岩溶发育规律
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云南普洱某机场岩溶发育规律研究
云南普洱某机 场岩溶发育规 律研究
李 顺 王运 生 ， ， 昊俊 峰 廖 崇 高 ，
（． 理工 大学 地 质 灾害防 治与地质 环境保 护 国 家重 点 实验 室， １ 成都 四川 成 都 ６ ０５ ； １０ ９
２中国 民解放军 成都军区 空军勘察设计 院， ． 人 四川 成都
６０ ５ ） １０ ９
降水 和植被 ）等 因素影 响 。勘 察发 现研究 区共 发育 漏斗 ３ 个 、 水洞 ６个 、 ６ 落 地表 溶洞 ５个 。 中漏 斗面 其
积最 小 ２ ５５ ． 大 １ ６ ． ， ６ ． ｍ２最 ６ ８０ ９２ｍ２多在 ７０ ２５０ ０ ￣ ０ ｍ２ 之间 。 斗 形态 以椭 圆形 、 漏 不规 则 长条形 为 主 ； 落 水 洞洞 口面积均 小 于 ６ｍ２ ：地 表 溶 洞面积 均小 于 １ ０
的工 程建设 中 ， 岩溶 问题 难 以避免 ， 这些岩 溶 问题 的 发生 。 对 工程 的施 工 和运 营安 全 产生 重 大 的不 良 将 影响 ， 国家和人 民带来 重大 损失 。 因此 ， 须在 勘 给 必 察过 程 中充 分认识 工程 区 的岩溶发 育规律 ［。 ２ ］ 云南 普 洱某 机场 选 址处 于 岩溶 发 育地 区 ． 主要
势较 为平 缓 ， 大致可 分 为溶蚀 一 蚀 中浅 丘 地 貌 （ 侵 局
部 为深 丘 地 貌 ， 扎母 地 岩 子 ）溶 蚀 一 蚀 槽 谷 地 如 、 侵
存在 岩溶 塌 陷问题 ， 场建设 受到岩 溶 问题 的束 约 。 机 因此 ， 研究 该地 区岩溶 的发育 规律及 其影 响因素 。 将 有助 于机 场工程 的建设 。
２ 工 程地质 条件 ２ １ 区域 地质背 景 ．
云南 普洱某 机 场大地构 造位 置处在 三江褶 皱系
武陵山1号隧道岩溶发育规律及工程风险评价
渗流带 ， 该带多形成灌入式 突涌水 ， Ｄ Ｋ ２ ３ ８＋ ０ ３ ０一 Ｄ Ｋ ２ ４ ３＋ ４ ５ ０位于水平径流带 ， 该带易形成 灾害性 突涌水 。
结合 隧址 区的地层 岩性 ， 地质构造及 物探 Ｖ ８等 资料 ， 运用 降水入 渗法及 地下水 径流模 数法对 隧道 涌水量进 行了预测 ， 并对 隧道施工工程风 险进 行了综合评价。
Ａｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ ： Ｎｏ ．１ Ｔｕｎ ｎ ｅ ｌ ｏ ｆ Ｗｕ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｍｏ ｕｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｓ ｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｄ ｉ ｕｍ— ｌ ｏ ｗ ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ — ｋ ａ ｒ ｓ ｔ ｍｏ ｕ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ａ ｒ ｅ ａ，ｗｈ ｅ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｇ ｅ ｏ — ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎｄ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｋａ ｒ ｓ ｔ ｍｏ ｒ ｐ ｈ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｓ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ａ ｎ ｄ ｔ ｈｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｉ ｓ ｅ ｘ ｔ ｒ ｅ ｍｅ ｌ ｙ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｏ ｆ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｍｏ ｐｈ ｒ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｒ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｋ ａ ｒ ｓ ｔ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｔ ｕ ｎｎ ｅ ｌ ｓ ｉ ｔ ｅ ａ ｒ ｅ ａ ｓ ｈｏ ｗｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ —
武 陵 山 １号 隧 道 岩 溶 发 育 规 律 及 工 程 风 险 评 价
结合 隧址 区的地层 岩性 ， 地质构造及 物探 Ｖ ８等 资料 ， 运用 降水入 渗法及 地下水 径流模 数法对 隧道 涌水量进 行了预测 ， 并对 隧道施工工程风 险进 行了综合评价。
Ａｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ ： Ｎｏ ．１ Ｔｕｎ ｎ ｅ ｌ ｏ ｆ Ｗｕ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｍｏ ｕｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｓ ｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｄ ｉ ｕｍ— ｌ ｏ ｗ ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ — ｋ ａ ｒ ｓ ｔ ｍｏ ｕ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ａ ｒ ｅ ａ，ｗｈ ｅ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｇ ｅ ｏ — ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎｄ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｋａ ｒ ｓ ｔ ｍｏ ｒ ｐ ｈ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｓ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ａ ｎ ｄ ｔ ｈｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｉ ｓ ｅ ｘ ｔ ｒ ｅ ｍｅ ｌ ｙ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｏ ｆ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｍｏ ｐｈ ｒ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｒ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｋ ａ ｒ ｓ ｔ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｔ ｕ ｎｎ ｅ ｌ ｓ ｉ ｔ ｅ ａ ｒ ｅ ａ ｓ ｈｏ ｗｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ —
武 陵 山 １号 隧 道 岩 溶 发 育 规 律 及 工 程 风 险 评 价
花都地区岩溶发育规律及影响和控制因素研究
花都地区岩溶发育规律及影响和控制因素研究岩溶地区是指地质构造上存在可溶性岩石（如石灰岩、石膏岩、盐岩等）的地区。
花都地区位于中国南方，是典型的岩溶地区。
花都地区的岩溶发育规律受多种因素影响，包括地质构造、水文地质条件、气候和人类活动等。
本文将对花都地区岩溶发育规律及其影响和控制因素进行研究。
首先是花都地区岩溶发育规律。
花都地区是典型的喀斯特地貌地区，岩溶发育十分发达。
花都地区的岩溶发育呈现出以下几个特点。
首先是溶蚀作用。
溶蚀作用是指水在接触到可溶性岩石时，通过物理和化学作用使岩石溶解的过程。
花都地区由于地下水长期的浸蚀作用，形成了众多的地下洞穴和地下河流，如花山洞、岑溪地下河等。
其次是地表沉积物的形成。
花都地区的岩溶发育导致了地表沉积物的形成，尤其是在洞穴系统中。
洞穴系统中的地表沉积物包括石笋、石柱、石根等，形成了独特的地下景观。
再次是地下水资源的形成。
花都地区的岩溶发育导致了丰富的地下水资源，这些地下水资源对于地表水的补给起着重要作用。
同时，由于溶蚀作用的存在，地下水中溶解有丰富的矿物质和微量元素，对农业和人类生活具有重要意义。
其次是花都地区岩溶发育的影响因素。
主要包括地质构造、水文地质条件、气候和人类活动等。
地质构造是岩溶发育的基础。
花都地区位于岭南造山带的交汇地带，具有复杂的地质构造，包括断层、褶皱等。
这些地质构造对于地下水流动和地下水的补给具有重要影响。
水文地质条件是岩溶发育的重要因素。
花都地区地下水补给主要由降雨刺激地下径流和岩溶水体入渗地下水组成。
水文地质条件的分布和特征对于岩溶发育具有决定性影响。
气候是岩溶发育的决定性因素之一、花都地区属于亚热带湿润气候，降雨量丰富，气温适宜。
这种气候条件为岩溶发育提供了良好的环境。
人类活动也对岩溶发育有一定影响。
花都地区有漫长的人类历史，人们的农业和工业活动导致了土地的利用和开发，从而对岩溶地区的发育产生了一定的影响。
最后是花都地区岩溶发育的控制因素。
岩溶发育作用及规律
• 在可溶岩与下伏隔水层的接触面上往往会发育成层的溶洞,这是由于 水流下方受阻,流线密集于接触界面上所致
• 6 交代溶蚀：
交代溶蚀
6 交代溶蚀： 可溶岩溶滤残留物红黏土的厚度与可溶岩中非可溶成分百分比含量不 匹配。 残积红黏土的层纹与裂隙构造与母岩层纹及裂隙构造的相似性。
• 白云岩残积红黏土与基岩之间分布的白云岩风化砂、灰岩残积红黏土 与基岩之间分布的灰白色多孔状强风化过渡层；
较单纯；有时会出现鱼化石。
4、动物化石堆积 古人类化石及其文化遗存 地下岩溶堆
积为第四纪古气候、古环境、生物地层学及年代学研究提供 了重要的物质基础。
岩溶发育作用
4.1 溶蚀发育的选择性 4.2 溶蚀发育的受控性 4.3 溶蚀发育的继承性 4.4 溶蚀发育的不均匀性
岩溶发育影响因素
地层岩性--化学成分、结构 气候条件--降水量、气温 地形地貌--高差、侵蚀基准面 地质结构--岩性组合、地质构造 新构造运动--升、降、平
第3章 岩溶发育作用及规律
岩溶发育作用
3.1 溶蚀作用类型 3.2 溶蚀作用与侵蚀作用 3.3 溶蚀作用与崩塌作用 3.4 溶蚀作用与堆积作用
岩溶作用
一、基本概念与研究意义
岩溶作用：以地下水为主,地表水为辅,以化学过程为
主,机械过程为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用。
岩溶：岩溶作用及其所产生的水文现象和地貌现象。
岩溶发育；其展布方向常控制岩溶的空间分布。
岩溶发育影响因素
五、新构造运动--主控基本条件③ ,主要考虑地壳 升降及稳定期。
1水制、平约相岩岩对溶稳溶均定发发：育育有,→规充模分较的大条。件稳循定环期交越替长、岩溶溶蚀越,垂发向育、。
2、地壳上升：河谷深切,排泄条件好,垂直岩溶发育,
• 6 交代溶蚀：
交代溶蚀
6 交代溶蚀： 可溶岩溶滤残留物红黏土的厚度与可溶岩中非可溶成分百分比含量不 匹配。 残积红黏土的层纹与裂隙构造与母岩层纹及裂隙构造的相似性。
• 白云岩残积红黏土与基岩之间分布的白云岩风化砂、灰岩残积红黏土 与基岩之间分布的灰白色多孔状强风化过渡层；
较单纯；有时会出现鱼化石。
4、动物化石堆积 古人类化石及其文化遗存 地下岩溶堆
积为第四纪古气候、古环境、生物地层学及年代学研究提供 了重要的物质基础。
岩溶发育作用
4.1 溶蚀发育的选择性 4.2 溶蚀发育的受控性 4.3 溶蚀发育的继承性 4.4 溶蚀发育的不均匀性
岩溶发育影响因素
地层岩性--化学成分、结构 气候条件--降水量、气温 地形地貌--高差、侵蚀基准面 地质结构--岩性组合、地质构造 新构造运动--升、降、平
第3章 岩溶发育作用及规律
岩溶发育作用
3.1 溶蚀作用类型 3.2 溶蚀作用与侵蚀作用 3.3 溶蚀作用与崩塌作用 3.4 溶蚀作用与堆积作用
岩溶作用
一、基本概念与研究意义
岩溶作用：以地下水为主,地表水为辅,以化学过程为
主,机械过程为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用。
岩溶：岩溶作用及其所产生的水文现象和地貌现象。
岩溶发育；其展布方向常控制岩溶的空间分布。
岩溶发育影响因素
五、新构造运动--主控基本条件③ ,主要考虑地壳 升降及稳定期。
1水制、平约相岩岩对溶稳溶均定发发：育育有,→规充模分较的大条。件稳循定环期交越替长、岩溶溶蚀越,垂发向育、。
2、地壳上升：河谷深切,排泄条件好,垂直岩溶发育,
岩溶发育的分布规律
岩溶发育的分布规律
1.岩石类型：质纯层厚的石灰岩中，岩溶发育形态齐全，规模较大；含泥质
或其他杂质及薄层的岩层，岩溶发育较弱。
2.水流活动：在岩石裸露的分水岭和地形陡峻斜坡地带，地表径流大，水以
表面侵蚀为主，溶沟、溶槽、石芽等发育。
在地形平缓地带，地表水易下渗，地表、地下岩溶形态一般均较发育。
3.节理裂隙、断裂带：在节理裂隙的交叉处或密集带，以及沿断裂带岩溶显
著发育。
4.地壳活动：地壳上升地区，岩溶以垂直方向发育为主；地壳相对稳定地区，
岩溶以水平发育为主；地壳下降地区，既有水平发育又有垂直发育。
分析岩溶发育规律及其对建筑物的影响
能源 ・ 地矿
Ｌ ｏ Ｗ ｃ Ａ Ｒ Ｂ ｏ Ｎ Ｗｏ Ｒ Ｌ Ｄ ２ ０ １ ３ ， ｌ ｏ
岩 溶 发 展较 弱 。 结 晶颗 粒 细 小 的岩 石 ， 岩溶发育较弱 ； 结 晶 颗
５ ． ３ 强 夯法
把 １ ０ ～ ２ ０ ｔ 的夯 锤起 吊 到 一 定 高度 （ １ ０ ～ ４ ０ ｍ） ： 让 其 自 由下
璃、 氧化钙 ） ， 水泥标号一般应 大于 ４ ５ ０号 ， 灌 浆 方式 可采 用低
压 间 歇 定 量 式或 循 环 式 灌 注
此 外 ．需要 根 据 岩 溶 地 区地 下 水 赋 存 的条 件 及 地 下 水 的
归 纳起 来 ， 岩 溶 区 的工 程 地 质 问题 主 要 有 以 下 几 类 ：
５ ． ４ 灌 注 法
把 灌 注 材 料 通 过 钻 孔 进 行 注 浆 ．其 目的 是 强 化 土 层 或 洞
溶 即岩 溶 作 用及 其 所 产 生 的 一 切 岩 溶 现 象的 总称 。岩 溶 在 我
国分 布 非 常 广 泛 ， 典 型 的 分 布 区有 广 西桂 林 、 阳朔 、 柳 州 以及 ’ 穴充填物 、 充填岩溶 洞隙、 隔断地下 水流通道 、 加 固 建 筑 物 地
泉 水出露位置、 高程 、 流量 ． 应充分考虑 到构造 、 岩性 、 地 形 等
排 泄、 储存 的控制作 用 ， 综 合 分 析 地 表 由于地 表 岩 溶 作 用 ， 石 灰 岩 表 层 溶 沟 发 育 。纵横 交错 的溶 条 件 对 地 下 水 的 补 给 、
水及 地 下水 对 线 路 经过 地 区岩 溶 发 育 的 影 响 ．确 定 适 宜的 处
类型与特征 ． 在 详 细 的水 文地 质 测绘 的基 础 上 ， 采 用 综 合 勘 探
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岩 溶 发 展较 弱 。 结 晶颗 粒 细 小 的岩 石 ， 岩溶发育较弱 ； 结 晶 颗
５ ． ３ 强 夯法
把 １ ０ ～ ２ ０ ｔ 的夯 锤起 吊 到 一 定 高度 （ １ ０ ～ ４ ０ ｍ） ： 让 其 自 由下
璃、 氧化钙 ） ， 水泥标号一般应 大于 ４ ５ ０号 ， 灌 浆 方式 可采 用低
压 间 歇 定 量 式或 循 环 式 灌 注
此 外 ．需要 根 据 岩 溶 地 区地 下 水 赋 存 的条 件 及 地 下 水 的
归 纳起 来 ， 岩 溶 区 的工 程 地 质 问题 主 要 有 以 下 几 类 ：
５ ． ４ 灌 注 法
把 灌 注 材 料 通 过 钻 孔 进 行 注 浆 ．其 目的 是 强 化 土 层 或 洞
溶 即岩 溶 作 用及 其 所 产 生 的 一 切 岩 溶 现 象的 总称 。岩 溶 在 我
国分 布 非 常 广 泛 ， 典 型 的 分 布 区有 广 西桂 林 、 阳朔 、 柳 州 以及 ’ 穴充填物 、 充填岩溶 洞隙、 隔断地下 水流通道 、 加 固 建 筑 物 地
泉 水出露位置、 高程 、 流量 ． 应充分考虑 到构造 、 岩性 、 地 形 等
排 泄、 储存 的控制作 用 ， 综 合 分 析 地 表 由于地 表 岩 溶 作 用 ， 石 灰 岩 表 层 溶 沟 发 育 。纵横 交错 的溶 条 件 对 地 下 水 的 补 给 、
水及 地 下水 对 线 路 经过 地 区岩 溶 发 育 的 影 响 ．确 定 适 宜的 处
类型与特征 ． 在 详 细 的水 文地 质 测绘 的基 础 上 ， 采 用 综 合 勘 探
岩溶有哪些发育规律？
（1）岩溶发育随深度的变化性
岩溶化程度随着深度的增加⽽逐渐减弱。
（2）岩溶发育的不均⼀性
所谓不均⼀性，是指岩溶发育的速度、程度及其空间分布的不⼀致性。
岩溶的发育受到岩性、地质构造和岩溶⽔循环交替的控制。
（3）岩溶发育的阶段性与多代性
岩溶的发育是⼀个缓慢的地质过程，和其他⾃然现象⼀样，必有其发⽣、发展和消亡过程。
在岩溶发育条件长期稳定的条件下，它要经过幼年、青年、中年期到⽼年期，完成⼀个岩溶的发育旋回。
每个阶段都有相应的岩溶形态类型。
实际上，岩溶的发育⼤多是多旋回的，且有些旋回在时间上有重叠。
（4）溶洞的成层性
溶洞成层的原因在于作为岩溶⽔排泄基准⾯的河流，因地壳构造运动在上升稳定再上升的交替变化过程中，河流地质作⽤相应地产⽣下蚀旁蚀再下蚀的交替变化，由此岩溶⽔的运动产⽣垂直⽔平再垂直的变化，溶洞也就具有垂直的管道和⽔平的溶洞交互出现，从⽽形成相互叠置的成层溶洞。
（5）岩溶发育的地带性
不同⽓候带内，岩溶发育各具不同的形态和特征。
我国岩溶类型主要有热带、亚热带、温带三⼤类。
此外，还有⾼寒⽓候带、⼲旱区、海岸岩溶类型等。
常见工程地质现象之岩溶
碳酸盐中的孔隙非常少，岩石的透水性主要
取决于其裂隙性，褶皱轴部、断层附近、构 造复杂地带等裂隙发育区，是岩溶发育相对 强烈的区域。还必须指出，碳酸盐的溶解速 度是非常缓慢的，我国即使在岩溶作用最为 强烈的广西中部地区，水对岩石的溶蚀速度 也仅有12～30mm/百年。目前存在于地球上 的岩溶形态和景观乃是漫长地质历史时期中 的岩溶作用结果。
+ CO2 + H2O= Ca2+ + 2HCO3 纯水对碳酸盐的溶解度很低，而当水中含有 侵蚀性CO2时，水对碳酸盐的溶解能力就会 大大提高，水中侵蚀CO2的存在对碳酸的溶 蚀起决定性作用。水中侵蚀CO2含量越高， 其溶蚀碳酸盐的能力越强。水中CO2主要来 自于土壤和大气。
Байду номын сангаасCaCO3
大气中含有大量的CO2，地表的土壤受动植物活
三、岩溶发育条件
岩溶发育的基本条件有三个，即可溶性的岩
石、具有溶蚀能力的水和良好的地下水循环 交替条件。
具有溶蚀能力的水 可溶性的岩石 岩溶 良好的地下水循环交替条件
1、可溶性岩石
这是岩溶发育的物质基础。自然界中的水溶
性岩石主要有石灰岩、白云岩、石膏和岩盐 等。在这几种可溶性岩石中，以岩盐的溶解 度为最大，石膏次之，石灰岩和白云岩的最 小。但是就分布面积来看，石灰岩和白云岩 的分布极为广泛，而石膏和岩盐则极小，岩 溶主要也分布在石灰岩和白云岩地层中。因 此，一般情况下岩溶主要是指由石灰岩和白 云岩构成的地层中的发育的岩溶。
岩性以灰岩为主，局部为白云质灰岩、大
理岩等，地层年代多属于泥盆系和石岩系。 岩溶发育程度不均匀，以肇庆地区最为发 育，溶洞形态十分复杂，千姿百态，局部 构成一座座复杂离奇的地下迷宫，著名的 肇庆七星岩、封开旅游区，即是由岩溶地 貌构成。近年来，广东省建设的广（州） 肇（庆）高速公路、广（州）梧（州）高 速公路、广（州）清（远）高速公路、广 （州）佛（山）高速公路等大型工程均不 同程度地位于岩溶地区。
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第3节 岩溶水系统的演变
第3节 岩溶水系统的演变
快速发展阶段 ： 地下水流对介质的改造由化学溶蚀变为机械侵 蚀与化学溶蚀共存，机械侵蚀变得愈益重要。 地下出现各种规模的洞穴。 地表形成溶斗及落水洞，并以它们为中心形成 各种规模的洼地，差异集降水。 随着介质导水能力迅速提高，地下水位总体下 降，新的地下水面以上洞穴干涸，失去进一步 发展的动力。
第4节 岩溶水特征
第4节 岩溶水特征
分带性特征
水平分带 垂直分带 岩溶水的径流具有明显 的分带性：即Ⅰ带（包 气带）、Ⅱ带（水位季 节变化带）Ⅲ带（饱水 带）和Ⅳ带（深部循环 带），如右图示。
水质变化小，矿化度低，但容易受 污染
第4节 岩溶水特征
岩溶水的富水特征：富水性空间分布极不均匀， 具有明显的方向性。
第3节 岩溶水系统的演变
通道争夺水流的竞争变得更加剧烈。 不同地下河系发生袭夺，地下河系不断归并，流域 不断扩大。
停滞衰亡阶段 随着地下水位的总体下降和水力坡度的逐渐降低， 地下水的溶蚀能力逐渐降低甚至消失，岩溶发育呈 停滞状态。
第3节 岩溶水系统的演变
第3节 岩溶水系统的演变
结果
1、介质改造愈强烈，机械破坏也愈强
第3节 岩溶水系统的演变
排泄型河谷深岩溶分带及水动力图
第3节 岩溶水系统的演变
河谷地下水与岩溶发育
第3节 岩溶水系统的演变
岩溶管道水流地质模型
第3节 岩溶水系统的演变
库区地下水连通试验图示
第4节 岩溶水特征
岩溶含水介质的特征
是尺寸不等的空隙构成的多级次空隙系统；
尺度不等的空隙彼此之间存在着不同程度的 水力联系，构成宏观上具有统一水力联系的岩 溶含水介质。
基本条件 岩石的可溶性 碳酸盐岩：灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩、白云岩； 结构：豹皮灰岩，生物碎屑灰岩，厚层状，薄层状 岩石的透水性
——裂隙发育（初始裂隙）→岩溶系统 断层发育决定了→溶洞形成
水的溶蚀性 水的流动性
开放体系中的方解石溶解的基本物理化学模式
大气 液相
CO2
CO2( eq)
H2O
H2CO3
2、介质改造后，地下岩体中出现各种规模洞穴
3、地表形成溶斗，落水洞以及各种规模的洼地，汇 集降水
4、介质导水能力增加，地下水位总体下降，水面以 上岩体或洞穴失去进一步发展的水动力条件
5、地下河系发生袭夺，河系归并，地下河系的流域 不断扩大
第3节 岩溶水系统的演变
地下水流动系统与岩溶发育的空间特征
处于同一气候条件下构造开启程度不同的岩溶含水系统 可能由于种种原因地下水径流交替条件不同而具有不同的 岩溶发育程度。 岩溶含水系统在可溶岩之上无隔水层覆盖，有利于按受 降水补给与径流排泄，流线最为密集，岩溶最为发育。愈 靠近排泄区流线愈密集，岩溶愈发育，排泄区断层附近的 流线最为密集，岩溶也最发育。 岩溶含水系统上覆隔水层且断层不导水，除了石灰岩裸 露区浅部有短程地下水径流，岩溶有一定发育外，深部地 下水不发生径流，无岩溶发育。
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岩溶发育规律
第十一章 岩溶水
概述 岩溶发育的基本条件 岩溶水系统的演变 岩溶水特征 我国南北方岩溶及岩溶水差异
第1节 概 述
岩溶对大多数人来说都不陌生，岩溶现象对许多人来 说是很神密的（含部分专业人员），岩溶现象的壮观 奇特，岩溶水的神出鬼末，有着积极的一面：
济南泉城—世界著名：蕴育滋养了该城文明与发展 山西自北向南沿太行山脉的名泉：晋祠泉，娘子关 泉，洪山泉，郭庄泉，广胜寺胜泉，龙子祠泉，是 山西盆地的工农业发展的主要支柱 广西桂林山水甲天下，奇特岩溶景观 云南的路南石林，壮观与气势，让游人流涟忘返
岩溶发育朝断裂破碎带的延伸方向时透水性好， 垂直岩溶发育方向透水性差。
第5节 我国南北方岩溶及岩溶水差异
我国南北方岩溶及岩溶水的差异源于地域性因素的差异 性。
岩溶介质差异 岩溶发育程度与形态差异 岩溶泉动态差异 影响南北方岩溶发育及岩溶水系 统的因素
第5节 我国南北方岩溶及岩溶水差异
以秦岭淮河为界，南、北方岩溶有明显的差 异。 北方地区：气候干旱少雨，岩溶区的碳酸岩 盐成层薄，常夹有泥质、硅质，在构造应力 的作用下，形成密 集、短小、均匀的溶隙。 此地区以溶隙水为主，分布较均匀，水位埋 深大，具有统一的地下水位，动态变化小 （如图示）。
[CO2来源：浅层大气与土壤层，深部来源尚无定论]
4. 水的流动性→
地下水的循环交替是岩溶发育的充分必要条件
其作用：不断更替补充具侵蚀性的水；将溶解与侵蚀的
物质带走----留下空洞（岩溶）
第2节 岩溶发育的基本条件
影响因素 构造作用
控制构造裂隙的发育而影响可溶岩透水性 控制水的汇集与主要通路而影响地下水流动 气候 总体决定着一个区域的植被与土壤，而植被 土壤又是地下水中CO2的主要来源 。
第4节 岩溶水特征
第4节 岩溶水特征
岩溶水运动特征
孤立水流与具有统一地下水面的岩溶含水 系统并存 层流与紊流并存 溶洞、暗河中的岩溶水为紊流运动。 有压流与无压流交替并存 明流与伏流并存 一般具有吸水（接受降水补给）能力、排水 （泉和径流）能力强，径流速度大的特点。
第4节 岩溶水特征
岩溶水的补给、排泄与动态
补给来源 大气降水 地表水 邻近含水层地下水 洞穴凝结水
补给方式 直接补给 间接补给
第4节 岩溶水特征
排泄 最大特点是集中排泄
动态 裸露型岩溶潜水：水位变化强烈，且缺 乏滞后。 埋藏型岩溶承压 水：动态稳定，受降水 影响较小，但有明显的滞后效应。
例如：云南四营煤矿喷水洞暗河，一般雨后12---24小 时内流量显著增大，为6214.9 L/S，水位升高，水变 混浊，延续2---3天。旱季最小流量为367.5L/S，二者 相差16.9倍。
HCO3-
第一条途径： 水与气
固相
Ca2+
H+ CO32 -
HCO3-
第二条途径： 水与固
水中碳酸平衡：H2CO3, HCO3- CO32-
12.1 岩溶发育的基本条件
在上述模式中：
第一条途径（水与气） 增加 H+ 第二条途径则产生 CO32-
结果：增加 Ca2+ HCO3 CO2的参与是岩溶发育的另一重要前提，也是影响因素之
第5节 我国南北方岩溶及岩溶水差异
第5节 我国南北方岩溶及岩溶水差异
第5节 我国南北方岩溶及岩溶水差异
第5节 我国南北方岩溶及岩溶水差异
岩溶落水洞
地下暗河-本溪水洞
岩溶水分布
岩溶水的垂直分带
岩溶水的特征
1. 水量丰富但分布不均一； 2．潜水、承压水并存； 3．各方向水力联系有很大差异； 4．补给主要来自于大气降雨入渗、地表水入 渗；排泄以集中排泄为主； 5．地下水动态变化很大； 6．岩溶水本身就是改造赋存环境的动力； 7. 岩溶水水质较好但极易受污染。
第2节 岩溶发育的基本条件
第2节 岩溶发育的基本条件
第2节 岩溶发育的基本条件
第2节 岩溶发育的基本条件
碳酸盐岩溶解反应综合模式图
第3节 岩溶水系统的演变
地下水对介质的改造
岩溶演化的正反馈过程 不均匀介质→不均匀水流→差异性溶蚀→更不 均匀的介质→更不均匀的水流→进一步的差异性 溶蚀→… 上述过程的实质是介质的非均质化过程与水流 的集中过程。 岩溶发展速度划分为三个阶段：
水平方向：同一岩溶含水层，水平方向相距几 十米甚至几米，富水性的差异 为数倍甚至数十倍。例如：广东凡口矿区0m标 高中段的坑道中施工两个水 平放水孔，相距0.3m，平行钻进壶天群石灰岩 中，孔深47m，一个孔出水量 50L/S，另一孔出水量0.5 L/S。
第4节 岩溶水特征
垂直方向：同一岩溶含水层，垂直方向的富水 性很不均一。例如：凡口矿区 －20m标高以上，富水性强，单位涌水量1.55-5.10L/S.m； －20m标高以下， 富水性弱，单位涌水量0.0076L/S.m；
第1节 概 述
岩溶
水对可溶岩石进行化学溶解，并伴随以冲蚀作用及重 力崩坍，在地下形成大小不等的空洞，在地表造成各种独 特的地貌现象以及特殊的水文现象，上述作用及由此产生 的各种现象称为岩溶。
岩溶水
赋存并运移于岩溶化岩层中的水。
岩溶水系统
能够通过水与介质相互作用不断自我演化的动力系统。
第2节 岩溶发育的基本条件
第5节 我国南北方岩溶及岩溶水差异
太行山山区岩溶水剖面示意图
第5节 我国南北方岩溶及岩溶水差异
山西洪洞广胜寺泉流量动态图
第5节 我国南北方岩溶及岩溶水差异
南方地区：气候湿热多雨，岩溶区发育有块状厚 层纯净碳酸岩， 水中CO2含量高，以溶洞水为主， 水量丰富，多集中于溶洞之中，洞之间有溶隙相 连，区域上具有统一的地下水位，水动态变幅大。 西南地区：第三纪末长期上升，补给区与排泄区 的水头差越来越大（水力坡度越来越大），冲蚀 作用强烈，发育地下暗河（如下图示），水量丰 富，暗河之间连通性差，多不具统一地下水位， 水动态受降水影响易产生暴涨暴落。
塔山
烟雨山漓江水甲天下的桂林
九马山
象鼻山
岩溶水的奇特又使人无可耐何——消积不利
华北的大多数煤层 ，下伏O2 灰岩水承压水头之高，带来开 采风险巨大
云南、广西、贵州省岩溶山区， 缺水严重，阻碍发展，生活赤 贫现象
岩溶区的库水渗漏，处理困难
在基本建设中，地下施工，燧 道施工困难重重
金沙江溪洛渡 水电站库区 岩溶洞穴
第3节 岩溶水系统的演变
起动阶段 ：
地下水对介质以化学溶蚀作用为主，水流通道 比较狭小，地下水几乎没有机械搬运能力，岩 溶发展比较缓慢。 随着水流越来越集中的正 反馈机制的加强，岩溶演化加快。当主体通道 的宽度达到5—50mm时，紊流开始出现，地下 水开始具有一定机械搬运能力，岩溶演化便进 入快速发展阶段。