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　　３展望

 

　　岩溶地下水处于土壤与岩层之间，是联系土壤水与裂隙水的纽带，对岩溶地下水与周围联系的研究意义，首先是分析地表水与地下水的关系，探讨土壤水与地下水的动力联系，以及地下水与岩石裂隙的相关性，从而讨论地下水对地质作用、地层岩石类型、人类地下活动的指示作用。目前，对地下水在微观方面的研究集中于通过暴雨事件的监测从直观上评价水中溶质成分、水质状况、水文响应等零散内容，宏观上则侧重水环境在生态上的影响。总体上看，对此缺乏系统的研究，而探究溶质运移规律恰好可以弥补这一状况。

 

　　３．１岩溶水水质对地质的指示意义

 

　　岩溶地下水特殊的系统决定其具有特殊功能，同位素氮元素可以监测水中含有的氮的来源，可以得到土壤与地下水的关系，土壤中的Ｃ／Ｎ反映土壤肥力，水中的碳、氮含量则可估算出植物元素利用率，进而研究溶质运移的规律。水中含有的金属离子可以预测周围的矿产资源。人工补给和人工排水会对地下水水质水量产生影响，存在离子交换吸附作用以及氧化还原作用，人工补给和人工排水参与到地下水循环中，对局地甚至整个地下水系统均有可能产生影响。因此无论是在自然状态还是在人类参与下对地下水的长期监测都具有深远意义。

 

　　３．２各向异性含水介质的运移对比研究

 

　　水体中的营养元素在研究溶质运移上的方法备受关注。采矿抽水会使土壤和水体营养盐迅速流失；磷、氮肥的施用，导致磷（或硫）进入地下水环境是化学风化释放的４倍多，因此会引起这些元素的二次沉降。

 

　　土壤圈和岩石圈的碳酸盐是地球系统的最大碳库，大量的碳酸盐只是在库与库之间进行简单迁移［２２，２３］，而迁移伴随着沉降与释放的过程。流域排泄量是影响岩溶碳汇的主要因素，且同时受水中ＨＣＯ３－质量浓度的控制［２４］。了解碳的迁移和变化规律成为深入理解全球碳循环乃至全球变化的重要方向。用碳同位素示踪，地表水与地下水ＤＩＣ浓度和δ１３ＣＤＩＣ值时空变化，李廷勇等［２５］通过对碳同位素在芙蓉洞洞穴系统植被－土壤－基岩－洞穴滴水－洞穴现代沉积物运移过程的系统研究，得出碳同位素（δ１３Ｃ）在芙蓉洞洞穴内外的植物－土壤（有机碳）－洞穴滴水的运移中表现出大１１‰的逐级富集效应。用氮同位素跟踪氮元素的来源，可得知岩溶水中ＮＯ３－的形成主要与区内人类活动和降雨有关，受居民生活污水或粪便的影响洞穴裂隙水具有较高的ＮＯ３－浓度和δ１５Ｎ（ＮＯ３）值。植物的Ｃ／Ｎ、Ｃ／Ｐ可以反映植物对养分利用效率， 氮和磷又会控制植物碳生产、养分吸收以及植物向土壤归还有机物质与养分， 土壤碳氮比可反映土壤碳、氮的耦合关系， 地下水中的有机物绝大多数来自于土壤，运用Ｃ／Ｎ、Ｃ／Ｐ在各不同含水介质的规律评价土壤、水环境的质量水平，并因此成为衡量土壤－地下水中有机物运移的重要标准。

 

　　地表径流（土壤渗透水）水化学特征除ＮＯ３－以外，其他离子浓度均表现出植被覆盖坡地高于受干扰坡地的特征，不同含水介质中溶质的迁移转化过程、规律和运移速率是不同的，岩溶地下水含水介质包括管道型、裂隙型和孔隙型。水动力尺度大小决定溶质运移的特性，孔隙尺度、宏观尺度的机械弥散也会因溶质差异产生速度差异，管道型的溶质运移快，变化迅速易被污染也容易及时排出污染物，孔隙型岩溶水因运移稳定，因此对污染物的净化也缓慢，裂隙水居于其中。水流速度不同，其所携带的溶质浓度也会不同，可能形成波状扩散晕，但具体的特征需要进一步研究。

 

　　不同坡面的土壤渗透水的大多数离子均表现出不同程度的随时间推移浓度变化的趋势，这是由水在土壤中的滞留时间逐渐增加所致［２６］。土壤的质地、空隙结构所决定的土壤渗透率与时间大致成正相关关系。土壤渗透率直接表现出土壤淋溶作用的强弱。用模拟模型研究溶质运移问题在国内外备受关注，在土壤与地下水之间进行相关研究已成为大势所趋。

 

　　３．３加强人类活动与地下水的影响研究

 

　　对于封闭性较好的岩溶槽谷区可通过定量数据与定性描述并与具体图形相结合的形式对比探索3种含水介质与土壤间的联系与区别，以期给生态建设提供合理建议。①调查当地居民和单位的用水量。②岩溶含水层各向异性的存在，抽水会造成地下水升降变化，采矿量越大，排水量越大，且会直接排泄岩溶水，要对3种不同含水介质的排水量和流量监测、计算，因此对抽水量与地下水流量进行相关分析，得出相关系数。③选用合适的示踪剂研究不同含水介质的示踪运移影响带溶质运移变化情况，测定同一条件下裂隙水、孔隙水和管道水的渗流速度，同一岩溶形态单元进口段、混渗过渡段、均匀扩散段、出口段的示踪剂弥散特性。④分别测定土壤和水体的有机物成分、含量（或浓度）、Ｃ／Ｎ，在计算机软件条件下绘制各溶质浓度等值线、水中矿化度的变化，找出各溶质的分布规律、运移规律，最后选取模型对运移过程进行模拟。⑤将岩溶含水介质统一于上覆土壤、岩层、底泥的三维空间中。

 

　　３．４全球变化对水环境质量影响的研究进展

 

　　生化反应速率、生态效应及补偿机制等过程是水循环伴随的效应，全球变化直接的表现即在水循环过程中，人工引水和煤矿开采排水都会改变原有的补排机制，为了防止先破坏后补救情况的出现，应有一定的预防措施。首先要加强水资源管理，２０１０年国务院１号文件提出“统筹利用地表水和地下水资源”。当务之急，先明确研究区地质结构，计算区域水环境生化反应速率，将黑箱结构转化为玻璃结构。其次，在表层带、岩溶含水构造带间建立与溶质运移、生态效应有关的模型，构造出人类活动影响下植被—土壤—地下水的系统演变过程，进而对未来全球变化下的人类生存提供参考意见，建立在土壤—植被—大气大尺度界面上的水分运移过程模型。再次，掌握区域岩溶水系统的水循环规律及在极端气候条件下的可持续性，可考虑与ＧＩＳ结合建立水文地质信息系统从而在技术手段上有新的突破，建立合理的生态补偿机制。

 

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