中国北方岩溶水变化特征及其环境问题

第３２卷第１期　中　国　岩　溶　ＣＡＲＳ（）Ｉ　（）ＧＩＣＡ　Ｓ１ＮＩＣＡ　Ｖｏ１．３２　ＮＯ．１　Ｍａｒ．２Ｏ１３　２０１３年３月　文章编号：１００１—４８１０（２０１３）０１—００３４—０９　中国北方岩溶水变化特征及其环境问题　梁永平，王维泰，赵春红，王玮，唐春雷　（中国地质释学院岩溶地质研究所／国土资源部、广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室，广西桂林５／１１００４）　摘　要：随着自然条件改变和人类活动强度的加大，我国北方岩溶水系统从输入、　输出到结构、水资源要素转换关系均发生了巨大变化。在短短几十年内有近３Ｏ　岩溶大泉断流，８Ｏ　泉水流量大幅度衰减，区域岩溶地下水位每年以ｌ～２　ｍ速度　持续下降，同时，有２Ｏ　以上的岩溶水系统主排泄带的水质在Ⅲ类以下且总体趋　向恶化，此外，还存在着矿坑突水，岩溶塌陷、地裂，海水入侵，旅游功能降低，生态　功能丧失等诸多的岩溶水环境问题，极大地加剧了水资源的紧张状况。本文根据　前人成果和实地调查资料并采用一些典型事例归纳总结了岩溶水环境问题及其　发展演化趋势，展示北方岩溶水面临的严峻形势，以引起社会各界对此问题的关　注，加大岩溶水资源调查研究与保护力度，同时，也为广大学者开展相关立项与研　究提供参考。　关键词：岩溶水系统；环境地质问题；发展变化趋势；中国北方　中图分类号：Ｐ６４１．１３４　文献标识码：Ａ　岩溶水是北方３Ｏ多个地市级以上城市和１００多　个县级城市饮用水、数十个大中型火电厂冷却用水，　７Ｏ　以上大型煤矿生活、生产用水和上千万亩农田　灌溉用水水源，同时不少北方岩溶大泉水由于其丰富　的历史文化内涵和独特自然景观成为重要旅游资源，　并起到维系河流沿岸良性生态环境的作用。近３Ｏ年　来，受气候变化和人类活动的影响，北方岩溶地下水　环境问题凸显并带来了一系列负面效应。本文在前　的水资源系统进行循环Ｅ　Ｊ，岩溶泉水是系统最主要的　天然排泄形式。据统计，全区流量大于ｌ　０００　Ｌ／ｓ的　岩溶泉有４１处、大于１００　Ｉ　／ｓ的有１７０余处。近３０　年来，北方超过３Ｏ％的岩溶大泉断流或接近断流（图　１、表１）。　１．２泉水流量衰减　据调查，北方８０　的岩溶大泉流量出现持续性　衰减的趋势。图２是山西省ｌ５个岩溶大泉总流量曲　线　】。１９５６～１９７９年和１９８０　２００８年前、后两期总　人资料基础上并通过实地调查，对北方岩溶水环境问　题及发展演化趋势进行了初步总结，揭示出北方岩溶　水目前所面临的严峻形势，以引起社会各界对此问题　流量平均值由７３　ｍ　／ｓ减少到４６　ｍ。／ｓ，到２００８年仅　为３４．８４　ｍ　／ｓ，不足早期流量的５Ｏ％。　的关注，加大岩溶水资源调查研究与保护力度，同时，　也为广大学者开展相关立项与研究提供参考。　河南珍珠泉在１９９０年前，泉水平均流量１．４６　１ＴＩ。／ｓ，到１９９１年后，泉水流量骤减为０．６１　ｉＴＩ　／ｓ，且　枯水期经常出现断流。　ｌ　北方岩溶水水量问题　１．１岩溶泉水断流　山东章丘明水泉，上世纪７０年代前平均流量达到　３．９９　ｍ。／ｓ，８０年代开始衰减，到９０年代后期流量锐减　到１．００　ｍ　／ｓ以下，到２００３年共出现过８次长时间断　流，最久的一次（１９８９—１９９０年）长达１年２个月。　中国北方岩溶地下水主要以相对独立、规模不等　基金项目：国＿士资源部公益性行业科研项目“中国北方岩溶区地下水环境问题成因机制与保护对策研究”（２００８１１０２２）　第，一作者简介：梁永平（１９６２一），男，研究员，长期从事北力　岩溶地下水调查与研究。Ｅ　ｍａｉｌ：ｌｙｐ０２６１＠ｋａｒｓｔ．ａｃ．ｃｔｌ。　收稿日期：２０１２—１　２—２４　３６　中国岩溶　２０１３经　表１北方干涸（接近干涸）、间歇　眭干涸岩溶泉汇总表　Ｔａｂ．１　Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｒｉｅｄ　ｕｐ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔ　ｄｒｉｅｄ　ｋａｒｓｔ　ｓｐｒｉｎｇｓ　ｉｎ　Ｎｏｒｔｈ　Ｃｈｉｎａ　行政区　北京市　天津市　河　Ｅ省　康水名称　玉泉山泉、上清水泉　、马刨泉一、万佛　康、秦城泉、九龙泉　∞　舳　加　∞　的　∞　∞　公乐亭泉　黑龙洞泉～、邢台百泉、十股泉、一　泉、潘桃峪泉、白龙涧泉、邢螽达活泉　九里山泉、辉县百泉、珍珠泉一、超化泉、柏树嘴泉、三李泉、妙水寺泉＊＊、龙涧泉、石羊关　泉、庙沟泉　河南省　内蒙区　托僧庙泉、伊克尔双泉北泉　趵突泉一、明水泉一、老龙王泉一、羊庄泉、渊源泉、十里泉、西长旺泉　、郭娘泉、沣水泉、　山东省　白泉、丽城泉、荆泉、葫芦套泉、芦泉、楼德泉、神头泉一、临沂大泉、枣庄大泉、两城泉、龙口　泉、泰安旧县泉、渭河头泉、东泉　晋祠泉、兰村泉、古堆泉、卒安泉…山两省　、娘予关泉…、郭庄泉　、洪山泉、峡口泉、海头泉、南　梁泉、蕊龙泉、兴道泉、东固壁泉、悬泉寺泉、枝柯泉、台北泉、炅城泉　陕两省　廿肃省　宁夏　江苏省　筛珠洞泉、龙岩寺泉、周公庙泉、神泉、滚泉　平凉暖泉　滚泉　三三官庙泉　注：　为接近断漉泉；一为间歇性断流泉；…为部分泉缡断流的泉群。　Ｏ／ｍ０／ｓ　１９５６　１９６１　１９６６　１９７１　１９７６　１９８１　１９８６　１９９１　１９９６　２００１　２００６　图２　山西ｌ５个岩溶大泉年总流量动态曲线　Ｆｉｇ．２　Ｄｙｎａｍｉｃ　ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　１５　ｋａｒｓｔ　ｓｐｒｉｎｇｓ’ｆｌｕｘ　ｉｎ　Ｓｈａｎｘｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　河北黑龙洞泉流量上世纪８Ｏ年代以前，流量为　自然变化，多年平均流量１２．２１　ｍ。／ｓｌ３］，８０年代后由　于人工开采和煤矿开采排水影响，泉流量急速下降到　３．８２　ｍ。／ｓ，１９８８年以后，长期处于间歇性断流状态。　１．３　区域岩溶地下水位持续下降　现。近二十几年来，我国北方岩溶地下水位普遍呈现　出区域性持续下降趋势，年下降速度一般在１～２　ｍ。　山西三姑泉域２０世纪８０年代等水位线图表明，　６００　ｍ标高岩溶水等水位线在北石店以南，到２００４　年向北推移约２０　ｋｍ，形成了晋城一北石店…巴公～　高平低槽状漏斗群，南北长４０　ｋｍ＿２］。　区域岩溶地下水位的下降与泉水流量衰减相伴出　第３２卷第１期　梁永平等：中国北方岩溶水变化特征及其环境问题　３７　山西太原晋祠泉于１９９４年断流，２００８年泉口地　２Ｏ１Ｏ年泉口处平均地下水位低于地面３５．４８　ｍ（图　下水位已低于地面３４．３６　ｍ；兰村于１９８６年断流，　３）。　１９９０　１９９２　１９９４　１９９６　１９９８　２０００　２００２　２００４　２００６　２００８　图３　山西兰村泉口Ｓｌ孔岩溶水位动态曲线图（据山西省兰村泉域管理处资料）　Ｆｉｇ。３　Ｋａｒｓｔ　ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ　ｔａｂｌｅ　ｏｆ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　Ｓｌ　ａｔ　Ｌａｎｃｕｎ　ｓｐｒｉｎｇ　山西郭庄泉域岩溶水系统的汾酒集团石门沟水　位等水位线所封闭的面积从３８３　ｋｍ。扩大到　源地自１９９２到２００７年水位下降近８２．０５　Ｉｎ；南垣底　６８１　ｋｍ。。　孔１９７７年到２０ｌ１年下降近７４．７１　ｎｌ；汾阳市自来水　陕西渭北东部袁家坡泉一温汤泉一瀵泉域岩溶　ＳＫＩ孑Ｌ水位２１年问（１９９０—２０１１年）累计下降约　水系统，数千平方公里范围内地下水位标高在３６０～　８４．５８　ｍ。　３９０　１ＴＩ之间，俗称３８０系统，１９９５年以来，区域岩溶　山西娘子关泉域岩溶水系统，从１９８２年到２００４　地下水位年下降１．０　ｍ左右（图４）。　年岩溶地下水整体下降约２Ｏ　１ＴＩ，４１０　ｉｎ岩溶地下水　年／月　图４　陕西渭北鲁桥子Ｌ岩溶地下水位动态图　Ｆｉｇ．４　Ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　ｋａｒｓｔ　ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ　ｔａｂｌｅ　ａｔ　Ｉ　ｕｑｉａｏ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｉｎ　Ｗｅｉｂｅｉ。Ｓｈａｎｘｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　河南荥巩岩溶水系统由于采煤排水，自１９８７到　流，到２００８年附近岩溶地下水位已下降至２１．７８　Ｉ＂１＂１，　２００５年岩溶地下水位标高从１５０　ｍ降到２０　ｍ。　特别在１９９６年大规模开发后，岩溶水位呈直线下降　北京玉泉山泉泉口水位标高４７．２　Ｉｎ，１９７４年断　（图５）。　３８　中国岩溶　图５北京玉泉山一带岩溶地下水位动态曲线图（据北京市水文地质大队资料）　Ｆｉｇ．５　Ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　ｋａｒｓｔ　ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ　ｔａｂｌｅ　ａｔ　Ｙｕｑｕａｎｓｈａｎ　ｉｎ　Ｂｅｒ　ｉｎｇ　（ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｄａｔａ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　Ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙ　Ｔｅａｍ　ｏｆ　Ｂｅｉｊｉｎｇ）　２岩溶水水质问题　岩溶水系统的高度开放性使得岩溶地下水具有　与外界强烈的物质交换特点，更易于受到污染；岩溶　地下水系统规模大、汇水面积广，岩溶地下水补给具　统主排泄区的系统代表性水化学样品（一般为主排泄　泉水或附近井水）和历年收集的８５７个岩溶地下水水　化学样品（区域分布上不均匀，存在一定缺陷）的水质　分类评价结果表明，北方岩溶水以Ｉ、Ⅱ、Ⅲ类水为　主，Ⅳ、Ｖ类水（部分为原生污染）占的比重较小，后两　类水超标的项目主要有ＴＤＳ、ＨＢ、Ｓ（）　、Ｃ１、Ｆ、三　氮、ＴＦｅ和挥发酚。　２．２水质污染趋势　多元性，使得水质影响因素复杂化；北方１ｌ９个岩溶　水系统中有８３个为“水煤共存”系统＿ｊ　，而且具有“煤　在楼上，水在楼下”的结构特点，煤矿开采、发电、农业　施肥等活动形成的工业废气、废水不同程度地参与进　地下水的循环过程，使得岩溶地下水遭受污染并出现　水质不断恶化的趋势。　２．１水质现状　图６是１９８６…２００９年娘子关泉水主要离子年平　均含量（共采用２０１个样品，按照年度平均计算）的动　态曲线。从网中能清楚地看出水化学含量组分呈增　长的趋势。　根据我们２Ｏ０８　２０ｌ０年对北方１　ｌ５个岩溶水系　１９８６　１９８８　１９９０　１９９２　１９９４　１９９６　１９９８　２０００　２００２　２００４　２００６　２００８　年　图６　娘子关泉水年均水质动态曲线图　Ｆｉｇ．６　Ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　ａｎｎｕｍ　ａｖｅｒａｇｅ　ｈｙｄｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｎｉａｎｇｚｉｇｕａｎ　ｓｐｒｉｎｇ　ｉｎ　Ｓｈａｎｘｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　对济南趵突泉泉域岩溶水系统岩溶水的ｃｌ、　持续下降，改变了水动力条件，加快了地下水水力交替　运动，使岩溶地下水化学成分发生了变化。表现在　ＣＩ、Ｓ（）　、ＨＢ的浓度逐年增大（图８），局部地区地下　Ｓ（）　、Ｎ（）　ＨＢ系列资料研究表明　］，岩溶水水　质长期处于恶化状态，图７为趵突泉的水质部分组分　的含量动态图。　水化学类型也由ＨＣ（）ｊ－－Ｃａ。’水转变为ＨＣＯ　・Ｃ１　（Ｃ１・ＳＯ；）一Ｃａ水，ＴＤＳ增大到１．０　ｍｇ／Ｉ　以上。　江苏徐州岩溶地下水的强烈开采，使地下水水位　第３２卷第１期　梁永平等：中国北方岩溶水变化特征及其环境问题　３９　１９５８　１９５９　１９６０　１９８６　１９８７　１９９０　１９９４－１９９７　１９９９　２００１　２００２　２００９正　图７　趵突泉水质多年变化图（据参考文献［５］，数据有所增加）　Ｆｉｇ．７　Ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｑｕａｌｉｔｙ　ａｔ　Ｂａｏｔｕ　Ｓｐｒｉｎｇ　ｉｎ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　１９８１　１９８３　１９８５　１９８７　１９８９　１９９１　１９９３　１９９５　１９９７　１９９９　２００１　２００３　２００５　２００７笠　图８　徐州岩溶水系统九里山岩溶水源地部分水质组分含量动态曲线　Ｆｉｇ．８　Ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　ｈｙｄｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ａｔ　Ｊ　ｉｕｌｉｓｈａｎ　ｗａｔｅｒ　ｓｏｕｒｃｅ　ｓｉｔｅ　ｉｎ　Ｘｕｚｈｏｕ　ｋａｒｓｔ　ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　淮北岩溶水系统一电厂水井，１９７４年ＨＢ为３００　ｍ。／ｄ，由于四氯化碳的污染　］，目前该水源地已不再　ｍｇ／Ｌ，１９９２年已达４５０　ｍｇ／Ｌ　，２００９年１１月对该　供水。．　井取样分析，其ＨＢ为４６０．２６　ｍｇ／Ｌ。　汾渭地堑两侧多数泉水主要出露在山前高程相　对较高地方，因此成为各盆地农田灌溉水源，泉水流　３岩溶水质量变化带来的其他环境问题　量衰减与断流无疑会影响到农业灌溉。如山西洪山　泉上世纪８０年代前是８万亩良田的灌溉水源，泉水　岩溶水环境问题发生的实质是岩溶泉域水资源　断流后已成无米之炊。　循环过程中的补、排关系的长期失衡和环境质量的变　河南焦作九里山泉域内平广厂、工学院和岗庄水　化，这种变化同时也带来了负面效应与地质灾害。　源地的深井，由于Ｃ１一含量的严重超标而无法饮　３．１水源井供水功能削弱，甚至报废　用　。　由于区域水位下降和遭受污染使不少地区原有　河北邢台市区，１９９１－－２０００年期间岩溶地下水位　水井吊泵、报废，影响了正常供水。　年平均下降１．４～１．６　ｍ，１９９９年最大埋深达８５．０６　内蒙桌子山地区拉僧庙泉，１９８４年干涸，到２０００　ｍ，已经发生多次“水荒”和工矿企业因“吊泵”而停产　年泉口处地下水位已降至地面以下８　ｍ，２００２年为　事件。　２２　ｍ，２００６年３１．９２　ｍ，２００７年达到４２　ｍ。系统内　娘子关泉域的平定张庄、锁簧和南坪一带，由于　棋盘井一带岩溶水位埋深从本世纪初１１４　ｍ降到　灰岩裸露区工业企业的废渣、废液和南川河污水的入　２００８年的约１７０　ｍ，年均下降近１０　ｍ，使得３眼井报　渗，造成了岩溶地下水严重污染（评价地下水类型均　废。徐州市七里河岩溶供水水源地，总供水量３５万　为Ｖ类水），致使该区井水全部无法饮用。２０１１年５　４０　中国岩溶　月期间，阳泉市郊区杨家庄一带有４个村的水井吊泵　而引起恐慌。　３．２旅游价值降低。生态功能丧失　山东济南趵突泉、山西太原晋祠泉、兰村泉、洪山　泉，河南辉县百泉、珍珠泉，河北邢台百泉，北京玉泉　山泉，内蒙乌海拉僧庙泉等诸多泉水以优雅山光水色　景致，天人合一的人文古迹，成为蜚声国内外的旅游　胜地。一些具有母亲河意义的河流同发源于岩溶泉　水，如山西汾河发源于宁武县雷鸣寺泉，贯穿整个房　山世界地质公园的拒马河发源于河北涞源泉。然而　这些承载了数千年中华古老文明的岩溶大泉在短短　几十年的时段内接踵消亡，令人触目惊心。岩溶泉水　流量的衰减难以维系泉口及下游沿岸良性生态环境　的用水，以致生态功能丧失。邢台古城的百泉环城泉　涌湿地、大陆泽湖泊湿地和滏阳河河流湿地构成面积　达４００多平方公里的中原第一大湿地，特殊的生态系　统功能，为当地人们的生活提供了饮用淡水、植物蛋　白和生物蛋白以及生活资料，在经济困难时期，它曾　是当地人民赖以生存的物质供给基地，然而这片湿地　随着环境变化和百泉泉水的断流而消失了。　３．３引发地质灾害　区域水位下降、变动是引发岩溶塌陷的重要原　因。经统计，中国北方已发生的岩溶塌陷ｌ１４处（图　１），塌陷坑总计５　８７９个ｌ＾ｇｊ。其中现代岩溶塌陷７２　处，塌陷坑１　５８３个。现代岩溶塌陷主要分布在岩溶　相对发育的东部地区（图１），以水源地抽水引起的塌　陷最多，塌陷坑数占现代塌陷总数的７８．５２　。　由于山区岩溶含水层疏干，向平原松散含水层补　给量减少，促使山西太原、天津宝坻［１ｏ］一带发生地面　沉降和地裂。山东枣庄市峄城区榴园镇和吴林办事　处一带，自１９８６年发生地裂缝以来，房屋开裂坍塌　１３　０００余间，其原因与岩溶地下水位下降变动有关。　淄博大武火车站，也由于岩溶地下水超采而导致地面　开裂。　３．４岩溶含水系统间的资源袭夺　区域岩溶水位下降过程中，造成泉域间地下水分　水岭边界的移动，使岩溶地下水系统问发生汇水面积　和资源量的袭夺。太行山西侧从北向南分布的娘子　关泉域、辛安村泉域和三姑泉域岩溶水系统问的边界　均为可移动的地下水分水岭边界，在区域岩溶地下水　位下降的过程中，地下水分水岭边界也随之进行移动　调整。由于辛安泉域岩溶地下水最低排泄基准（６１５　ｍ）高出北部娘子关泉域（３６０　ｍ）和南部三姑泉域　（３４２　ｍ）２００　ｍ以上，处于不利的地位，因此在经过　１９８２—２Ｏ０４年的水位调整后，辛安泉域的南北边界　都向内缩减了２０　ｋｍ以上。　３．５　海水入侵　辽宁旅大区岩溶水过度开采，使上世纪６０年代中　期开始出现海水入侵，当时面积仅４．２　ｋｍ　，１９８１年增　加到１７８．５　ｋｍ　，１９８６年达到２８８．６　ｋｍ　，到本世纪初　入侵面积达４８６　ｋｍ。，入侵距离８．６　ｋｍｌＪ　；与此同时，　地下水中氯离子含量增高，平均为５９３　ｍｇ／Ｉ　，最高达　７　９００ｍｇ／Ｌ，致使该区供水能力受到严重影响。　４煤矿开采形成的岩溶水文地质环境问题　４．１　煤矿开采对岩溶水的影响　华北地台石炭一二叠纪煤系地层与奥陶系岩溶　含水层问呈假整合接触。在北方已划出的１１９个岩　溶水系统中有８３个为“水煤共存系统＿１］；而由于煤系　地层的阻水性、加里东期古岩溶以及煤系地层酸性水　的作用，使得绝大多数岩溶地下水强径流带都发育在　中奥陶统岩溶含水层与煤系地层的接触面上；垂向　上，晚古生代下组煤与岩溶含水层顶面地层厚度一般　仅有２Ｏ～５０　ｍ，断裂构造往往使得岩溶含水层与煤　系地层直接对接（特别在太行山、燕山前），煤田多受　“奥灰水”威胁，从而引起严重的“矿坑突水”水害，采　煤同时又沟通了岩溶水与矿坑水各种形式的联系，使　得岩溶水受到污染。　４．１．１　煤矿开采的突水问题　在近３０年的北方煤炭开采中，突水事故有数千　次之多，以华北平原和鲁中山区最甚，包括河北邯邢　煤田、井陉煤田、开栾煤田，河南鹤壁一安阳煤田、焦　作煤田、荥一巩煤田、偃龙煤田、平顶山煤田、新密煤　田、禹县煤田，山东济东煤田、淄博煤田、陶枣煤田、兖　州煤田、肥城煤田、新汶煤田以及苏皖的徐州煤田、永　固煤田、淮南矿区等。此外在山西霍州煤田、宁武煤　田、太原东山以及陕西韩城煤田、澄蒲煤田、内蒙乌海　骆驼山煤矿也都发生过奥灰突水事故（图１）。今后，　随着浅部煤炭资源的枯竭，开采要向深部发展，岩溶　水头压力将会越来越大，而北方岩溶受区域性断裂构　造（如汾渭地堑、太行山前断裂等）和膏溶作用的影　响，岩溶发育深度可达地下千米以上，因此由深层采　煤带来的深部岩溶突水问题不能小视。　４．１．２　采煤造成的水质污染问题　在矿山勘探、开采、采后和洗选过程中及相关各　类工矿企业形成的“三废”对岩溶水污染是一种很常　见的现象。以煤矸石为例，全区目前的积存量已达　２０亿ｔ以上，大小煤矸石山堆积数万座，且每年以　１Ｏ　左右的速度递增，淋滤煤矸石的污水是地下水　的重要污染源。采煤过程中排出的矿坑酸性水、高硬　度水、高混浊水、重金属污染水、有毒有害元素污染　第３２卷第１期　梁永平等：中国北方岩溶水变化特征及其环境问题　４１　水、放射性污染水和有机污染水等通过各种途径进入　比较（表２），结果表明：有煤系地层的岩溶水ｐＨ值　岩溶含水层形成对岩溶水的污染。　偏低，且与煤层中硫铁矿、朱砂氧化有关的ｓＯ　一、　对全区内１１５个系统主排泄点代表性样品（１３５　ＴＦｅ、Ｈｇ含量都是无煤系系统样品的１．５倍以上，　个样品），按照系统内有无煤系地层的样品进行分类　ＴＤＳ、ＨＢ、Ｃ１一、Ｆ一含量和挥发性酚类也明显偏高。　表２岩溶水系统有无煤系地层分布的代表样品水质平均含量对比表　Ｔａｂ．２　Ｃｏｍｐａｒｉｓｉｏｎ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｋａｒｓｔ　ｗａｔｅｒ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｗｉｔｈ　ｃｏａｌｍｉｎｅ　ａｎｄ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｃｏａｌｍｉｎｅ　有煤系　无煤系　有煤／无煤　有煤系　无煤系　有煤／ＮＮ　（样品数）．　（８９）　（４６）　（样品数）　．　（８９）　（４６）　‘　ｐＨ值　７．３３　７．４６　０．９８　ｓｏｔ一　１５４．８６　６６．１　２．３４　Ｋ　＋Ｎａ４－４６．６７　２８．９９　１．６１　Ｃｌ～　６０．０３　３４．６３　１．７３　ＨＣＯａ　２７８．１１　２７４．５８　１．０１　ＴＦｅ　０．０５８２　０．０３２８　１．７８　ＨＢ　３８ｌ＿８５　３０２．８９　１．２６　Ｆ　０．４９９９　０．３７２８　１．３４　ＴＤＳ　６７２．２７　５３６．６３　１．２５　Ｈｇ　０．０００１４７　０．００００８２　１．７９　４．２后采煤时代对岩溶水的影响　年闭坑后的“老窑水”必将成为影响范围广、程度深的　我国北方煤矿开采历史悠久，浅部矿区老窑星罗　“永久污染源”。淄博北斜井１９８７年煤矿封井，１Ｏ余　棋布，原中央直属的９４个煤炭企业，有２／３的矿山已　年后，地下水充满矿井整个采空区并从回风巷溢出地　进人中老年期及衰退期，全国有５Ｏ多座矿业城市的　表，２０１０年７月调查流量２０　Ｌ／ｓ（２０１１年７月雨后流　资源处于衰减状态，约有４００多座矿山已经或将要关　量２３５　Ｌ／ｓ），其矿化度２　８７４．０５　ｍｇ／Ｌ，总硬度　闭口。　。初步估计北方累积的采空区体积在百亿立方　２　１０９．４３　ｍｇ／Ｌ，硫酸根含量９４１．４５　ｍｇ／Ｌ，有９项　以上，而且以每年１Ｏ亿立方以上的速度递增。在未　指标超标。后采煤时代潜在的岩溶水环境问题必须　来煤矿停采后，采空区的绝大部将被地下水充填，并　引起足够重视，需尽早应对。　形成矿坑污水。在一些地区（特别是发生过矿坑突水　依照大地构造控制下的岩溶水系统结构模式ｌ＿１］，　的地区）矿坑污水将通过各种途径渗入下伏岩溶含水　并参考岩溶水文地质分区［１　将北方岩溶水划分为１３　层，直接污染岩溶地下水；不仅如此，矿坑污水充满矿　个分区（图１），其主要的岩溶水文地质环境问题如表　井后还会从矿坑系统排出造成地表污染。未来几十　３所示。　表３北方主要岩溶水文环境问题分区统计表　Ｔａｂ．３　Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｍａｊｏｒ　ｈｙｄｒｏ—ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　Ｎｏｒｔｈ　Ｃｈｉｎａ　ｋａｒｓｔ　ａｒｅａ　注：本表为本次工作收集资料，有些数据统计不完全，括号内数据代表发生相关问题的系统数量。　４２　中国岩溶　２０１３正　５结论与建议　（１）近３Ｏ年来，北方岩溶水无论从水量还是水　质上都发生了根本性变化，目前有３０　以上的大泉　断流，８０　以上的泉水流量大幅度衰减，多数地区的　参考文献　［１］梁永平，王维泰．中国北方岩溶水系统划分与系统特征［Ｊ］．地　球学报，２０１０，２１（６）：８６０—８６８．　［２］潘军峰，张江汀，梁永平．山西省岩溶泉域水资源保护［Ｍ］．北　京：中国水利水电出版社，２００８．　Ｅ３］杨瑞恒．滏阳河上游岩溶水的开发利用及其对环境的影响［Ｊ］．　水文。２００３，２３（４）：４５—４８．　区域岩溶地下水位以每年１～２　ｍ的速度下降，总体　发展势头不减；有２０　岩溶水系统主排泄区代表性　地下水样品的水质为Ⅲ类以下。岩溶水质量变化所　带来的一系列现在的、发展的和潜在的岩溶水环境问　题，极大地抑制了岩溶水资源、生态功能的发挥，给当　地工农业生产和人民生活造成了很大影响。　（２）北方岩溶水的质量变化及环境问题所体现的　［４］李常锁，胡爱民，游其军，等．济南泉域岩溶水水质演变趋势研究　Ｆｊ］．成果与方法，２００４，２０（１）：３５—３８．　［５］李大秋，高焰，王志国，等．济南泉域岩溶地下水水质变化分析　［Ｊ］．中国岩溶，２００２，２１（３）：２０２—２０５．　Ｅ６］王式成，周信鲁．淮北市市区地下水的超采问题［Ｊ］．城市公用事　业，２００１，１５（３）：２１—２２．　［７］韩宝平，王小英，朱雪强，等．某市岩溶地下水四氯化碳污染特征　研究［Ｊ］．环境科学学报，２００４，２４（６）：９８２—９８８．　［８］潘国营，韩怀彦，张慧娟．焦作岩溶水系统水质模拟与污染原因　是岩溶水系对系统的资源要素、转化关系，甚至于系　统边界及性质等水文地质条件变化的调整响应。以　岩溶水系统为单元开展新的条件下的水文地质条件、　水环境问题、发展趋势及其成因的调查研究，将更符　合北方岩溶水的自然循环规律。　探讨［Ｊ］．焦作工学院学报（自然科学版），２０００。１９（６）：４１７—　４２０．　Ｅ９］贺可强，王滨，杜汝霖．中国北方岩溶塌陷［Ｍ］．北京：地质出版　社，２００５．　［１ｏ］　刘金峰，谢健，邢罡．天津宝坻县隐伏岩溶区地下水开发与地裂　缝成生关系研究［Ｊ］．水文地质工程地质，２００５。（６）：３８—４１．　致谢：侯光才教授级高工对本文提供了非常有益的　［１１］盛学斌，戴昭华，杨明华．大渤海区海水入侵态势与防治构想　ＥＪ］．生态学报，１９９６，１６（４）：４１８－－４２６．　［１２］李凤明，王儒军，王存煜．资源枯竭型矿区综合治理与可持续发　展［Ｊ］．煤矿开采，ＺＯＯ４，９（３）：７—１ｏ．　意见与建议，在此表示衷心的感谢！　Ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｋａｒｓｔ　ｗａｔｅｒ　ａｎｄ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　Ｎｏｒｔｈ　Ｃｈｉｎａ　ＬＩＡＮＧ　Ｙｏｎｇ—ｐｉｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｗｅｉ—ｔａｉ，ＺＨＡＯ　Ｃｈｕｎ—ｈｏｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｗｅｉ，ＴＡＮＧ　Ｃｈｕｎ—ｌｅｉ　（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｋａｒｓｔ　Ｇｅｏｌｏｇｙ，ＣＡＧＳ／Ｋａｒｓｔ　Ｄｙｎａｍｉｃｃｓ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＭＬＲ＆ＧＺＡＲ，Ｇｕｉｌｉｎ，Ｇｕａｎｇｘｉ　５４１００４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｌｏｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｎａｔｕｒａｌ　ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｄ　ｈｕｍａｎ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ，ｇｒｅａｔ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｈａｖｅ　ｔａｋｅｎ　ｐｌａｃｅ　ｉｎ　ｉｎｐｕｔ，ｏｕｔｐｕｔ，ａｎｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　３ｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　ｒｅｌａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｋａｒｓｔ　ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｎｏｒｔｈｅｒｎ　Ｃｈｉｎａ．Ｉｎ　ａ　ｆｅｗ　ｄｅｃａｄｅｓ，３０　ｏｆ　ｋａｒｓｔ　ｓｐｒｉｎｇ　ｄｒｉｅｄ　ｕｐ，８０％ｏｆ　ｓｐｒｉｎｇ　ｆｌｕｘ　ｄｒａｍａｔｉｃａｌｌｙ　ｄｅｇｒａｄｅｄ　ａｎｄ　ｒｅｇｉｏｎａｌ　ｋａｒｓｔ　ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ　ｌｅｖｅｌ　ｉｓ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ　ｄｅｃｌｉｎｉｎｇ　ａｔ　ｔｈｅ　ｓｐｅｅｄ　ｏｆ　１　ｔｏ　２　ｍ／ａ．Ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｉｍｅ，　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｉｎ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　２０　ｏｆ　ｍａｉｎ　ｋａｒｓｔ　ｗａｔｅｒ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ｚｏｎｅｓ　ｇｅｔ　ｂｅｌｏｗ　Ｃｌａｓｓ　ＩＩＩ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒａｌｌ　ｔｒｅｎｄ　ｉｓ　ｗｏｒｓｅｎｉｎｇ．Ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｋａｒｓｔ　ｗａｔｅｒ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｋａｒｓｔ　ｃｏｌｌａｐｓｅｓ，ｇｒｏｕｎｄ　ｆｉｓ—　ｓｕｒｅｓ，ｓｅａｗａｔｅｒ　ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ，ｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｉｎ　ｔｏｕｒｉｓｍ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｌｏｓｔ　ｏｆ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｅｘｉｓｔｓ，ａｒｅ　ｉｎｔｅｎｓｉｆｙｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｈｏｒｔａｇｅ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄａｔａ　ｓｏｒｔｉｎｇ　ｏｆ　ｔｙｐｉｃａｌ　ｃａｓｅｓ，ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｓｕｍ—　ｍａｒｉｚｅｓ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ　ｉｎ　Ｎｏｒｔｈｅｒｎ　Ｃｈｉｎａ　ｋａｒｓｔ　ａｒｅａ　ｔｏ　ａｔ—　ｔｒａｃｔ　ａｔｔｅｎｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ａｌｌ　ｓｅｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ｓｏｃｉｅｔｙ　ｔｏ　ｐｒｏｍｏｔｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｋａｒｓｔ　ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ　ａｒｔｉ—　ｃｌｅ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｒｅｓｅａｒｃｈ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｋａｒｓｔ　ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｇｅｏｌｏｇｙ　ｐｒｏｂｌｅｍ；ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ　ｔｒｅｎｄ；Ｎｏｒｔｈ　Ｃｈｉｎａ　（编辑　韦复才）