西南地區(qū)典型巖溶地下水系統(tǒng)污染模式

盧麗 王喆 裴建國 鄒勝章 林永生 樊連杰

摘要：巖溶地下水資源是西南地區(qū)社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，西南地區(qū)巖溶地下水污染問題也日益凸顯，直接威脅當(dāng)?shù)厝罕姷慕】蛋踩?，已成為社會熱點。以西南地區(qū)典型巖溶地下水系統(tǒng)污染實例為研究對象，通過分析每個巖溶地下水系統(tǒng)污染實例的水文地質(zhì)條件、污染源特征、污染物遷移規(guī)律及污染危害等方面，歸納總結(jié)西南地區(qū)典型巖溶地下水系統(tǒng)污染模式，分為四種：間歇型入滲污染、持續(xù)型入滲污染、灌入型污染和越流型入滲污染。該項研究便于識別污染物的運移特征及規(guī)律、掌握污染范圍和污染程度，為西南巖溶地區(qū)地下水污染物的防治工作提供重要的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：西南地區(qū);巖溶地下水系統(tǒng);污染模式

中圖分類號：X82;P642文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：盧麗

Study on pollution model of typical karst groundwater system in area of southwest China

LU Li，WANG Zhe，PEI Jianguo，ZOU Shengzhang，LIN Yongsheng，F(xiàn)AN Lianjie

（Institute of Karst Geology of CAGS / Karst Dynamics Laboratory of MLR，Guilin 541004，China）

Abstract：Karst groundwater resource is an important guarantee for the social and economic development in southwest China.With the continuous acceleration of urbanization process，the problem of karst groundwater pollution in southwest China is becoming increasingly prominent.Posing direct threats to the health and safety of the local people，it has become a hot social issue.In this paper，we studied the typical karst groundwater system pollution cases in southwest China.Through the analysis of the hydrogeological conditions，characteristics of pollution sources，law of pollutant migration，and pollution harm of each karst groundwater system，we summarized the typical karst groundwater system pollution models in southwest China，including intermittent infiltration pollution，continuous infiltration pollution，pouring pollution and leakage infiltration pollution.This study can help researchers to better identify the characteristics and laws of pollutants transport，and more accurately grasp the scope and extent of pollution.It can provide important reference for the prevention and control of groundwater pollutants in karst areas in southwest China.

Key words：southwest China;karst groundwater system;pollution models

西南地區(qū)巖溶地下水資源是當(dāng)?shù)厣鐣徒?jīng)濟(jì)發(fā)展的基石，更是生態(tài)明文建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展的重要保障。隨著西南巖溶地區(qū)城市化進(jìn)程的加快，人口及經(jīng)濟(jì)規(guī)模得到快速發(fā)展，人類活動對巖溶地下水水質(zhì)影響也日趨增強[1-2]。西南地區(qū)巖溶發(fā)育強烈，含水介質(zhì)包括了孔、隙、縫、管、洞等多種類型，非均質(zhì)性強，三水轉(zhuǎn)化迅速，且地表缺少足夠厚度的土壤防護(hù)層，這使得污染物在缺少過濾作用下直接滲入或灌入含水層中，極易產(chǎn)生地下水污染[3]。近年來，西南巖溶地區(qū)水質(zhì)有逐漸惡化趨勢，水安全事件頻發(fā)，如何保護(hù)好巖溶地下水，使其避免成為“地下排污管道”，已成為當(dāng)?shù)卣拖嚓P(guān)學(xué)者高度關(guān)注的熱點。

目前有關(guān)巖溶地下水污染研究多集中在污染物的分布特征、成因解析、污染途徑、評價方法（包括質(zhì)量評價、污染評價和風(fēng)險評價等）等方面的研究。其中在污染物分布特征研究方面，王喆等[4]利用廣西城市近郊型地下河水中多環(huán)芳烴的質(zhì)量濃度、組成和分布，并對其進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險評價;樊連杰等[5-6]分析了廣西紅水河中下游地區(qū)的地球化學(xué)特征及地下水重金屬分布規(guī)律;楊秀麗等[7]和李營剛等[8]則根據(jù)不同時期的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，開展了貴陽市和重慶金佛山的巖溶地下水的水質(zhì)變化特征分析。在成因解析研究方面，盧麗等[9]、林永生等[10]、曹敏等[11]、王喆等[12]同時利用因子分析法分別總結(jié)了紅水河流域地下水、重慶金佛山表層巖溶水以及廣西桂林寨底地下河的水質(zhì)影響因素;盧麗等[13]和陳立華等[14]則根據(jù)污染物的成分組成數(shù)據(jù)，結(jié)合各自研究區(qū)污染源特征，開展污染物的成因分析。在污染途徑研究方面，何愿等[15]雖然總結(jié)出了桂江流域地下水污染途徑的五種類型，但這五種類型僅以巖溶地貌進(jìn)行劃分，缺少污染物遷移規(guī)律、污染源特征等機(jī)理方面的研究，劃分體系較為籠統(tǒng);張江華等[16]和張軍以等[17]則從污染源方面分析了巖溶地下水污染途徑，但分析不夠全面。對于巖溶地下水評價方法的研究，大多數(shù)學(xué)者采用已有的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)或數(shù)學(xué)模型進(jìn)行評價，如曾紅曉等[18]和李錄娟等[19]分別根據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》和《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》在貴州省內(nèi)進(jìn)行了地下水質(zhì)量評價;鄢貴權(quán)等[20]利用集中參數(shù)模型和分布參數(shù)模型，對貴州典型巖溶區(qū)地下水污染進(jìn)行了評價，評價效果較好;李燕妮等[21]、郭永麗等[22]和崔亞豐等[23]則采用層次分析法、評價模型等多種方法，開展了不同巖溶地區(qū)的水污染風(fēng)險評價，為當(dāng)?shù)貛r溶地下水的保護(hù)和管理提供了依據(jù)。

綜上所述，目前大部分學(xué)者雖然試圖從污染物的分布特征、成因解析、污染途徑等方面去總結(jié)巖溶地區(qū)地下水遷移規(guī)律，但由于各自研究方向較為單一，無法形成系統(tǒng)的污染模式體系。偶有少數(shù)學(xué)者涉及巖溶地下水污染模式體系研究，也只對某一特定巖溶地區(qū)或某一特定污染模式開展研究，如莫美仙等[24]提出了滇東斷陷盆[HJ2.06mm]地地下水污染的水文地質(zhì)模式，該模式雖有一定代表性，但僅在滇東地區(qū)適用，無法在整個西南巖溶地區(qū)進(jìn)行推廣;袁偉等[25]雖也提出了污染模式，但僅通過不同水體（地表水體、包氣帶和地下水）進(jìn)行模式劃分，未考慮污染物遷移、含水介質(zhì)結(jié)構(gòu)等方面，分析不夠全面，劃分較為籠統(tǒng);丁堅平等[26]僅側(cè)重研究了巖溶地區(qū)滲漏污染模式，雖研究較為深入，但其他類型模式未提及，無法形成較為完整的西南巖溶地區(qū)地下水污染模式體系。

因此，建立合理的巖溶地下水污染模式，既可以從宏觀層面上反映巖溶地區(qū)污染物的運動規(guī)律，又可以為巖溶地區(qū)開展地下水污染防治提供依據(jù)，做到有的放矢。本文通過對典型巖溶地下水系統(tǒng)的污染情況進(jìn)行解析，總結(jié)該地區(qū)具有代表性的水文地質(zhì)污染模式，形成較為完整的西南巖溶地區(qū)地下水污染模式體系，可以更好識別污染物的運移特征及規(guī)律，對西南地區(qū)巖溶地下水污染物的防治工作具有重要的借鑒意義。

1研究區(qū)概況

西南地區(qū)范圍為東經(jīng)100°40′-114°20′，北緯21°09′-31°01′，包括云南、貴州、廣西、湖南、湖北、重慶、四川和廣東8個省（區(qū)、市），該地區(qū)總?cè)丝诔^4億人，人口與資源矛盾突出，巖溶分布面積78萬km.2。西南地區(qū)屬于濕熱多雨亞熱帶氣候，年平均氣溫14～26 ℃、多年平均降水量1 100～2 300 mm，每年 4月-9月為汛期。區(qū)內(nèi)珠江和長江兩大流域為重要補給和徑流區(qū)，總的地勢西高東低，從西到東從巖溶高山峽谷到低山丘陵，從巖溶高原到峰林平原，各種巖溶地貌均有分布。

巖溶地層以碳酸鹽巖為主，總厚可達(dá)3 000～10 000 m，以寒武系、泥盆系、石炭系、二疊系及中、下三疊系為主。受地形地貌和巖溶條件的控制，西南地區(qū)地表水和地下水在空間上分布極不均勻，地下巖溶含水介質(zhì)以管道和溶蝕孔隙為主，具有高度不均勻一性，含水巖組分為巖溶水、基巖裂隙水和松散巖類孔隙水三種類型。根據(jù)巖溶地下水的出露條件，巖溶地下水系統(tǒng)可劃分為四大類，即地下河系統(tǒng)、巖溶泉系統(tǒng)、集中排泄帶巖溶地下水系統(tǒng)、分散排泄巖溶地下水系統(tǒng)。

本文所選研究區(qū)共四個，分別為廣東連州湟白水地下河系統(tǒng)、云南個舊地下河系統(tǒng)、貴州息烽交椅山地下河系統(tǒng)和廣東廣花盆地巖溶地下水系統(tǒng)，其位置分布見圖1。

1.1廣東連州湟白水地下河系統(tǒng)概況

廣東湟白水地下河系統(tǒng)為連州盆地西部巖溶水系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)。地下河出口位于清遠(yuǎn)市連州市湟白水村，距連州市區(qū)約為7 km，地下河主干管道長約3.0 km，匯水面積約為16.41 km.2。系統(tǒng)內(nèi)部以碳酸鹽地層為主，巖性主要為D2d、D3r、C1l和C1s厚層灰?guī)r，巖溶發(fā)育強烈，形成了大量的漏斗、落水洞以及巖溶洼地等巖溶形態(tài)。除西側(cè)碎屑巖山區(qū)外，其它地帶無常年性地表水體，地表干旱缺水。系統(tǒng)主要受大氣降雨補給，并可能存在少量的側(cè)向補給，地下河流量對降雨的響應(yīng)較為迅速，地下水自北西往南東徑流，在湟白水村地下河出口處集中排泄進(jìn)入三江河，后匯入連江（圖2）。系統(tǒng)內(nèi)地下水化學(xué)類型以HCO3-Ca型為主，HCO3-Mg·Ca型和Cl-Ca型雖有出現(xiàn)，但均為局部點狀分布，分布面積小。系統(tǒng)內(nèi)的K.++Na.+和Cl.-濃度呈逐年減少趨勢，但pH值、Ca2+、SO42-、TDS和三氮的濃度卻逐年升高，其中三氮濃度升高速度最快，超標(biāo)現(xiàn)象明顯。

經(jīng)野外調(diào)查，系統(tǒng)內(nèi)污染源包括4個養(yǎng)殖場、1個洗礦場和1個垃圾填埋場。洗礦場和垃圾填埋場均位于上游銅鑼營洼地內(nèi)，露天堆放無遮擋，大氣降雨對其淋濾產(chǎn)生污染溶液，通過巖溶裂隙入滲污染地下河系統(tǒng)。該地下河屬于城市近郊型地下河系統(tǒng)類型，代表了以農(nóng)業(yè)非點源污染與生活污染為主的復(fù)合污染類型地區(qū)。

1.2云南個舊地下河系統(tǒng)概況

云南個舊地下河系統(tǒng)位于個舊市區(qū)至水頭村區(qū)域內(nèi)，地下河出口距個舊市區(qū)13 km，系統(tǒng)面積50 km.2（圖3）。地貌以峰叢洼地為主，地勢南高北低，地表水系不發(fā)育。系統(tǒng)內(nèi)區(qū)內(nèi)主要出露地層為下三疊統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組（T2y）、中三疊統(tǒng)個舊組（T2g）、中三疊統(tǒng)法郎組（T2f），巖性主要為中厚層狀泥晶灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖等。系統(tǒng)東、南、西三側(cè)邊界為地下水分水嶺邊界、北側(cè)邊界為地下水排泄邊界，地下水由南向北徑流，在徑流過程中，經(jīng)歷了多次地表水與地下水間的轉(zhuǎn)換過程，最終在水頭村集中排出地表。系統(tǒng)內(nèi)地下水化學(xué)類型以HCO3-Ca為最多，占75.7%，其次為HCO3-Ca·Mg型。巖溶水中HCO3..-、Ca2+、Mg2+含量均占明顯優(yōu)勢，SO4.2-、Cl.-、Na.+、K.+濃度多在20.0 mg/L以下，整體表現(xiàn)出以弱酸、堿土金屬離子為主的化學(xué)特征。

系統(tǒng)上游地區(qū)有多個礦山企業(yè)，主要以錫礦為主。截止2015年底，個舊礦區(qū)內(nèi)已修建尾礦庫約有30個，其中個舊地下河系統(tǒng)內(nèi)上游有團(tuán)山、管家山、大它沖三個尾礦庫，這些尾礦庫多建于1988年以前，均存在較為嚴(yán)重的尾礦庫滲漏現(xiàn)象，尾礦水滲漏入地下后進(jìn)入巖溶地下水系統(tǒng)造成水質(zhì)污染。該地下河屬于能源工業(yè)區(qū)地下河系統(tǒng)類型，代表了以礦山開采為主的內(nèi)源性污染類型地區(qū)。

1.3貴州息烽交椅山地下河系統(tǒng)概況

貴州息烽交椅山地下河系統(tǒng)位于養(yǎng)龍司向斜的核部，流域面積65 km.2。向斜核部出露地層為三疊系中統(tǒng)松子坎組（T2s）、下統(tǒng)茅草鋪組（T1m），翼部為三疊系下統(tǒng)夜郎組（T1y.3）。松子坎組（T2s）巖性為泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)泥巖，含水性和透水性較差，具有相對隔水性能;茅草鋪組（T1m）巖性為白云質(zhì)灰?guī)r，富水性強，為系統(tǒng)內(nèi)主要含水層;夜郎組（T1y3）巖性為紅色泥巖，透水性差，為隔水層。上述地層結(jié)構(gòu)構(gòu)成了一個具有完整隔水底板、局部存在隔水頂板、中部為巖溶強含水層的向斜儲水構(gòu)造。茅草鋪組（T1m）巖溶含水層中發(fā)育了一條地下河，匯集向斜核部地下水從南向北徑流，最終集中排入烏江（圖4）。系統(tǒng)內(nèi)地下水化學(xué)類型以HCO3·SO4-Ca型和HCO3·SO4-Ca·Mg型為主，受人類活動影響，系統(tǒng)內(nèi)地下水中硫酸根離子濃度明顯偏高，尤其在補給區(qū)內(nèi)SO42-濃度超標(biāo)嚴(yán)重。

系統(tǒng)上游的磷石膏庫區(qū)為主要污染源，該庫區(qū)為某磷化工企業(yè)產(chǎn)品的尾渣庫，磷石膏為該企業(yè)產(chǎn)品的尾渣，排放方式為濕排，廢液中：總磷為2 635.0mg/L、F-為5 961.0 mg/L、SO4.2-為3 073.0 mg/L，pH為1.29。該地下河屬于化學(xué)工業(yè)區(qū)地下河系統(tǒng)類型，代表了以化工企業(yè)為主的內(nèi)源性污染類型地區(qū)。

1.4廣東廣花盆地巖溶地下水系統(tǒng)概況

廣花盆地地下水系統(tǒng)自北東向南西傾斜，盆地內(nèi)水系發(fā)育。廣花盆地是新生代沉降區(qū)，第四系松散層厚30～40 m，上部多為黏土，一般厚5～7 m，但分布不連續(xù)，不構(gòu)成統(tǒng)一隔水層;下部為砂、砂礫、礫石層，厚2～36 m，含水較豐富;石炭系石蹬子段、壺天群和二疊系陽新群隱伏于平原中，巖性為灰?guī)r、大理巖化灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r等（圖5）。盆地內(nèi)發(fā)育

北東東、北西西向兩組平移斷層，是巖溶水的富集通[CM（22]道。水位埋深一般小于3 m，曾是良好的供水水源地。水化學(xué)類型為HCO3..--Ca型，系統(tǒng)內(nèi)整體水質(zhì)較差，I.-、As、Pb、Hg等指標(biāo)超標(biāo)嚴(yán)重。淺層第四系地下水較差，主要為農(nóng)藥化肥施用導(dǎo)致的面源污染所致。巖溶地下水水質(zhì)優(yōu)于第四系水質(zhì)，但仍然劣于區(qū)域巖溶地下水水質(zhì)的平均水平。

系統(tǒng)內(nèi)污染源分布較為分散，數(shù)量眾多，類型較為復(fù)雜，包含有污水處理廠11個、紡織印染廠14個、規(guī)?；B(yǎng)殖場1個、五金電鍍廠11個、醫(yī)藥化工企業(yè)5個。這些污染源產(chǎn)生了各種工業(yè)垃圾、工業(yè)廢污水、生活污水等污染物，污染物經(jīng)降雨的淋濾滲入第四系孔隙水含水層。該系統(tǒng)屬于埋藏型巖溶地下水系統(tǒng)，代表了以生活污染和工業(yè)污染為主的復(fù)合污染類型地區(qū)。

2研究方法

本研究采用野外調(diào)查和采樣測試相結(jié)合的方法[CM（22]對典型巖溶地下水系統(tǒng)污染實例進(jìn)行分析，進(jìn)而總結(jié)和歸納不同類型的巖溶地下水污染模式。

2.1野外調(diào)查

野外調(diào)查按照《地下水污染調(diào)查評價規(guī)范》（DZ/T0288-2015）等技術(shù)要求執(zhí)行，以巖溶水系統(tǒng)作為基本調(diào)查單元，采用線路追索法和穿越法，重點開展系統(tǒng)內(nèi)水文地質(zhì)、污染源以及土地利用等方面調(diào)查。水文地質(zhì)調(diào)查，重點是核查巖溶水點的地貌特征、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖溶發(fā)育、地下水補、徑、排特征、開發(fā)利用歷史與現(xiàn)狀等。污染源調(diào)查，以收集、整理研究區(qū)污染源資料為主，對重要污染源或重要潛在污染源應(yīng)進(jìn)行補充野外調(diào)查;調(diào)查污染源的類型、空間分布特征，重點核查污染源的位置、類型、性質(zhì)、規(guī)模及排放處置情況，以及周邊環(huán)境情況。土地利用調(diào)查，以收集資料為主;重點核查土地利用現(xiàn)狀、歷史和規(guī)劃，核查生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀、歷史和規(guī)劃。

2.2采樣測試

本研究中野外采樣點的布設(shè)、采樣點的數(shù)量按照《地下水污染調(diào)查評價規(guī)范》（DZ/T 0288-2015）、《區(qū)域地下水污染調(diào)查評價技術(shù)要求》及《巖溶地下水污染地質(zhì)調(diào)查評價技術(shù)要求》中的技術(shù)要求執(zhí)行。水樣的采集、保存、運輸與測試均按《水質(zhì)采樣技術(shù)指導(dǎo)》（GB 12998-91）、《水質(zhì)采樣樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定》（GB 12999-91）、《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法》（GB 5750-2006）等規(guī)范的要求執(zhí)行。地下水水質(zhì)評價按照《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848-2017）的要求執(zhí)行。測試指標(biāo)為30項，包括pH、總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽、氯離子、鐵、錳、銅、鋅、鋁、耗氧量、氨氮、鈉、鎂、鈣、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氟化物、碘化物、汞、砷、硒、鎘、鉻（六價）、鉛、三氯甲烷、四氯化碳、苯、甲苯、總磷。四個巖溶地下水系統(tǒng)的采樣時間統(tǒng)一設(shè)定為2015年12月，其中由于廣東連州湟白水地下河系統(tǒng)需要開展不同季節(jié)污染對比分析，其增加了一次的暴雨后采樣，時間為2015年7月。

3結(jié)果與分析

3.1廣東連州湟白水地下河系統(tǒng)污染分析

系統(tǒng)內(nèi)污染源（包括養(yǎng)殖場、洗礦場、垃圾填埋場等）通過降雨入滲地下河系統(tǒng)，這種情況在大雨或暴雨后尤其明顯，地下河出口處水體顏色由無色變?yōu)楹谏?。通過對比暴雨后和長期干旱兩個時期的地下河出口的樣品測試數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)降雨后出口水質(zhì)明顯變差，其中氨氮濃度由0.02 mg/L升高至2.32 mg/L，增長近100倍，由Ⅰ類水變?yōu)棰躅愃?耗氧量濃度由0.95 mg/L升高至10.05 mg/L，增長近10倍，由Ⅰ類水變?yōu)棰纛愃?其他三氮指標(biāo)濃度也明顯升高，如NO3..-由21.36 mg/L升高至75.33 mg/L、NO2..-由0.21 mg/L升高至1.88 mg/L。氨氮和耗氧量濃度的驟升與上游垃圾填埋場的類型相吻合（生活垃圾填埋場）。由此可見，湟白水地下河系統(tǒng)在長期干旱無雨季節(jié)，地下河水質(zhì)受上游污染源的影響較小，經(jīng)過一定時間的水循環(huán)，地下河水質(zhì)可達(dá)飲用水標(biāo)準(zhǔn);但在雨季，尤其是暴雨后，系統(tǒng)內(nèi)水質(zhì)受上游污染源影響較大。

此類型地下水污染程度與降雨量大小、降雨時間長短，以及巖溶含水層的厚度、巖性、滲透性等有關(guān)，且該類型污染雨季和旱季差異較大，雨季一般較為嚴(yán)重，而旱季多為輕度污染或未污染，污染動態(tài)屬于間歇型污染。

3.2云南個舊地下河系統(tǒng)污染分析

系統(tǒng)上游地區(qū)的尾礦庫多建于1988年以前，均存在較為嚴(yán)重的尾礦庫滲漏現(xiàn)象，尾礦水滲漏入地下后進(jìn)入巖溶地下水系統(tǒng)造成水質(zhì)污染。對地下河出口（Gj-58）及地下河管道兩側(cè)泉點（Gj-62、Gj-68）進(jìn)行測試分析，測試結(jié)果表明，三個出水點水質(zhì)為Ⅳ類-Ⅴ類，水質(zhì)影響指標(biāo)為Mn、As、NH4..+、Zn、Cd、Cl.-、Pb（Mn：0.44 mg/L、As：0.06 mg/L、NH4..+：1.21 mg/L、Zn：6.30 mg/L、Cd：0.03 mg/L、Cl.-：268.23 mg/L、Pb：0.19 mg/L），其中毒重金屬Pb、Zn、Cd和As的濃度均達(dá)到中度污染程度。從水質(zhì)影響指標(biāo)和污染程度可以看出，系統(tǒng)內(nèi)水質(zhì)變差與上游尾礦庫的持續(xù)滲漏密切相關(guān)。

該類型地下水污染程度與污染源滲漏范圍及滲漏量，以及巖溶含水層滲透性、厚度等有關(guān)，與降雨關(guān)系不明顯，污染動態(tài)屬于持續(xù)型污染，受季節(jié)變化影響較小。

3.3貴州息烽交椅山地下河系統(tǒng)污染分析

系統(tǒng)上游的磷石膏庫建在向斜核部松子坎組（T2s）地層分布區(qū)，場址選擇的原意是利用松子坎組（T2s）地層的隔水性能作為庫區(qū)的防滲隔水層，并利用負(fù)地形的優(yōu)勢作為庫容。但是，由于庫區(qū)T2s地層厚度較薄，且下伏茅草鋪組（T1m）地層的巖溶極為發(fā)育，庫區(qū)使用4 年后，在磷石膏的重壓以及酸性水的浸泡和侵蝕下，庫區(qū)T2s地層底板發(fā)生巖溶塌陷，導(dǎo)致大量的磷石膏和廢液直接灌入地下河管道，造成了地下河系統(tǒng)嚴(yán)重的污染，當(dāng)時廢液滲漏量高達(dá)353.27 m.3/h。由于地下河出口緊鄰烏江，造成烏江嚴(yán)重污染，使得出口以下烏江水從清澈變成乳白色。經(jīng)采樣檢測，目前出口下游烏江水中pH、總磷、F.-、SO4.2-等指標(biāo)仍嚴(yán)重超標(biāo)，其中pH為9.32，總磷為47.30 mg/L，F(xiàn).-為36.42 mg/L，SO4.2-為463.59 mg/L。

該類型污染多發(fā)生在巖溶管道發(fā)育區(qū)，污染物通過落水洞、天窗等直接注入地下河管道，污染動態(tài)屬于灌入型污染。

3.4廣東廣花盆地巖溶地下水系統(tǒng)污染分析

由于廣花盆地內(nèi)工業(yè)發(fā)達(dá)，工業(yè)用水需求強烈，因此在盆地內(nèi)部建有機(jī)民井40余口，主要為機(jī)井開采。由于開采井過密，開采強度大，形成了區(qū)域性的地下水位降落漏斗。降落漏斗的出現(xiàn)改變了原有地下水的補、徑、排條件，加大了孔隙水和巖溶水的水力梯度，增加了孔隙水越流補給下伏巖溶含水層的強度，使得孔隙含水層中的污染物逐漸入滲補給巖溶含水層。對系統(tǒng)內(nèi)27個機(jī)井進(jìn)行采樣測試，結(jié)果顯示系統(tǒng)內(nèi)水質(zhì)較差，水樣中無Ⅱ類水，Ⅲ類水僅有7個，Ⅳ類水有14個、Ⅴ類水有6個，污染因子主要為I.-、As、Pb、Hg（I.-：0.73 mg/L、As：0.07mg/L、Pb：0.18 mg/L、Hg：0.0028 mg/L），其中I.-、As超標(biāo)是由農(nóng)藥化肥施用導(dǎo)致的面源污染造成的，Pb、Hg超標(biāo)則是由五金電鍍廠和紡織印染廠隨意排放引起的點源污染造成的。

該類型污染發(fā)生在雙層結(jié)構(gòu)的地下水系統(tǒng)中，污染過程較為緩慢，污染入滲方向為垂直方向，污染動態(tài)屬于越流型入滲污染。

4討論

根據(jù)污染源特征、污染過程、含水層結(jié)構(gòu)及含水介質(zhì)特征等，西南地區(qū)巖溶地下水系統(tǒng)污染模式可以歸納為4種類型：間歇型入滲污染、持續(xù)型入滲污染、灌入型污染和越流型入滲污染。

（1）間歇型入滲污染。主要發(fā)生在裂隙型或管道型巖溶含水層中，污染物在降雨的淋濾作用下通過巖溶裂隙入滲含水層或巖溶管道內(nèi)，造成巖溶地下水污染（圖6）。該模式受降雨影響明顯，降雨前后水質(zhì)差異較大;如缺少降雨外因，經(jīng)過長時間地下水循環(huán)，該模式污染可自行修復(fù)，水質(zhì)逐漸變好。該污染模式主要分布在巖溶較發(fā)育但土壤層較厚的巖溶含水系統(tǒng)內(nèi)。

（2）持續(xù)性入滲污染。主要發(fā)生在裂隙巖溶含水層中，污染物在系統(tǒng)上游通過巖溶裂隙持續(xù)性入滲巖溶地下水系統(tǒng)中，造成巖溶地下水污染（圖7）。該模式與污染源的滲漏量相關(guān)，但受季節(jié)變化影響較小;如不做好污染源防滲措施，該模式污染不可自我修復(fù)，水質(zhì)始終較差。該污染模式主要分布在巖溶較發(fā)育但土壤層較薄的巖溶含水系統(tǒng)內(nèi)。

（3）灌入型污染。主要發(fā)生在管道型巖溶含水層中，污染物通過落水洞、地下河入口、天窗等直接灌入地下河管道中，造成地下水污染（圖8），該模式中污染速度快、規(guī)模大、污染物集中、污染程度高，極易引發(fā)大規(guī)模的飲用水安全事件。該污染模式主要分布在消水洞、天窗附近有污染源的管道型巖溶含水系統(tǒng)內(nèi)。

（4）越流型入滲污染。主要發(fā)生在雙層結(jié)構(gòu)地下水系統(tǒng)中，上層為孔隙水含水層，下層為巖溶水含水層（圖9），受污染的上覆孔隙水通過越流補給的方式進(jìn)入下伏的巖溶含水層中，該模式中污染速度緩慢，污染方向以垂向為主。該污染模式主要分布在埋藏型巖溶地下水系統(tǒng)內(nèi)。

上述污染模式會隨著污染源特征、污染過程、含水層結(jié)構(gòu)及含水介質(zhì)特征等條件發(fā)生改變而變化。在間歇型入滲污染模式和持續(xù)性入滲污染模式中，污染過程的改變（間歇性污染或持續(xù)性污染）會直接導(dǎo)致兩種模式的相互轉(zhuǎn)化。含水層結(jié)構(gòu)及含水介質(zhì)特征的變化也會改變污染模式，如在間歇型入滲污染模式中，如果發(fā)生巖溶塌陷，污染物可能直接進(jìn)入管道造成污染，則該模式變?yōu)楣嗳胄臀廴灸Ｊ?。污染源分布特征的變化同樣會改變污染模式，如在灌入型污染模式中，污染源從天窗或消水洞移至他處，則該模式可能會變?yōu)槿霛B污染模式。

5結(jié)論

通過對污染源特征、污染過程、含水層結(jié)構(gòu)及含水介質(zhì)特征等方面分析，將西南地區(qū)巖溶地下水系統(tǒng)污染模式歸納為4種類型，分別為間歇型入滲污染、持續(xù)型入滲污染、灌入型污染和越流型入滲污染，其中灌入型污染規(guī)模大、速度快、危害廣，而剩余三種模式污染較為緩慢，不易被發(fā)現(xiàn)，但一旦污染則具有不可逆性。

針對目前存在的巖溶地下水污染情況，應(yīng)該采取多種措施進(jìn)行防治：（1）加強巖溶地下水動態(tài)監(jiān)測;（2）加強巖溶地下水環(huán)境保護(hù)宣傳，提高公眾尤其是村民的水環(huán)境保護(hù)意識;（3）調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，關(guān)停巖溶地區(qū)重污染企業(yè);（4）發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)，減少化肥和農(nóng)藥對巖溶地下水的污染;（5）加大農(nóng)村生態(tài)環(huán)境治理，推進(jìn)農(nóng)村垃圾集中處理。

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