧程度的关系等重要信息。这一研究表明室内与室外空气质量存在显著的差异，并且揭示室内空气质量对人体健康的影响可能超过室外。随后，关于室内与室外空气质量关系的研究一直未停止过，而且涉及面越来越宽。通过这些研究，人们对各种条件下，不同污染物的室内与室外关系有了全面的认识，并建立了一系列室内与室外空气质量关系的模型。 20世纪60年代开始关于室内空气污染健康效应的研究主要集中在各种人类活动引起的呼吸性健康疾病。同一时期，国外大规模出现装修热。北欧、美国和其他国家先后开始大量使用甲醛制品，如用脲醛树脂和酚醛树脂作原料制成胶粘剂、墙缝填充剂和多种人造板材等。其中，脲甲醛泡沫树脂隔热材料在那个时期曾被大量用于构建房屋，特别是移动住房。于是，大量甲醛释放到室内，很多居住者出现了急性刺激和急性中毒症状，甚至引起中毒性肝炎或是过敏性紫癜。这些问题在当时的社会上引起了很大的震动。于是，工业卫生、环境保护、化学化工和建筑装潢等专业的工作人员围绕着甲醛污染问题，相继开展了环境监测、流行病学调查、临床观察、毒理实验、工艺改革及相应的实际工作和科学研究。 20世纪80年代美国EPA的总暴露量评价方法学研究(TEAM)提供了一个全面评价室内和室外暴露对人体总暴露贡献的模型。这个研究得到了一个令人吃惊的结论：对于挥发性有机化合物来说，通常情况下，室内污染源对人体总暴露的贡献远远高于室外工业污染源。 随着对于室内空气污染问题认识的不断深化，室内环境作为卫生和环境科学的重要组成部分越来越受到重视。一批专门从事室内环境检测、宣传教育、学术研究和学术交流、咨询和评估的机构开始形成。如美国工业卫生协会（AIHA）专门设立了室内环境质量(IEQ)委员会。“国际室内空气质量与气候协会(ISIAQ)”、“美国绿色建筑委员会(USGBC)”和“室内空气质量协会(IAQA)”也于1992年、1993年和1995年相继创立。就连北大西洋公约组织(NATO)这样的军事合作组织也在她的科学与环境事务局所属的高级研究中心开展“室内空气质量(IAQ)科学”的研究和教育培训计划，每年都要在缔约国开展室内环境方面的培训工作。 与此同时，室内空气质量的管理机构也开始在发达国家和地区形成，如美国环保局于1988年在其空气与辐射司下设立室内空气质量(IAQ)程序办公室，1995年又与较早设立的氡分部合并成立了室内环境处，并附设了两个与室内环境相关的国家实验室，在相关部门设立了室内环境的监管、执法机构。如今，美国的学校里都设有室内环境协调员，管理和督导室内环境质量的监测和控制。法国政府也于1999年底成立了国家室内空气监测站，并从2001年开始，每年在全国选择1000个监测点，对典型室内场所的氡、铅、霉菌、过敏源、VOCs、人造矿物纤维、杀虫剂及烟草烟雾等10多种有害物质进行检测，并向公众通报检测结果。我国的香港特别行政区也于1998年在其环境署内设立了室内环境主管部门，并于1999年公布了楼宇的IAQ指南。在室内环境管理机构的指导下，室内环境立法也开始进行，到目前为止，欧美各发达国家，亚洲的日本、韩国和我国香港地区，以及世界卫生组织已建立比较完善的室内环境法规。 2 国内研究的现状 我国最初大规模出现室内空气污染是在20世纪80年代。为了改善城镇居民居住条件，各地大规模建造单元式居民楼，装空调的人数也为数不少。在居住条件大幅度改善的同时，室内空气品质却不断恶化。 较之国外，我国研究室内空气品质起步较晚，我国从事住宅室内空气污染的研究始于70年代，当时主要是中国预防医学科学院钮式如研究员的研究室，出发点是研究室内通风，并针对二氧化碳等室内空气污染物。到1980年，中国预防医学科学院何兴舟研究员所领导的环境流行病研究室开始了云南宣威地区农村室内燃料燃烧与癌症并发率关系的研究，这是我国较早的室内空气污染与健康关系的研究。同年，武汉市卫生防疫站的杨旭医师在城区开展了室内空气污染的研究工作。1984年，在全国防疫站系统开展了大量的室内空气污染调查工作。最为突出的是1988-1990年间中国预防医学科学院秦钰慧研究员所领导的中国五城市室内空气污染与健康关系的调查研究，研究历时两年，空气污染物包括IP，二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等等；人群包括小学生、中学生、社会居民；健康指标包括：肺功能、碳氧血红蛋白等，文章多次在国际会议上发表，特别是在芬兰赫尔辛基大会（IndoorAir’93）时作过报告，是那次千人大会上的重要发言。至此，我国的室内空气污染研究还是集中在燃料上。 到了90年代，随着人们生活水平的提高，引起居室室内空气污染最主要的原因是由于不良装修，即在装修过程中使用了大量有害物质如甲醛、挥发性有机物等一些装饰材料。而传统的室内污染物，如SO2、CO、CO2、NOx等由于抽油烟机的广泛采用和燃料结构的变化，对室内空气的污染程度已大大降低。1993年杨旭副主任医师首先开始了建筑物装饰材料的污染研究。1995年秦钰慧研究员组织“室内化学品与健康关系的研究”，室内空气质量和装饰建材研究是其重要的方面。以此着手制定我国室内空气标准。此后中国预防医学科学院数次举办过关于室内空气质量研讨会。国家环境保护总局于2000年8-9月召开“室内空气质量相关法规及污染控制技术培训班”，2001年5月，中国科学技术协会过程学会联合会举办了“全国室内环境质量研讨会”。 目前国内室内空气污染研究最主要的包括两个方面。一是制订全面科学的室内空气质量标准。由于我国室内空气污染问题只是近十几年才出现，人们强烈意识到室内空气污染的问题并引起全社会广泛的关注才刚刚是近几年的事。国家还没有制定全面的法律、法规。我国参与室内空气污染问题管理的政府机构包括卫生部、国家质量监督检验检疫总局、建材局和建设部，国家环保总局虽然没有具体参与室内空气质量的管理工作，但确切地说早在1994年就参与了相关工作。我国标准的制定缺乏基础研究的支持，标准的制定，尤其是室内空气质量标准的制定，直接关系到人体健康，需要毒理学试验结果作依据，并且要进行卫生学的分析和评价，这样的工作不是一个检测机构就能够完成的。二是污染源控制，这是我国目前室内空气污染研究的一个热点问题。消除污染根本方法是消灭污染源，如对能产生甲醛的脲醛泡沫塑料和产生石棉粉尘的石棉等建筑材料停止使用等措施无疑是有效的，但这必须有相应的法规来保证。一方面，用通过立法在生产过程中尽量控制这些建筑材料的污染物含量，使得有害物质含量低的产品进入市场；另一方面，需要对室内究竟有哪些污染源、这些污染源可能产生什么样的污染物以及这些污染物的释放特征进行研究，这样就可以在装修过程中对有可能造成室内空气污染的污染源进行控制。污染源的研究以人工环境气候箱(testing chamber)的模拟研究为主要手段，通过考察一些环境因子，如温度、湿度、空气更新速率等对污染物浓度分布的影响，模拟释放过程，建立数学模型及评价系统。扩散模型是最常用的方法，目前已将污染物在材料内部的扩散过程及在表层的解析过程结合起来。国内利用人工环境气候箱对板材中的甲醛，油漆、涂料中的可挥发性有机物的释放特征已经进行了比较广泛的研究，但这些还远远不够。
岩溶湖和冰川湖比较研究论文
湖泊可分为构造湖、火山口湖、冰川湖、堰塞湖、喀斯特湖、河成湖、风成湖、海成湖和人工湖（水库）。构造湖是在地壳内力作用形成的构造盆地上经储水而形成的。火山口湖系火山喷火口休眠以后积水而成。岩溶湖由碳酸盐类地层经流水的长期溶蚀而形成岩溶洼地、岩溶漏斗或落水洞等被堵塞，经汇水而形成。堰塞湖由火山喷出的岩浆、地震引起的山崩和冰川与泥石流引起的滑坡体等壅塞河床，截断水流出口，其上部河段积水而成。 冰川湖是由冰川挖蚀形成的坑洼和冰碛物堵塞冰川槽谷积水而成的湖泊。 风成湖是沙漠中低于潜水面的丘间洼地，经其四周沙丘渗流汇集而成的湖泊。 河成湖是由于河流摆动和改道而形成的湖泊。 海成湖是由于泥沙沉积使得部分海湾与海洋分割而成。 潟湖是一种因为海湾被沙洲所封闭而演变成的湖泊，所以一般都在海边。 湖水含盐量是衡量湖泊类型的重要标志，通常把含盐量或矿化度达到或超过50g/L的湖水，称为卤水或者盐水，有的也叫矿化水。卤水的含盐量，已经接近或达到饱和状态，甚至出现了自析盐类矿物的结晶或者直接形成了盐类矿物的沉积。
什么叫单体湖泊，指的是在自然资源环境下。整个湖里就这一个湖泊。有游览观赏的价值。而且是一个整体。这种湖泊就叫做单体湖泊。如果是有多个小型琥珀集合在一起的组成湖泊群落，那就叫做集合型单体。
1 构造湖:由地壳内力作用,包括地质构造运动所产生的地壳断陷、坳陷和沉陷等所产生的构造湖盆,经贮水而形成的湖泊称为构造湖.构造湖具有十分鲜明的形态特征,即湖岸陡峭且沿构造线发育,湖水一般都很深.同时,还经常出现一串依构造线排列的构造湖群.2 断层湖：指由内力的断裂下陷而成的湖泊.它是内力形成湖泊的一种,这类湖泊也可以称为构造湖.3 湖泊的形成有很多因素,如火山活动可以形成火口湖、堰塞湖；地壳运动可以形成构造湖,这一类湖统称为内力湖,意思是地球内部力量作用结果产生的湖泊.还有一种是外力湖,它是在流水、风、冰川等起主导作用的情况下形成的,如冰川湖、海成湖、河成湖、风成湖、岩溶湖等.构造湖 云南高原上的滇池、洱海；青海湖、新疆喀纳斯湖等；火山口湖 白头山天池；河成湖 洞庭湖；海成湖 里海,杭州西湖；堰塞湖 五大连池,镜泊湖；冰川湖 瑶池；岩溶湖 贵州省威宁县的草海；
地面塌陷相关论文参考文献
唐建生1，2，夏日元1，2，李兆林1，2，徐远光2，蓝芙宁2
（1.中国地质大学（北京），北京 100083；2.中国地质科学院岩溶地质研究所，桂林 541004）
资助项目：国家科技攻关2002BA901A13；中国地质调查局计划项目200310400043；广西科技攻关0133001-1。
作者简介：唐建生，男（1957—），瑶族，中国地质科学院岩溶地质研究所研究员；中国地质大学水资源与环境工程学院在读博士研究生。主要从事岩溶资源与环境研究。
摘要：从水土资源分布调查与资料分析着手，针对岩溶平原干旱区形成的基本因素、水土资源配置特征、岩溶水资源赋存与开发条件，揭示岩溶平原区发育地表、地下双层水文网和岩溶强烈发育的特点，即地下水文网与地表水文网有很高的流域边界和水流方向一致性，平原区夷平化程度较高，水力梯度平缓，以及受地下水排泄基准面的控制，地下岩溶层的厚度较小，但发育的强度高，岩溶空隙的均一性强于峰丛、峰林岩溶区。在新、老构造活动的影响下，形成了具有网络状的导储水岩溶介质系统。岩溶含水层具有较强的水资源储集和调蓄功能，在旱季，地表水枯竭或断流，地下水位下降5～8m，浅部（20m以内）岩溶含水层储集的水资源量可达300×104m3/km2。抽取地下水，增加1m水位降深，黎塘地下水系统内的岩溶平原区，可以多取水253×104m3，相当于增加2个小（一）型水库。在示范试验研究基础上，提出示范区地表/地下水联合开发、充分开发利用岩溶地下含水层的调蓄功能，采用分散浅井技术规避地质灾害，推广节水技术，提高水利利用率的岩溶区水资源可持续开发利用措施。
广西桂中地区以裸露和浅覆盖的岩溶平原为特征，主要有峰林平原、孤峰平原和峰林谷地等岩溶类型，岩溶系统表层的岩溶化极强，各类岩溶空隙构成地表物质与能量迅速渗漏转移的复杂介质结构系统。造成地表土层浅薄贫瘠，植物少，土壤结构疏松，涵、保水能力差，调节功能弱，以致处在南亚热带湿润季风气候带，降水量充沛（平均降雨量1451mm）的条件下，仍然存在严重的农田用水和人、畜饮水困难，旱灾频繁。据历年资料统计，桂中地区几乎每年都有不同程度的旱灾发生［1］。其中最大干旱年（1963年）受旱面积达×104hm2；5年连续大面积干旱年（1988～1992年），平均每年受旱面积×104hm2，占总耕地面积的48%，旱情对农业生产影响极为严重，为历史罕见，平均每年减收粮食×104t，减收甘蔗×104t，经济损失超过10亿元。可见，频繁的旱灾严重制约着本区的经济发展。岩溶平原区地下水分布广，储存量大，调蓄能力强，供水投资少［2］。作者针对岩溶干旱区的综合治理，提出了以岩溶水资源有效利用与土地资源合理利用为切入点，实施地表、地下水联合调配、开发，调整水资源与土地资源配置和农业生产结构，综合治理岩溶旱区农业生态环境技术途径。采用引水提水、水源调蓄、节水灌溉、土壤改良、高效农业、生态重建等综合治理技术进行典型示范，组织开展了“广西桂中旱片综合治理示范”和“桂中岩溶峰林平原典型水文地质调查与地下水资源示范”等项目。本文将部分示范研究成果进行总结。
1 地理、地质环境概况
自然地理、水文
黎塘示范区位于广西宾阳县东部（图1），地处东经109°02′～109°18′、北纬23°04′～23°20′之间地带。区内有铁路以黎塘为枢纽，北接柳州，西连南宁，东南通达贵港、湛江。公路交通网纵横交错，柳南高速公路呈南北向穿越本区，南捂高等级公路以东西向经过本区，交通便利。岩溶区分布面积占土地面积的，地形地貌为岩溶孤峰平原和岩溶丘陵地带。地处北回归线以南，属南亚热带季风气候区，年平均气温℃，7月份气温最高，可达℃，1月份是最冷月，最低气温为℃。黎塘年降水量为1200～2000mm，多年平均降水量为1584mm，年内各月份降水量分布不均，多集中在5～9月份，约占全年降雨量的76%以上。
图1 黎塘示范区交通位置
区内以新埠江为主干河流，全长25km，属珠江流域红水系红水河流域清水江一级支流的次级河流，平均水力坡度3‰，由北东向西南转向北汇入清江。除主干流外，有细江支流为间歇性河流，枯水年份一般在11月至次年3月断流。主干流河流平水期流量约为4～6m3/s，主要补给源为大气降水和地下水。
示范区地势开阔平坦，基岩地层岩性为泥盆系—石炭系的碳酸盐岩，地下岩溶极为发育。地下水位埋深一般小于10m，年可利用资源量×104m3/a·km2，主要用于黎塘镇工业和居民生活。区内水利工程老化，且多已废弃，农田用水多为农民自行抽取新埠河水进行灌溉，且多为漫灌方式，水资源利用效率很低。距河道较远的地带则为“望天田”和旱地，干旱缺水问题严重。
地质环境
本区岩溶含水层由泥盆系下统郁江组上段至石炭系上统的碳酸盐岩组成，非岩溶区主要分布寒武系至泥盆系下统郁江组下段的碎屑岩，部分地段近地表浅部分布有白垩系碎屑岩，局部分布厚1～10m的第四系。本区地下水主要赋存空间为碳酸盐岩溶洞管道—裂隙介质。
该区主要分布灰岩、白云岩，构造裂隙发育，根据岩性、构造、岩溶发育程度及水文地质现象等资料，含水岩组分为富含水层、中等含水层、弱含水层、相对隔水层。富含水层包括马平组灰岩、大塘阶灰岩夹白云岩、融县组下段灰岩、东岗岭中段灰岩夹白云岩；中等含水层为黄龙组灰岩白云岩、融县组上段白云岩、东岗岭上段、下段灰岩白云岩；弱含水层为莲花山组粉砂岩及榴江组上部不纯灰岩夹白云岩；相对隔水层包括榴江组硅质岩、郁江组页岩及那高岭组泥页岩。地下岩溶非常发育，据钻探揭露资料显示，在地下10～88m都有大小不等的溶洞发育，大者达7～17m，为地下水的储存、富集创造了有利条件。
本区在构造上位于广西山字型弧顶内侧，属镇龙山复背斜的北翼。地层走向大致是北东东—南西西，向北西倾斜，倾角20°～40°。由于中部凌村—志广F5断层呈北东东—南西西向一组逆断层的影响，地层有缺失和重复现象。伴随着该组断层产生的北北西—南南东向平推断层，使得中部及西部地层沿走向方向上都发生了不同程度的位移。
从黎塘镇附近点的统计资料看，高角度（50°以上）的张裂隙及剪切裂隙发育，主要是310°～340°、50°～90°两组裂隙。一般宽～，长数米，可见深～1m不等，多为岩石碎屑及粘土充填。部分裂隙经地下水长期溶蚀作用后，相互连通成为富水的岩溶通道。
受构造、地层控制，东南面是由中下泥盆统碎屑岩系组成的低山丘陵，标高250～650m，沟谷呈扇形向北西、北东发育，季节性有水外流，补给平原区。东部为中泥盆统至石炭系碳酸盐组成的峰林谷地，标高210～320m，基岩裸露，其间有洼地及漏斗发育，是大气降雨补给地下水的主要地带。西部、北部为孤峰平原，平原标高90～105m，覆盖层较厚。北部的平原间有一上泥盆统榴江组硅质岩组成的局部隔水层，呈北东—南西向延伸，阻隔黎塘平原地下水径流区的水力联系，形成了南部林山—白水塘富水段和北部鸦乌—石龙富水段。
2 岩溶地下水的蓄积条件
岩溶地下水蓄水建造特征
图2 黎塘地区岩溶含水层电测解译密度分布图
（据广西水文地质工程队黎塘地区电测资料编绘）
黎塘地区处于广西山字形构造前弧，主控构造为新华夏构造体系。随着中-新生带的区域构造演变，形成以NNE或NE向与NWW或NW向的两组构造控制下的碳酸盐岩单斜储水建造。岩溶含水层中溶洞和溶蚀缝隙的发育与两组构造密切相关，溶蚀洞缝的发育方向与构造裂隙展布方向相近。本区岩溶管道或地下河多沿NNE或NE向断裂带或地层接触带发育，形成地下水自北东向南西运移的主径流带，而NWW或NW向溶蚀裂隙则往往成为区域地下水向主径流带汇集的主要途径。地球物理探测结果表明，岩溶发育带具有较低的视电阻率，在黎塘地区相对较低的视电阻率地带，除了沿主要断裂带展布外，同时与本区的两组构造裂隙的岩溶化密切相关，在区域上形成网络状格局（图2），由此构成岩溶地下水的蓄积和运移网络体系。
在垂向上，地下水储存空间的分布，取决于不同深度的岩溶发育程度，受区域侵蚀基准面的影响，据钻探资料分析，孤峰平原区，基岩埋深一般4～9m，局部裸露［3］。地下岩溶随深度可分为强发育带，发育深度小于20m；较强发育带的深度为20～60m；中等发育带的深度为60～90m；岩溶弱发育带在90m之下。可见，本区岩溶水主要赋存于地下60m以内的岩溶含水介质空间。
岩溶水动态
观测结果表明，岩溶水系统中自补给区到径流区至汇水排泄区，地下水的埋藏深度变浅，地下水位的变化幅度变小（见下表）。岩溶平原区地形起伏平缓，一般3～5m，即使与水位变幅叠加，该区域的枯季地下水埋深一般小于10m，多在2～6m，降雨后水位变化滞后时间短。丰水期地下水出露地表，形成溶潭、凌或岩溶湖、季节性泉水，为推广浅井灌溉技术奠定了物质基础。
黎塘新埠江流域岩溶地下水动态观测结果表
注：为2004年丰水期至2005年枯水期观测结果。
岩溶含水层的调蓄功能
如前所述，岩溶平原区表生带岩溶发育强烈且相对均匀，岩溶管道多呈网络状；中层岩溶带未充填洞穴和管道十分发育，侧向水流通畅。经过长期发育演化，岩溶平原岩溶系统内部结构有序度已达到最佳状态［4］。在本区主要表现为：岩溶水系统的径流排泄区具有孤峰平原特征，岩溶平原面起伏高差小，一般2～6m，接近水平的二维平面；地表和地下水文网的流域面积和水流方向已趋向一致；平原区地层的夷平化程度，与其含水性能和形成地下暗河的性能好坏相对应，强岩溶含水层在地表已基本被夷平，仅遗留极个别孤峰。岩溶储水建造由岩溶化强的溶洞管道—裂隙介质构成，具有较均一的地下水导储网络，宏观上起着汇聚和储存地下水的作用。
根据钻孔揭露情况，岩溶发育具明显垂直分带性（图3），浅层（表生）岩溶带、中层溶洞带和深层溶洞带，其深度界线大致在地面之下20m以内、20～60m和60～90m，在90m以下岩溶发育微弱。①浅层岩溶带（0～20m段）以溶沟、石牙、漏斗为主，溶隙宽大，多与浅部风化裂隙重叠，溶洞管道发育，总岩溶率高，但充填强烈。②中层溶洞带（20～60m段）平均总岩溶率下降，但空洞率增大至，以充水的溶洞、溶缝为主。洞穴形态的特点之一是串珠状发育，即由较宽阔的洞穴和相对狭窄的喉结相间组成，喉结的瓶颈效应限制着表生带碎屑物质下移，从而形成充填程度较低的中层溶洞带。由于岩溶发育程度相当高，洞穴管道连通性好，侧向水流通畅。③深层溶洞带（60～90m段）对该深度段岩溶研究程度低，洞穴管道主要沿大型近直立的结构面（岩性或构造）发育，管道的孤立性表现渐趋明显，岩溶发育不均一性加强。
图3 黎塘地区溶洞发育垂直分带
（据广西地质局贵县幅1/20水文地质调查报告修改）
从钻孔抽水试验可知，含水层释放的水量实际上表示岩溶含水空间充填物质——水、气交换，对于浅埋藏、开放型的含水层岩溶介质空间，当所含水分析出并充气时，它就具有再充水的功能。由上述可知，本区岩溶含水层厚度可达90m，较强岩溶带发育深度达50～60m，而自然条件下的年际水位变幅一般小于10m，可见自然条件下，岩溶含水层以充水为主，含水介质空间的水、气交换只占用了约20%岩溶空间，仍具有很大的调节潜力。
根据本区钻孔抽水试验结果分析，浅层岩溶带和中层岩溶带平均给水度分别为、。对浅层岩溶带而言，相当于每米厚度有22mm水柱的调蓄能力；20m厚的浅层岩溶带整体调蓄能力相应为440mm（相当于44万m3/km2），相当于当地年平均降雨量（1584mm）的，表明具有较强的地下水调蓄的能力，水位下降1m，形成的调蓄空间达×104m3/km2。
岩溶地下水资源状况与开发潜力
黎塘新埠江地下水系统是一个具有边界完整封闭、相对独立的补给、径流、排泄水流循环系统，岩溶含水介质具有溶蚀管道-裂隙特征，岩溶储水建造接受大气降水和系统内非碳酸盐岩地区地下水的侧向补给。
根据多年平均降水量计算，黎塘新埠江地下水系统的降水资源量为×108m3/a，该区多年平均径流总量×108m3/a，水库蓄水量×108m3/a，地下水系统的天然资源量为（～）×108m3/a，地下水可利用资源量为×108m3/a，探明可采资源量×108m3/a。
目前，该区地下水开采，主要用于生活饮用、工业生产及农田灌溉，地下水开采已形成了一定规模，主要集中在黎塘镇人口、工业密集分布区，开采方式以机井为主，少数挖大口井或直接提取天然岩溶水点的地下水。据调查统计，全区仅以机械抽取（2002年）地下水的开采量达×108m3/a，其中生活饮用水约占，工业生产用水占，农田灌溉用水占；利用民井分散取水方式，用于农村人、畜供水的地下水开采量达×108m3/a，每年地下水开采量共计×108m3/a，占探明地下水可采资源量的。地表水开采量×108m3/a，其中生活和工业用水占，农业用水占。
由上所述，黎塘新埠江流域地下水系统的降水资源总量多年平均达×108m3/a，平均年径流量×108m3/a，其中地下水天然资源量为（～）×108m3/a，探明的地下水可采资源量×108m3/a。目前已开采的地表、地下水量为×108m3/a，占平均年径流量的；已探明地下水资源中还有2/3未利用，可见该区的地表、地下水资源仍具有较大的开发利用潜力。
3 岩溶平原区水资源有效利用措施
黎塘镇耕地面积5267hm2，其中水田3267hm2，旱地2000hm2。现有水库的总库容803万m3，电灌站总装机容量120万kW，设计总灌溉面积367hm2。由于水库工程老化失修、干渠及配套设施水毁渗漏，没能发挥应有的灌溉效益，致使367hm2保水田变成单造田，有647hm2水田改成旱田。每年缺水量为340万m3。研究区内，地下水与地表水水力联系密切，本区地表水和地下水为一个不可分割的系统，开发利用地下水应上下统筹考虑。因此，地表水与地下水合理安排，才能做到有效地合理地利用水资源，提高防旱抗旱能力，保障水资源的持续利用［5］。
地表、地下水联合开发，强化地下水防旱抗旱功能
水系统的物质循环，最重要的是水的循环，大气降水、地表水、地下水三者之间在一定尺度空间下产生水量的交换和运移。地表水与地下水通过岩溶裂隙、管道相互转化，并且随季节而变化。枯水期，地下水补给地表水，成为河道的基流；洪水期，地表水通过岩溶管道倒灌，补给地下含水层，使地下水位升高［6］。而岩溶水系统的地下储水介质空间是有限的，降水补给量超过其储集能力时，地下水溢出地表，通过地表径流排出系统。在枯水季节，大气降水急剧减少，区内新埠江地表水均由地下水排泄所补给，上游支流随着地下水位下降河道干枯、断流。这段时间是该区旱情高发季节，地表水资源不足，地下水资源是农业生产的唯一供水水源。在此条件下，开展地表、地下水联合开发，地表水采取泵站提水，地下水则兴建与灌渠或耕地配套的浅井群网，建立水田-旱地复合灌区。在旱象发生时或枯水季节，采用浅井抽取地下水，保障农田和旱作蔬菜、瓜果生产供水。
充分开发利用岩溶地下含水层的调蓄功能
岩溶平原区地形平坦，地下水埋深较浅，天然露头较少。地下水分布的基本特征是东北部峰林谷地区地下水埋深较大，多在10～15m。天然露头以溶洞、竖井为主，在和吉一带向峰林平原过渡区，地下水天然露头以溶井、溶潭（凌塘）为主。黎塘一带以孤峰平原为主，地形平坦开阔，除见到一些溶潭外，河流两岸可见到岩溶泉、地下河出口，地下水埋藏浅，多在2～8m，地下水的基本运动规律是以峰丛山区为补给区，峰林平原为径流区，孤残峰平原则为溢出带。如前所述，受区域排泄基准面控制，钻孔揭露本岩溶平原区的岩溶含水层厚度可达90m，较强岩溶带发育深度达50～60m，而自然条件下，随季节变化从含水层中排出地下水而形成的调蓄空间只在地面以下的8～10m之内，可见对于整个岩溶含水层来说，含水层的调蓄功能只发挥约20%的作用。
根据岩溶含水介质系统调蓄功能分析结果，如果抽取地下水，使得水位多下降1m，形成的调蓄空间达×104m3/km2，本地下水系统内岩溶平原区面积约115km2，地下水开采增加1m的降深，可以多取水253×104m3，相当于增加2个小（一）型水库。而所需补充的水量仅为本区径流资源量的8‰或地下水可开采资源量的。
科学布井，合理开发浅层岩溶水资源，规避地质灾害风险
根据岩溶平原区岩溶发育规律和地下水系统介质结构特征，按照地下含水层的管道-裂隙网络兴建浅井灌溉体系，采用浅井、大口井等开发方式，解决旱片灌溉用水。分散布井，开发浅层地下水，具有规模小、投资省、见效快等特点。同时，可以避免水源区局部形成大降深，地下水位强烈变化，有利于激发地下含水层的调蓄能力和地下水回补，可以避免岩溶塌陷产生所造成的危害。
推广节水技术，提高水利利用率
岩溶平原区耕地面积广、人口密度大，水资源供需矛盾突出。农业用水量占水资源总量的2/3，现有农田水利工程大部分于20世纪五、六十年代建设，设计标准低，运行时间长，输水渠道年久失修，田间配套斗、支渠不全或破损、渗漏严重，水利有效利用率低，有效灌耕比低于30%［6］，平均灌溉水有效利用率仅在40%左右。因此，必须坚持开源与节流并重的原则，在重视兴建新水源工程的同时，加强节流、节水水利工程建设，推广节水农业技术，提高抗旱能力。主要包括①灌区节水灌溉渠道网络配套工程，健全灌区斗、支渠防渗渠道系统，提高供水利用率，增加有效灌溉面积。②旱地节水灌溉工程，采用喷灌、管灌、滴灌技术，解决甘蔗、蔬菜、果园灌溉。旱地分布区往往是地表水利工程的水尾区，灌溉水源多采取地下水，其供水成本较高。通过旱地种植园区建设，引进高效优质作物品种，采用节水灌溉，提高单井灌溉面积和供水增值率，以获取更大的经济效益。③农艺节水技术推广，采用地膜种植技术，解决春、秋季节降水不足，防止强烈蒸发，保水保肥，保障作物生长；引进耐旱新品种，针对本区秋旱频率高、旱象严重的特点，选育或引进成熟早或生长期短、适应性强的优质作物品种，避免旱象影响的同时获得好的生产效益；调整种植结构，改两季水田种植为水旱交替种植，改善秋季耕作需水与供水资源的矛盾，水稻种植安排在雨季，降水资源丰富，引进高产优质品种，保障粮食生产；旱作种植蔬菜、瓜果等生长过程中不需要短时间大量供水的作物，可充分利用地下水含水层的调蓄供水功能，从时间上调整水土资源配置，达到防旱抗旱效果。
4 水资源有效利用示范
在示范区的核心示范片——吴江村，开展地表、地下水联合开发与浅层地下水含水层调蓄示范。该村处于岩溶平原区，发育季节性地表河溪，河床到地面～，是本区农田供水的主要水源。据访，一般年份断流2个月左右，枯水年份9月开始流量剧减，11月中旬至次年3月初断流。因此，秋冬农业生产依赖于地下水源供水，岩溶含水层为石炭系下统夹薄层泥灰岩的中厚层白云质灰岩、白云岩、灰岩，富水程度中等，为岩溶管道-裂隙水。地下水埋深～6m。设计开展地表、地下水联合开发，地表水采取泵站提水，地下水则兴建浅井群网，建立水田-旱地复合灌区。
该示范片现有人口3370人，有耕地面积354hm2，其中水田137hm2、旱地217hm2，项目实施以来，先后投资320万元，修建一个地表水提水站，配套建设6000m的三面光防渗引水渠道；开挖六处地下水浅水井，修建一个100m3的蓄水池和约27hm2的管灌管网，确保了农田的正常灌溉。实现有效灌溉面积233hm2，从而彻底地改变了该村以往“靠天吃饭”的状况。在此基础上，开发20hm2的经济果林示范基地和167hm2优质蔬菜基地，农业种植形成了水稻、蔬菜、玉米、糖蔗、水果的多元结构。通过示范工程项目的实施，并不断地引进新品种、新技术，并以特色品种注册了“桥美萝卜”品牌。由于改善水源和灌溉条件，2004年种植白萝卜、胡萝卜200多hm2，平均产量52500kg/hm2，比2001年增产40%，家家建起了“萝卜楼”；玉米平均产量6750kg/hm2，比2001年增产50%。通过水资源有效利用开发示范，使该村委的农业经济发展较快。2004年农民人均纯收入2302元，比2001年增加682元，年增长率达14%。
5 结论
岩溶平原区发育地表和地下水网同时并存的双层水文网。因旱期盆地抬升与后期排泄基面下移，岩溶水向下切蚀形成地下河道，与谷地表面地表河网构成双层排泄系统。雨季河水位顶托，盆地地下水位上涨，埋深仅～1m，甚至溢出地面与地表河相连。旱季，地下水回落，地表尚有一定降雨径流，形成间隔5～8m的双层排泄。最枯季节，地表河断流干涸。地下水沿岩溶管道、裂隙运移排泄。该区NE断裂构造和NW向挽近期构造裂隙十分发育及岩溶化也较为强烈，为地下水的赋存提供了良好的空间；受排泄基准面控制水力梯度很小，径流缓慢。地下水埋层浅、回补快、水质优，开发条件优越。近期年开采量不足总量的5%，应加大地表、地下水联合开发力度，充分发挥岩溶含水层的调蓄功能。
采用浅井、大口井等开发方式，属微型水利，群众有建设能力，地下水开发具有规模小、投资省、见效快等特点。在干旱区建设供水系统，按照地下含水层的管道-裂隙网络兴建浅井灌溉体系，解决旱片灌溉用水，供水保证率和利用率高。可以通过行之有效的“以奖代补”政策等刺激措施，实行“谁建设、谁拥有、谁管理、谁受益”的优惠政策发动群众兴建，以降低投资风险和管理风险，形成规模化效益。但地下水开发应适度进行，原则上控制在可采资源量的75%，即年开采规模×108m3以内，可大大缓解农业灌溉、中小型企业生产用水和农村生活用水的矛盾。从该区水文地质环境条件看，不宜过分集中开采地下水，避免出现降落漏斗，发生地面塌陷等地质灾害问题。
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卜华 张昭伟
（山东省鲁南地质工程勘察院，兖州272100）
作者简介：卜华（1967—），男，高级工程师，从事水文地质、工程地质、环境地质及地质灾害勘查工作。
摘要：巨野煤田是目前山东乃至华东地区最大的未开发整装优质煤田，现已进入全面实质性开发阶段；该煤田面积广、储量大、开发程度高，对地质环境的破坏程度较为严重，本文根据该煤田的赋存特征和开发规划工程特点对地质环境遭受的影响进行了初步分析和论述。
关键词：巨野煤田；地质环境；地面塌陷
巨野煤田是目前山东乃至华东地区已探明储量尚未开发的最后一处大型整装煤田，目前已进入全面实质性开发阶段，该煤田的开发，对于提高山东和华东地区的煤炭自给率，促进经济进一步发展，尤其是保持山东煤炭工业的持续发展、带动鲁西经济具有重要意义。然而煤炭资源的开发往往以牺牲地质环境为代价，对地质环境造成较为严重的影响或破坏。巨野煤田含煤面积广，煤层厚度大，矿井集中又同时开采，其开发必将对该区的地质环境产生较为严重的影响或永久性的改变。
1 巨野煤田概况
巨野煤田位于山东省西南部的菏泽市和济宁市，呈条带状近南北向展布，含煤面积1210km2，煤炭地质储量×108t，扣除暂不能利用的储量后，现阶段规划地质储量×108t。含煤地层为石炭-二叠系月门沟群太原组和山西组，总厚度230m左右，共含煤26层，可采煤层6～8层；其中3煤层（山西组）为主采煤层，北部平均厚，南部平均厚，最大厚，埋藏深500～1200m，最大埋深1400m。主采煤层厚度大、煤质好、分布稳定，煤层倾角2°～19°，构造程度中等，开采条件较好。全煤田共划分为7个井田，总建设规模1860×104t/a，服务年限50～77年，见表1。
表1 巨野煤田各井田基本情况一览表
2 区域地质环境背景
巨野煤田处于黄淮海平原的鲁西区段，地形平坦，地面标高37～，微地貌类型为缓平坡地、浅平洼地、河槽洼地、河滩高地等。区内河流较多，地表水利用程度较高，引黄灌溉是该区农田用水的主要形式，地下水的开采水平较低。该区是我国著名的优质粮棉油生产基地，经济以农业种植为主，工业基础较为薄弱。
该煤田在大地构造上处于鲁西南断块坳陷的西北部，断裂构造相对发育，并控制着煤田的分布边界；地层主要有奥陶系、石炭系、二叠系、新近系和第四系。新近系和第四系松散沉积物厚450～800m，主要岩性为粉质粘土、粘土、粉土和粉细砂。
包气带岩性以粉土为主，目前条件下土壤环境质量较好，基本未受污染。松散沉积物是本区地下水的主要赋存介质，富水性严重受地貌、埋藏条件和沉积环境的制约，空间差异变化较大；浅部和古河道带富水性较好，单位涌水量200～400m3/（d·m）；深部和河间地带富水性较差，单位涌水量小于200m3/（d·m）。地下水主要来源为大气降水入渗和河水渗漏，流向自西向东，主要以侧向径流和蒸发的方式排泄。多年平均水位埋深2～5m，水化学类型复杂多变，化学组分的背景含量较高，水质较差，多为咸水或微咸水。
新构造运动以来，该区地壳表现为整体沉降运动特征，断裂活动趋于缓和，地壳相对稳定。土壤盐渍化已得到有效控制，危害程度基本消除；受近代沉积环境和地下水位的影响，目前存在的主要环境地质问题为砂土液化。
3 煤田开发对地质环境的影响
对地形、地貌和地层结构的影响
巨野煤田为全隐蔽型井田，采用立井方式开拓、单一长壁式采煤、后退式开采、全部冒落法管理顶板，对上覆地层结构和地形、地貌的影响较为严重，影响的主要表现形式为地面塌陷。依据煤层的赋存特征和煤田设计开采范围，以理论沉陷值10mm点作为受开采影响的边界点，经选用概率积分模型进行初步预测，在设计开采区3煤层充分开采的条件下，地面塌陷面积将达到近570km2，由于矿井分布集中而且采区基本相连，所以塌陷区将成为区域性的人工盆地；在现状水位埋深条件下，积水区面积将至180km2左右，约相当于东平湖正常水域面积的倍；塌陷区深度平均约，最大将达到9m。
煤田开发后，该区的地质环境将会产生较严重的改变，在地表，地形标高降低，宽阔平坦的平原成为大面积的盆地，塌陷深度超过潜水位的部分变成积水湖泊，塌陷盆地边缘部分形成倾斜的“坡子地”，出现凸凹不平的复杂形状，原有各种地貌景观不复存在；在地下，上覆地层坍塌，其原始应力状态及其完整性、连续性等结构特征遭受破坏，尤其使浅部的近代沉积物结构变得更为松散。
对地下水环境的影响
对地下水环境的影响主要有两个方面：一是煤田开发导致地面塌陷，破坏了含水层的原始结构，打破了地下水的自然循环条件、动态特征和均衡状态，使地下水转变为地表水，原来的径流、蒸发和开采排泄变为水面直接蒸发排泄，矿井排水又加速了这一过程，从而减少了区域地下水资源量；假设不考虑地面蒸发量、地面径流量和地下渗流排泄量，则区内水资源方程为消耗量等于水面蒸发量减去降水量，本区多年平均降水量为，多年平均蒸发量为，蒸降差1215mm，仅浅层孔隙地下水拥有量损失就新增近×108m3/a。二是矿井排水、矿区生产、生活排水和煤矸石淋滤对地下水的污染；7个井田全部建成投产后，矿井排水总量约为（～）×104m3/d，扣除回用量后的外排量将大于×104m3/d，生产、生活排水量约为（～1）×104m3/d；矿井水呈灰黑色，含有大量的悬浮杂质和一定数量的微生物以及一些重金属元素，生活污水含有较多病菌和有机质，另外本区矿井水中 含量和矿化度、总硬度也较高，尤其是选煤废水含有浮选油、絮凝剂等毒性添加物（单忠健，1999），这些水若采用明渠排入河流或塌陷坑，不但污染地表水，也入渗污染地下水，使地下水中的污染组分增加、含量升高；采煤产生的大量煤矸石在雨水淋滤、冲刷下，溶解出的污染组分随水渗入地下，也将对地下水环境造成污染。
对土壤环境的影响
地面塌陷破坏了土壤的结构，大面积土地积水变成湖泊，土壤的空间环境、内部结构和交换条件发生改变，降低或失去生产能力和净化环境的功能；再就是矿区建设和煤矸石堆积占压大片农田，土地失去原有使用功能，矿区、煤矸石和排放废水中的有害物质随水渗透到土壤中，使其中的有害组分增多或含量增加，环境质量变差。
产生次生地质灾害
煤矸石是煤炭生产过程中的必然产物，通常占煤炭采出量的10%～20%（陈明智等，1999），巨野煤田的采煤排矸率与该值相近，约为～，如果取中间值15%计算，开采过程中的总排矸量约为×108t，不仅占压大片土地，污染水和土壤环境，堆积山体还会发生塌方、滑坡等次生灾害。
在塌陷区的缓坡地带，由于地表标高降低，地下水位相对上升，蒸发量加大，随水分上升到地表聚集的盐分增多，导致土地产生次生盐渍化。据初步推算，产生次生盐渍化的土地面积将在100km2左右。
矿井建设和开采过程中，随着基坑开挖、平整场地等工程活动及地面塌陷，将使地表植被、土壤结构受到破坏，土体变得松散、地形坡度加大，导致土壤凝聚力和内摩擦力减小、可侵蚀性增强、抗侵蚀能力降低，加剧水土流失。
4 结论及建议
巨野煤田位于鲁、苏、豫、皖交接地带，位置优越，交通便利，其开发对于缓解整个华东地区的能源需求矛盾，促进区域经济持续发展具重要意义。目前该区土地广袤，农业发达，地质环境基本处于自然状态，外动力地质作用的影响较为微弱。煤田开发将导致地面塌陷、水质污染、产生次生地质灾害等环境地质问题，其中对地质环境影响最大的是地面塌陷，它将永久改变该区的地形、地貌形态，使广阔的平原变成大面积的人工塌陷盆地和积水湖泊，改变和降低土地的使用功能，使地质环境更加脆弱。
地质环境是人类赖以生存的基础，煤田在开发过程中应严格遵循区域矿产开发原则，切实处理好资源开发与社会、环境之间的相互关系，注意落实各项污染防治措施和生态环境综合整治方案，在开发的同时最大限度地做好对环境的保护工作。
参考文献
陈明智，杨信荣，张明星.1999.论我国煤矿环境问题及其对策.见：《煤矿环境保护》编辑委员会编.煤矿环保优秀论文集（一）.北京：煤炭工业出版社，82
单忠健.1999.煤炭生产与加工过程中的某些环境问题及煤炭洗选措施.见：《煤矿环境保护》编辑委员会编.煤矿环保优秀论文集（一）.北京：煤炭工业出版社，58