岩溶地质专家现场研讨

由贵阳市出发，沿着国道G60上省道S45，一路向南，车行近4小时，是贵州省平塘县。

贵州省平塘县最近声名鹊起。因为这里建了迄今为止世界最大的单口径射电望远镜FAST工程。贵州大窝凼洼地是典型的喀斯特洼地，一大片漏斗天坑群，它就像一个天然的“巨碗”，可以架设望远镜，而且喀斯特地质条件可以保障雨水向地下渗透，而不在表面淤积，腐蚀和损坏望远镜。

然而，却很少有人知道，这一全球聚焦的伟大的天文工程却是集中体现了岩溶地质地貌景观综合利用的最典型的范例。更少有人知道，岩溶地质地貌对所在区域经济社会发展产生的系列影响。

在我国，岩溶地质地貌多分布于南方。包括云南、贵州、广西、湖南、湖北、重庆、四川和广东8个省（区、市）的部分地区，总面积达到78万平方千米。区内多为亚热带气候，湿热多雨。径流时空分布不均，丰水年和枯水年水量之比高达7倍之差。区域内极易发生洪涝或旱灾。

从区位角度看，西南岩溶区为珠江和长江流域的补给和径流区。珠江流域和西江主干流贯穿该区域南部，主要支流有南盘江、北盘江、红水河、柳江、右江、左郁江等；而长江中上游位于该区域的北部，主要有大渡河、岷江、嘉陵江、乌江、沅江和湘江等。而这些区域恰恰是珠三角、长三角和西部开发的几大战略区域的汇集区，区域位置非常重要。

相关专家表示，受地形、地貌和岩溶条件的控制，西南地区地表水和地下水在空间上分布极其不均匀，地表水具有支流少、切割深、坡降大等典型特征，对区域性供水十分不利；地下岩溶含水介质则以管道、大型溶蚀裂隙和溶蚀孔隙为主，具有极高的非均质性和各向异性特征。西南岩溶水系统范围较小，且分布分散，地表和地下水的分布、动态和转化特征完全不同于北方地下水系统，这也决定了开发利用条件和方式相较于北方更加复杂多样，应因地制宜，分类开发利用。

（一）

长期以来，西南岩溶地区亟待解决的水资源环境问题主要在4个方面：受全球气候变化和特殊岩溶地质条件影响，岩溶区干旱缺水严重，急需开展水文地质调查工作，查明水资源开发利用条件，为当地居民生活和经济发展提供必要的水资源保障。西南岩溶系统对水资源的调蓄能力较差，水土流失严重，导致岩溶石漠化，其综合治理需要水文地质和环境地质综合调查作为技术支撑。岩溶地区地下水质恶化，有部分地下河水质变差，给供水安全和当地居民健康带来安全隐患，急需解决地下水污染防治和水质保护问题。岩溶管道堵塞导致洼地排洪能力不足，岩溶内涝成为当地农村经济发展的制约因素。

但是，随着城镇化及交通工程建设的快速推进，环境受到的影响也在日趋明显。

中国地质调查局“岩溶地区水文地质环境地质综合调查”工程首席专家蒋忠诚表示，目前，西南岩溶面临石漠化、岩溶塌陷、植被退化、水土漏失、干旱、内涝、水污染等一系列环境问题。石漠化地区已经无土可流。且气候变化导致的地质灾害、生物入侵、地下水药物污染、作物连作障碍等新的生态环境问题也应高度重视。

中国地质调查局地质科学院岩溶地质研究所资源研究室主任夏日元也表示，受全球气候变化和特殊岩溶地质条件影响，岩溶地区干旱缺水严重。

数据显示，2009年秋至2012年，西南地区持续发生严重干旱，仅云南、贵州和广西有1900多万人饮水困难，1亿多亩耕地受旱，直接经济损失 250多亿元。截止2010年，贵州全省仍有1299.8万农村人口饮水不安全，其中水质不达标人口9.4369万人；全省耕地2358万亩，尚有1461.43万亩旱地无水浇灌。而在云南，2010年旱灾造成2702万人受灾，965万人、619万头大牲畜饮水困难，744条中小河流断流、564座小型水库和7599个小坝塘干涸，农作物受灾4740多万亩。在广西，饮水不安全人口1779.64万人，无灌溉设施耕地面积4330万亩；万亩以上岩溶旱区共有83片，总面积643.14055万亩，其中干旱片57片共464.45705万亩，既旱又涝26片共178.6835万亩。

夏日元表示，岩溶地质的特点是既旱又涝，洪涝灾害频发，给人民生命财产安全带来了威胁，急需查明洪涝分布、规模、产生原因，提出洪涝灾害治理措施或方案。岩溶管道堵塞，洼地排洪能力不足，岩溶内涝成为农村经济发展的制约因素。同时，水土流失与石漠化问题严重。江河上游生态功能区石漠化治理、生态恢复与保护规划需要水文地质和环境地质综合调查技术支撑。目前，石漠化整体上呈改善趋势，已经由1999年11.4万平方千米减少到2015年9.2万平方千米，平均每年减少1.2%。但局部地区石漠化恶化现象严重。岩溶石山地区经济发展缓慢，居民生活困难，为西南地区主要的贫困分布地区。以水资源有效开发利用为龙头，以生态经济综合发展为模式，可以促进扶贫攻坚工作的进程。需要综合集成岩溶地质、水文地质、环境地质和农业地质等地质背景资料，建立水资源开发利用、经济发展和生态环境保护可持续模式。另外需要特别关注的问题是，国家重点生态功能区生态环境恶化。岩溶地下水污染越来越严重，地下河水质变差，给供水安全和人民生命健康带来了安全隐患。急需解决地下水污染防治和水质保护问题。近20年来，部分地下河水质变差，且岩溶地下水深埋于地下，污染具有隐蔽性，处理难度大。

（二）

在距离平塘县克度镇不远的地方，早在2005年，由中国地质调查局地质科学院岩溶地质研究所主导的巨木地下河开发示范工程就已经建成应用。

巨木地下河为大小井地下河系统中游，发源于惠水县抵季乡和羡塘乡，于平塘县塘边镇巨木寨集中排泄。示范工程由地下水开发工程、洪涝洼地治理工程及农业种植3部分组成。其中地下河开发工程又包括了蓄水、提水和输水3个部分。

平塘县国土资源局和平塘县水利局于2008年联合发布的关于巨木地下河示范工程成果应用评估报告中这样评价道：“地下河出口一下6000亩农田在有了稳定的灌溉水源后，可增收粮食90万千克/年。按照当地市场价格测算，仅农业生产一项就可以实现经济增收171万/年，其中还不包括地下河开发带动的其他经济收益。在巨木地下河流域中，利用石漠化治理地学模式对环境综合治理、石漠化综合治理取得了良好的社会效益、经济效益和环境效益，石漠化得到了有效的控制。”

事实上，在超过10年的时间里，中国地质调查局地质科学院岩溶地质研究所一直为解决上述问题而努力。

2003年～2015年，中国地质调查局地质科学院岩溶地质研究所联合西南8省地勘单位及有关科研院所、高校等30多家单位，开展“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”、“南方岩溶水文地质环境地质综合调查与整治示范”计划项目，共完成1∶5万水文地质调查面积25万平方千米，综合地球物理探测90000点，岩溶洞穴探测60000米，水文地质钻探68000米。查明了工作区水资源开发利用条件，制订了岩溶水资源开发利用方案和地质环境综合整治区划。选择典型地段进行了岩溶地下水开发利用和生态环境综合治理示范，建立了地下水开发利用和生态环境综合治理模式，解决了620万人饮水困难，为西南岩溶干旱缺水区水资源合理利用、石漠化治理和生态环境保护提供了技术支撑。

据蒋忠诚介绍，目前，正在实施的国家岩溶环境治理项目《岩溶地区石漠化综合治理规划大纲》（2006-2015） 是以县为单位，共有451石漠化县纳入规划，涉及面积105.1万平方千米，主要实行封山育林育草、人工造林、改良草地、人工种草、发展草食畜牧业、基本农田建设和配套水利水保设施“六大工程”。这一项目从2008年100个试点县算起，到2014年已经扩大到314个县，石漠化治理区面积7万平方千米。中央财政共投入77亿元。云南、贵州、广西、四川、湖南、湖北、重庆、广东石漠化分布的8省区自2000年到2015年石漠化共减少21502平方千米。50％的区域植被覆盖度增加，植被覆盖率提高了6.22%，森林覆盖率增加10.29%。金银花、花椒、火龙果、文山三七等生态种植业得到培植与发展，也带动了很多地区生态旅游产业的兴盛。岩溶水开发工程解决了1000多万人的饮水和一些耕地的灌溉问题。促进了新农村建设的开展；形成了一批综合治理有效模式和经验。

另据了解，而在其他生态环境治理方面，国家也投入了相当大的力度。21世纪以来，在西南岩溶区还实施了退耕还林工程，长江、珠江防护林工程，“长防”和“长治”工程、“珠治”试点工程，以及国土资源大调查、国家科技计划、抗旱打井工程，各省的土地整理工程等。

当前，中国地质调查局地质科学院岩溶地质研究所已经形成了6大特色业务，并且成果迭现。一是创立了岩溶动力学。将全球气候变化引入现代岩溶学研究，认识到岩溶作用具有短时间尺度特点，在全球碳循环中具有重要意义。石笋气候变化记录研究达年际精度，解释了岩溶碳循环的主要过程与碳汇稳定性影响因子，提出了人工固碳增汇新途径，可为应对气候变化及实现碳减排做出潜在贡献。二是岩溶生态理论与技术支撑石漠化治理。查明了中国西南石漠化分布、成因、演变及危害，明确了显著石漠化的县域和八大典型区域。建立了广西马山弄拉、平果果化等综合治理示范基地，率先阐明岩溶生态系统、石漠化、水土流失的概念和评价方法，创建了石漠化综合治理模式和技术体系，为岩溶生态修复和精准扶贫提供依据。三是岩溶地下水资源调查为饮水安全提供保障。针对岩溶地区干旱缺水问题开展水文地质综合调查研究，查明了岩溶地下水分布规律和开发利用条件，建立了岩溶地下河系统水循环理论，提出岩溶地下水有效开发利用模式。为岩溶石漠化、地下水污染等环境地质问题治理提出有效措施，探索了水资源利用与生态恢复、经济发展协同途径。通过示范推广直接服务于脱贫攻坚，为饮水安全提供保障。四是岩溶塌陷调查服务岩溶区城镇化和重大工程建设。针对具有隐蔽性和突发性特点的岩溶塌陷地质灾害问题，开展岩溶塌陷调查评价、监测预警和早期识别技术研究，形成中国岩溶塌陷调查评价技术方法体系，为岩溶地区城市规划建设、新型城镇化建设和重大工程建设的地质环境安全提供有力保障。五是岩溶景观与洞穴调查研究支撑世界遗产保护。建立完善了岩溶景观与洞穴发育演化理论和评价方法体系，完成20多处世界遗产、地质公园申报，为岩溶地质遗迹保护和开发利用、生态文明建设和脱贫攻坚提供科技支撑。六是油气藏岩溶储层研究助力油气勘探与开发。以塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地及渤海湾盆地为研究对象，建立不同地貌单元岩溶发育模式与地震形影模式，研究古岩溶发育分布对油气岩溶储层的控制，建立了碳酸盐岩岩溶储层形成与演化地质模式，实现了对油气聚集有力的岩溶储层预测，对碳酸盐岩油气勘探与开发提供地质理论依据。

（三）

中国地质调查局地质科学研究院岩溶地质研究所所长刘同良表示，岩溶地区资源环境问题突出，制约着经济社会的发展。科技创新不仅有助于解决和应对岩溶地区的资源环境问题，也将推动岩溶科学的发展，服务我国生态文明建设。当前，岩溶研究面临一系列科技创新方面的挑战。比如，如何落实地球系统科学在岩溶学中的应用，发挥我国岩溶研究的地域优势，探索我国岩溶关键带的特征和重要过程；如何加强岩溶作用应对全球变化、岩溶碳汇速率和稳定性的研究，建立应对极端气候的长效机制；怎样考虑古纬度和古气候对古岩溶形成的影响；如何深入探索微生物对深部碳酸盐岩岩溶形成的作用；如何系统梳理和总结我国石漠化治理工程的经验和存在的问题，更好地指导下一步的治理工作，思考从南北方岩溶分界线的角度开展岩溶自然遗产地的申报工作；如何将现代大数据等技术运用到岩溶资源环境、水文地质研究中，做好地质灾害的预警预报和应对资源短缺问题的研究，服务国家需求等等。

夏日元表示，事实上，从解决问题的具体层面，岩溶环境治理也取得了部分重要的科技创新成果。一是建立了岩溶环境监测研究技术体系：自动化监测仪器，自动化监测站，便携式监测仪器。岩溶环境条件、水化学、碳循环观测和试验；岩溶塌陷自动化监测；查明了21世纪以来石漠化环境演变规律。石漠化面积由逐年增加演变为下降，总体趋势好转；区域发展不平衡，局部地区石漠化进一步恶化。二是查明岩溶作用驱动元素迁移，形成特殊岩溶环境。从岩溶动力系统驱动元素迁移的角度，揭示了岩溶环境富钙、偏碱的特点及其制约土壤营养元素的有效性、影响植物和农作物生长的规律，成为因地制宜选择适生树种治理石漠化的理论基础。三是揭示了岩溶环境的空间异质性。但从更高层面来看，岩溶环境研究科技创新仍然面临诸多尚未解决的问题。比如区域生态功能没有形成；多数生态产业缺乏持续性；水土漏失没有得到治理；缺水困难没有根本解决；对新的环境问题缺乏对策等。仅就西南岩溶生态脆弱区地下水而言，水文地质具有岩溶发育与控制因素的复杂性、岩溶分布的非均一性、岩溶含水介质多重性、岩溶水流的多相性、动态变化的剧变性、水资源开发的调节性等特点。由此，解决岩溶地区地下水资源环境问题，必须首先解决天然水资源量大，开发利用率低的问题。目前，西南岩溶地区地下水可开采资源量534亿立方米/年，现开采量仅66亿立方米/年，开发利用潜力巨大。

目前，中国地质调查局地质科学院岩溶地质研究所针对不同类型区开发条件，提出了堵洞成库、建柜蓄水、抽水调节和束流壅水4种岩溶地下水有效开发利用模式，通过示范推广，直接服务于脱贫攻坚。拦截地下河形成地下调节水库5座，地表溶洼成库2处，钻探成井300多眼，表层岩溶水调蓄20余处，开挖浅井50多口，应急抗旱打井2800多口，解决了620多万人饮用水、100万多亩耕地的灌溉用水问题。例如，岩溶峰林平原区开发利用浅层地下水与节水生态农业模式。利用峰林平原浅层岩溶化强、储水性和透水性好的特点，在农作物需水的干旱季节，开采地下岩溶径流带水资源，形成调节空库容，雨季来临后通过天然降水入渗而恢复地下库容；通过喷灌、滴灌、移动式灌溉等节水灌溉技术的应用，提高水资源利用率。宾阳县黎塘镇谢村桥美示范区，通过开发表层岩溶系统地下水，建设以蔬菜为主的高效农业基地，年产值达1300多万元，增收20％～30％。再如溶丘洼地区堵洞引水与庭院经济模式。在地下水补给区的高位洼地，选择岩溶管道集中发育的部位，堵洞形成地表——地下联合水库；径流区开凿隧洞，拦截地下河，引水灌溉和发电。贵州省巨木地下河岩溶水开发示范工程。在地下河出口处筑坝拦蓄地下水成库，库容239.2万立方米地下水库、300立方米的高位蓄水池、水轮泵站。解决了区内5000余人和10000余头大牲畜的饮水、缓解了6000余亩农田缺水灌溉。

（四）

不可否认，所有环境地质问题都与人有关。所以，一切地质环境研究都必须“以人为本”。

国家发展研究院瑞意高等研究所城市与环境学院土地科学中心蔡运龙教授就表示，岩溶地区的地质环境当前面对诸如岩溶区地下水循环转化、岩溶地下水污染、水土流（漏）失与石漠化、石漠化综合治理与生态修复、岩溶生态脆弱区水资源开发利用等多个问题，但可以更广义地归纳为两大问题：即石漠化治理模式的可推广性和石漠化治理模式的可持续性；退化土地生态重建的社会工程途径。但是，必须意识到，生态系统退化表面上是生态环境问题，归根结底是社会发展问题，要从社会经济方面寻求根本的解决途径。只有社会经济发展了，才能改变“土里刨食”那样对土地（生态系统）的严重依赖，进而解除人类活动对生态系统的干扰。

他认为，欲使农村人口尤其是岩溶分布区的农村人口摆脱掠夺土地（生态系统）的状况，需要提高人口素质，掌握其他的生存和发展手段。教育与培训的作用至关重要。生态修复工程项目的投资不要只用在“地”上，而需要把更多的财力和科技投入到“人”的能力建设上。