Question

岩溶水系统的脆弱性评价与保护区划分思路

Answer 1

由前述可知，岩溶水环境问题的出现受到系统本身抵御外界干扰的能力（系统本身固有的脆弱性）和外界干扰强度两方面的制约，岩溶水资源保护应该紧密围绕着两个方面开展。从技术层面和国内外的发展趋势，岩溶水资源保护是在岩溶水文地质条件、岩溶水环境问题及成因调查分析基础上，第一要对岩溶水系统的脆弱性（包括水量脆弱性和水质脆弱性）进行评价，第二在脆弱性评价基础上，根据水资源功能制定相应保护目标，再按照岩溶水环境问题的易发程度划分保护区并制定相应措施，对人类影响岩溶水环境问题的活动进行规范。

1968年法国人Margat首次提出“地下水脆弱性”术语，1993年美国国家科学研究委员会给出了地下水脆弱性的定义：地下水脆弱性是污染到达最上含水层之上某特定位置的倾向性与可能性，并发展衍生出定量评价的DRASTIC模型，美国不少地区进行地下水脆弱性编图。针对岩溶地下水源的脆弱性，在欧洲科技协作组织开展的岩溶含水层保护的脆弱性填图（Cost Action620）项目中，应用了PI，COP、GLA、EPIK、Time-Input等岩溶含水层脆弱性评价方法，并开展了分5级的岩溶含水层风险性编图工作。国内关于地下水脆弱性的研究开始于20世纪90年代中期，目前，多数是研究地下水的本质脆弱性，其定义多引用外文资料，在叫法上以“地下水的易污染性”来代替“地下水脆弱性”。

由于欧美国家在岩溶区多采取直接引用岩溶泉水的取水方式，地下水环境问题更多集中在水质方面，因此脆弱性概念的产生以及评价中关注的问题也主要是水质污染问题。但在我国北方，岩溶区水量以及相关问题非常突出，水量与水质问题同时威胁到水资源的正常利用。为此我国一些地区制定了以同时保护水量和水质的保护区划分方案，然而在制定保护措施后的执行过程中，出现了一系列针对性不强和可操作性差的问题，其根源在于保护区划分中没有考虑水量与水质分类的问题。

水量与水质作为地下水固有的属性，在水环境保护及治理中需要采取的措施是相互联系的。在我国忽略水量脆弱性评价是达不到真正意义上水资源保护目的，笼统地将水质、水量合二而一并进行脆弱性分级评价，将带来评价指标的不一致甚至相互矛盾。事实上，北方岩溶水系统在水量调节功能、岩溶大泉出露排泄形式、地下水取水难易性以及取水成本、岩溶地下水集中程度等方面，决定着与水量相关的水文地质环境问题的易发程度，而且存在着很大的差异性。例如，“单斜顺置型”系统的泉水更易于断流，特别在排泄区下游存在承压区时采煤过程中突水的风险将加大，岩溶-水位变动-覆盖层在一定配置关系下将引发岩溶塌陷；在地下水强径流带开采岩溶水，对含水层水量影响范围将更广、影响时间更快。因此不同系统以及系统内不同地区间存在“系统水量脆弱性”的问题。系统水量脆弱性的概念应定义为“与水量相关的岩溶水环境问题的易发性”。因此，本书提及的“岩溶水脆弱性”既包括“水质脆弱性”也包括“水量脆弱性”，是广义的脆弱性。在评价中也需要分别进行。

一、岩溶水脆弱性评价的思路

岩溶泉域水资源系统作为一个有机整体，应对系统整体开展岩溶地下水的保护。从空间尺度上，岩溶水脆弱性可分为岩溶水系统的脆弱性、岩溶含水层脆弱性；而从岩溶水资源属性上又可分为水量脆弱性和水质脆弱性。

在岩溶含水层的水量问题中，一些属于纯水量问题，例如，泉水流量大小，水源地开采时的相互干扰，区域水位变幅等，这类问题我们称作纯水量问题。而另一些则是以水量为主导，同时还受到其他一些地质环境条件影响的水量问题，例如，岩溶塌陷问题，矿坑底板岩溶突水问题等，我们把这类问题归结为特殊水量问题。这样在含水层水量脆弱性评价中，又分出了含水层纯水量脆弱性和特殊水量脆弱性。

上述脆弱性分类结构如图7-1。

图7-1 岩溶水脆弱性分类结构框图

二、岩溶水保护区划分思路

岩溶水保护区划分要与人类需求和岩溶水文地质环境问题对人类造成的影响相结合，因此在保护区划分前需要根据水资源功能制定保护目标，同时对不同保护区还要制定相应的保护措施。与脆弱性评价一样，保护区划分按照保护对象进行水量保护区、水质保护区和泉水排泄区保护区（或水源地保护区）分类，之后再按照受泉域内岩溶水文地质条件的控制，岩溶地下水对人类的生活、生产活动影响的敏感程度的敏感程度进一步进行分级。