岩溶地下水循环机制与水资源可持续利用研究

　　1、岩溶地区经济发展缓慢（贫困）、生态环境恶化，水资源未能有效利用是主导因素之一；

　　2、岩溶地区孔、隙、缝、管、洞并存，岩溶地下水流运动规律复杂，时空分布极不均匀，导致水资源的调查、研究和开采利用都存在一定难度。


　　1、岩溶水资源分布规律、控制因素、开发潜力亟待查明；

　　2、岩溶水资源调控与有效开发利用优化模式有待建立；

　　3、水资源可持续利用与生态建设、经济发展的协同途径需要探索。


　　以地球系统科学为指导，以水土资源的有效开发利用为切入点，综合运用岩溶动力系统调查与监测、遥感(RS)与地理信息系统(GIS)一体化技术、地下水示踪技术以及物理与数学耦合模拟试验，开展岩溶地下水循环机制与水资源演化规律、不同岩溶环境类型水资源开发利用优化模式等研究，进行地表与地下水资源联合调蓄、节水灌溉和生态重建示范，探索符合生态环境良性发展的水土资源利用与农村生态经济可持续发展模式。


　　1、通过水文地质调查，查明不同岩溶环境类型区地下水循环的主要过程与演化特征

　　包括不同时空尺度（区域性与单元流域）下大气降水 、地表径流、地下水及生物的水循环全过程特征，相互转化规律与机制，水文循环演化对地下水资源的形成、变化的作用机制，岩溶水资源的控制因素与分布规律，岩溶水资源类型划分等。

　　2、通过地下水动力试验和综合研究，提出岩溶地下水开发潜力评价的理论方法，进行岩溶水资源可持续利用能力评价

　　包括多重岩溶含水介质结构与水流运动规律定量研究，非线性快速流、管道多相流等复杂水流运动的模拟与评价模型，表层岩溶带结构、功能与水循环机制研究，水资源可持续利用能力评价理论与方法等。

　　3、通过地下水开发利用示范，建立不同岩溶环境类型区岩溶水资源有效开发利用优化模式。

　　鉴于岩溶地下水资源在时空分布上不均匀，浅部涵水调节能力差，因地制宜，采取合适的水资源调节措施，堵洞蓄水、暗河截流、大泉壅水、钻井、大口井、斜井等多种开发方式相结合，是地下水资源有效开发利用的关键。对地表水与地下水联合调度、综合利用进行攻关，同时研究水资源开发利用与环境、社会、经济协调关系，探索水资源开发利用、生态环境保护和经济发展协同模式。


　　1990-2002年，开展了“西南岩溶山区典型流域水资源保护示范”、 “西南典型石漠化地区地下水调查与地质环境综合整治示范”，国土资源部科技攻关项目“表层岩溶带调蓄与生态重建试验示范（20010303）”，国家科技攻关项目“广西岩溶区水资源有效开发利用研究与示范（2002BA901A13）”，广西科技攻关项目“热带、亚热带岩溶地区生态重建及桂中旱片治理技术开发（桂科攻0133001）”，原国家计委科技攻关项目“滇黔桂湘岩溶贫困区岩溶水有效开发利用规划建议与开发示范”等。

　　2003—2015年，中国地质科学院岩溶地质研究所联合8省（区、市）地矿局和大专院校等30多家单位，开展了“西南岩溶地区地下水与环境地质调查综合研究”、“西南岩溶石山地区地下水及环境地质调查”、“西南岩溶地区水文地质环境地质调查”和“南方岩溶水文地质环境地质综合调查与整治示范”。


　　完成中国岩溶区1:25万水文地质调查78万平方千米，组织开展了岩溶区1:5万水文地质调查25万平方千米，查明了3066条岩溶地下河的分布，评价岩溶区地下水资源可开采量达600亿方/每年。组织实施了西南、华北岩溶区应急抗旱找水打井行动，施工探采结合井2300多眼，解决了520万人的干旱缺水问题。主持国际对比（IGCP）513“岩溶含水层与水资源”项目，创立了“五水”（大气水、地表水、土壤水、表层岩溶水、地下河水）循环模型，有力支撑了岩溶水资源合理开发利用。

　　建成了“岩溶水文地质—桂林丫吉试验场”和“岩溶地下河系统—海洋寨底试验基地”国土资源部野外科学观测研究基地，通过人才培养与业务团队建设，在西南岩溶地区形成了600多名技术人员组成的稳定的岩溶水文地质环境地质调查研究队伍。


　　2003-2015年，在西南岩溶地区，针对不同类型区水文地质特点和地下水开发利用条件，采取堵洞蓄水、暗河截流、大泉壅水、钻井、大口井、斜井等多种方式，开展了岩溶地下水开发利用示范。实施岩溶地下河和大泉开发利用工程12处，表层岩溶水调蓄20余处，开挖浅井50多口，岩溶蓄水构造钻探成井300多眼，解决了100多万人饮用水和50多万亩耕地灌溉用水问题。

　　（1）贵州平塘县巨木地下河拦蓄和提引工程

　　在巨木地下河出口处筑坝拦蓄地下水，形成库容63万立方米的地下水库，抬高水位20米，建设水电站1座。解决了塘边镇5000多人和10000头大牲畜的饮用水以及6000亩农田灌溉用水问题。促进了粮食产量提高，水稻增收90.0万公斤/年，油菜增产8.82万公斤/年，年经济收入145 万元。



　　（2）云南泸西盆地皮家寨岩溶大泉束流调压壅水工程

　　在泸西县皮家寨大泉，采用防渗束流和调压壅水措施，建成引水自流灌溉工程，将泉口水位壅高4.4米，供水量6万立方米/日。既解决了泉口下游8000亩耕地的排涝问题，又解决了2000亩水稻、1000亩烤烟、1000亩除虫菊的灌溉用水困难，还改善了泸西盆地东部边缘25000亩耕地的灌溉以及东沟沿线15000人的生活用水条件。2011年，利用束流调压池建成了冷水鱼养殖场，年产值达到100多万元。


　　（3）广西都安峰丛洼地表层岩溶带调蓄工程

　　在广西都安县三只羊示范区，在表层岩溶泉和坡面流汇集的山凹部位，分散修建蓄水池7处，采用滴灌技术，满足果树和药材基地的用水需要，建立了峰丛岩溶区立体生态农业模式和名特优果树基地。生态恢复与经济建设相结合，当地居民人均年收入增加了1200多元。




　　夏日元，男，1963年6月出生，博士，二级研究员。1988年起从事岩溶水文地质研究工作，长期担任岩溶资源研究室主任。近几年承担完成了“岩溶地区水文地质环境地质综合调查”、“南方岩溶水文地质环境地质综合调查与整治示范”、“西南岩溶石山地区地下水及环境地质调查”、“西南岩溶地区水文地质环境地质综合研究与信息系统建设”、“典型岩溶地下河系统水循环机理监测与试验”等40多项调查研究项目。在岩溶含水介质结构与水流运动规律定量研究、岩溶水资源评价和有效开发利用模式研究方面取得了新进展，为严重缺水贫困地区经济社会发展提供了技术支撑。建成了国土资源部野外科学观测研究“岩溶地下河系统—广西海洋寨底试验基地”，建立了岩溶水文地质调查研究方法体系。发表论文50余篇，出版专著4部。《广西峰林平原大农业与地下水开发示范研究》（2007年）、《碳酸盐岩缝洞系统模式及成因研究》（2013年）等成果获得国土资源科学技术二等奖。