岩溶水文地质与旱涝灾害

岩溶地质环境及水文地质特征~

由于地质环境条件、地质作用的变化，必然地导致水土资源、生物生长的适宜性、人类的生产生活环境、生态地质环境问题或灾害类型及活动强度的明显改变。相应地在不同类型的岩溶地质环境条件下，岩溶水的资源特征及生态环境功能，岩溶水源地的类型、水文地质特征，开发技术条件与脆弱性，供水需求等都有所差异。因此，岩溶水资源的开发利用，只有与岩溶地质环境条件相适应，做到因地制宜，才能够实现可持续发展。
服务于岩溶水运动和赋存规律、岩溶水开发技术条件研究的需要，也为了在岩溶水的开发与环境效应评价实践中便于识别，本书以岩溶地貌形态组合及特征为主导标志，结合地形地貌、地质、土壤、气候、水资源、植被等地质环境要素与人居分布及人类活动等社会环境的差异，对泸西小江流域进行岩溶地质环境分类研究，为岩溶水的有效开发实验研究提供地质科学依据。
小江流域岩溶地质环境类型复杂多样，从岩溶水的补给区到排泄区，历经岩溶山地、岩溶槽谷、岩溶丘陵、峰丛洼地、岩溶平坝、岩溶河谷等不同类型的岩溶地貌形态组合单元(图3-2)。

图3-2 泸西小江流或水文地质结构概化图

1—松散土覆盖层；2—表层岩溶带；3—岩溶空隙；4—导水溶洞管道；5—岩溶上升和下降泉；6—岩溶水流向；7—落水洞；8—地表河流及水位；9—地表河流及流向；10—高程点
岩溶山地山高坡陡，气候冷凉，基岩裸露，土层浅薄，分布零散，土壤贫瘠，多属宜林区，耕地多为旱地，以旱作农业为主产业，主要种植玉米、荞、土豆等作物。交通不便，村镇规模小，居住分散。地表岩溶洼地、谷地发育，漏斗、落水洞密布，降水漏失严重，是岩溶水的主要补给区，建库条件极差，水资源严重匮乏。地下岩溶发育极不均匀，岩溶饱水带深埋，导储水空间以洞管为主，岩溶水主要为溶洞管道流，沿暗河有许多漏斗、落水洞与其沟通，岩溶水主要通过这些通道获得补给，岩溶水系统储存调节能力弱，水位流量季节变化剧烈。岩溶水很大一部分以大泉、暗河形式在盆谷底边缘排泄，饱水带岩溶水的开发十分困难，形成了地带性的资源性缺水。农村生活用水、抗旱保苗用水都十分紧缺。但岩溶石山区表层泉出露位置较高，水质良好，开发技术难度小，水量基本能满足岩溶山区分散居住的农村生活及抗旱保苗用水。因此，在饱水带深埋的岩溶石山区具有很大的供水意义和开发价值。
岩溶槽谷、岩溶丘陵、峰丛洼地主要分布于盆地外围山区与盆底平坝之间，气候温和，地势起伏较小，植被覆盖率低，洼地、谷地发育，地形破碎，土层较薄，土壤肥力差，水土流失强烈，石漠化严重，灌溉条件较差，以旱地为主，水田次之，主要种植玉米、荞、土豆、水稻，经济作物和林果种植也较普遍。交通方便，人口稠密，村镇密布。地表落水洞、溶井、脚洞、溶沟溶槽发育，水库渗漏强烈，地下岩溶发育不均匀，岩溶饱水带埋藏较深，导储水空间以洞管隙构成网络，岩溶水为溶洞管道流及溶隙扩散流并存，沟谷、洼地内泉点较多，但流量动态变幅较大。此类地区因地表水严重渗漏、岩溶水埋藏分布不均匀、成井率低形成了工程性缺水。导致农村生活用水、发展种养殖业和庭院经济、抗旱保苗、岩溶石山名特优果林规模经营、生态环境建设用水困难。适宜通过开发隐伏的饱水带和表层带富水块段岩溶水，以解决农村生活和生产用水困难。
盆底沉积平坝地势平坦，气候温和，土层深厚，土壤肥沃，土地连片、平整，水资源较丰富，灌溉条件好，交通方便，最为适宜工农业生产与城镇建设。所以，人口稠密，城镇规模大，分布密集，工厂较多，农业生产发达，是传统的农业主产区。由此也造成了地表水和浅层孔隙水的严重污染，大兴堡一带取样化验分析表明亚硝酸盐超标2925倍，氨氮超标3019倍，细菌超标75倍，大肠杆菌超标800倍以上，造成了严重的水质性缺水，导致农村生活用水困难，周边岩溶台地区旱地的干旱缺水也很严重。该区岩溶水主要是来自周围裸露型岩溶山区的侧向径流，其次有少量的大气降水通过松散覆盖层孔隙的垂向渗透补给。在侧向径流中，一部分来自盆地底面以上上层径流带的岩溶水，以盆地底面为排泄基准，沿盆地边缘形成大泉、暗河排泄；盆地底面以下下层径流带的岩溶水，继续向深部呈近水平二维溶隙扩散流向盆地下游径流，通过盆地南部存在的落水洞和岩溶洞管，向小江峡谷区汇集排泄。大兴堡一带是岩溶水由浅变深，由较均匀的水平二维溶隙扩散流向不均匀的三维溶洞管道流过渡的转换地带，岩溶水埋深逐渐增大，径流逐渐集中。该区岩溶水汇集，且覆盖型岩溶含水层组具有很大的储存资源可以发挥调节作用，允许开采量大，岩溶发育较均匀，是一般供水钻井开发的主要分布区，适宜将大泉或暗河与富水块段联合规划开发，有效调节开发利用岩溶水。
南部岩溶河谷纵坡降大，地形切割深，谷坡陡峻，沟谷发育，植被覆盖率较低，土层浅薄，土地零散，以坡地为主，上游多种小麦、玉米，下游种植柑橘、黄竹等，水土流失强烈，石漠化严重。交通极差，人口稀少，村落稀疏。谷坡之上地表径流很快，岩溶水深埋，空间分布极不均匀，以溶洞管道流为主，在谷底集中排泄，水资源短缺。宜以表层泉开发解决农村生活用水困难。由于小江河谷为全流域地表水和地下水的集中排泄带，水能资源富集，而土地及其他自然资源和环境条件差，因此，适宜建设中小型水电站开发水能资源。
小江流域岩溶水是由大气降水入渗而形成，其上层径流以泉、暗河的形式以泸西盆地底面为排泄基准排泄而转化成地表水，最终汇集于盆地南部通过工农隧洞及落水洞排向小江；下层径流则以小江水面为基准而通过深层径流排泄(图3-2)。流域岩溶水的年平均补给量，减去以泸西盆地为基准的上层径流排泄量及小江流域岩溶水开采利用后的损耗量，应等于小江流域岩溶水的下层径流量。
流域岩溶水均衡方程：
QR-Q1-Q2=QD-Q3
式中：QR—小江流域岩溶水天然补给量(104m3/a)，采用渗入法计算，补给面积取全流域裸露型岩溶面积，降水量取泸西县气象站2003年降水量；Q1—以泸西盆地底面为排泄基准的上层径流排泄量(104m3/a)，采用泉流、暗河流量汇总法，即累加2003年野外调查期间泸西岩溶盆地汇水范围内的所有岩溶水天然出露点的排泄量(实测流量)；Q2—小江流域岩溶水开采利用后的损耗量(104m3/a)，为全流域合计开采量减去退水量，计算公式：Q2=QK(1-tS)，式中：QK为2003年小江流域岩溶水的开采量，tS为退水系数，根据区域经验取0.85；QD—小江河谷岩溶水排泄量(104m3/a)，为未知量；Q3—泸西岩溶盆地南端落水洞、排水隧道地表水2003年的泄流量(104m3/a)。
岩溶水均衡方程左边为小江流域岩溶水总的大气降水渗入、灌入天然补给量，减去以泸西盆地底面为排泄基准的上层径流排泄量，以及小江流域岩溶水开采利用后的损耗量，显然剩余的仅有小江排泄带以上继续作深远程径流的下层径流量；右边为排入流域的最终排泄基准小江河谷的岩溶水总排泄量，包含下层径流量和泸西岩溶盆地南端落水洞、排水隧道吸收的地表水泄流量，显然，当其减去后一项之后，剩余的也仅有下层径流量。所以，方程是成立的，能准确完整地反映小江流域的“三水”转换关系。
选择2003年为均衡年，通过计算，小江流域岩溶水 2003年补给量为 14013.12 104m3/a，上层径流量为6917.89 104m3/a，下层径流量为6124.51 104m3/a(表3-1)，下层径流量占年平均补给量的44%。这一研究成果，首次定量说明了岩溶盆地流域岩溶水开发的资源前景及潜力。

表3-1 泸西小江流域岩溶水均衡计算结果表 单位：104m3/a

（一）评价因子选取
脆弱生态区最重要的特征就是其内部结构的不稳定性和对外界干扰的敏感性。其内部结构的不稳定性与脆弱区生态环境资源因子相关。岩溶环境是地理环境中一个独特的生态环境系统，处于一种碳、水、钙物质能量循环变异极强烈和快速的状态，具有环境容量低、生物量小、生态环境系统变异敏感度高、抗干扰能力弱、稳定性差等一系列的生态脆弱特征。造成岩溶环境脆弱的原因主要表现为：
（1）由于碳酸盐岩的出露造成的成土慢、土层薄、土被不连续使生产力低下；
（2）人口密度大、人口承载力低，造成人粮矛盾、人地矛盾突出；
（3）地形起伏大、植被覆盖率低使水土流失、石漠化严重；
（4）岩溶环境特有的双层水文地质结构引发的严重的旱涝灾害。
为了能够对脆弱性进行客观的评价，必须建立起统一的评价指标体系，并对不同的脆弱区的脆弱程度进行量化，才有可能对全区的岩溶生态脆弱区有一个整体客观的认识。据此，本书从岩溶生态区的主要环境影响因子入手，选择碳酸盐岩出露面积、地貌类型、地形坡度、石漠化程度5个方面共8项影响因子建立评价指标体系（图35），对广西岩溶生态环境的脆弱性进行评价。

图35 广西自治区岩溶区生态环境脆弱性评价指标体系

（二）各评价指标的权重
本课题采用层次分析法确定评价因子的权重，层次分析法（AHP）是由美国数学家（T.L.SE A Y）提出的，是一种定性分析和定量分析相结合的综合评判方法，已在国内外社会、经济、科技等各个领域得到广泛的应用。本次评价是以数位长期从事岩溶研究的专家打分为基础，采用1～9及其倒数的标度方法，构造判断矩阵，用方根法计算判断矩阵的特征根及其特征向量，此特征向量就是各评价因子的重要性排序，也即权系数的分配。计算结果如表77所示。
表77 各项评价指标的权重


（三）G IS支持下的评价指标数据集成
依据在评价体系中设定的评价因子，制作相关的碳酸盐岩分布、地形坡度、地貌类型、石漠化等专题信息图件。然后利用G IS的空间分析功能，将评价因子的专题信息集成到相应的基本评价单元。本次数据集成运算采用栅格结构，为了保证不同的专题数据层面具有良好的空间重合性，各数据层采用统一的坐标系和投影系统。
1.数据图层的生成
地形坡度图层是利用地形等高线构造TIN 模型，再由高程数据模型派生坡度数据集。
数字化碳酸盐岩、地貌类型、石漠化、森林、灌丛覆盖率等矢量图层，并把矢量数据层层转换为栅格数据图层。
2.重分类数据集
由于碳酸盐岩分布、地形坡度、地貌类型、石漠化程度、地下水资源分布为不同量纲的数据集，不具可比性，为了合并这些数据集，需要进行量化处理，重分类数据集。即给它们设置相同的等级体系，这个相同的等级体系就是指每一个单元的脆弱程度。
下面将对碳酸岩盐分布、地形坡度、地貌类型、石漠化程度、地下水资源分布数据集进行重分类，其中，易脆弱的属性赋予较高的值。
重分类碳酸盐岩分布图层数据：对纯灰岩赋值、纯白云岩赋值4，灰岩与白云岩互层赋值3，碳酸盐岩夹碎屑岩赋值2，碳酸盐岩与碎屑岩互层、碎屑岩夹碳酸盐岩赋值1，表明碳酸盐岩的含量越大越脆弱。非碳酸盐岩区赋空值，表示本次计算仅考虑碳酸盐岩区。输出的重分类的数据集将成为新的图层。
重分类坡度数据：对坡度＞35°赋值4,25°～35°赋值3,15°～25°赋值2,5°～15°赋值1,＜5°赋0值。表明坡度越大越脆弱。
重分类地貌类型图层数据，根据不同地貌类型的人口承载力，把地貌类型的脆弱度分为5级：岩溶洼地区赋值4，峰丛谷地、岩溶垄岗赋值3，峰林谷地赋值2，孤峰平原区赋值1，非岩溶区赋值0。
重分类土壤侵蚀强度数据，根据土壤侵蚀程度分类，极度侵蚀赋值5，强度侵蚀赋值4，中度侵蚀赋值3，轻度侵蚀区赋值2，微度侵蚀区赋值1。
重分类石漠化图层数据，根据石漠化程度分类，重度石漠化赋值4，中度石漠化赋值3，轻度石漠化赋值2，微度石漠化区赋值1，非石漠化区赋0值。
重分类森林覆盖度数据，覆盖度＞40%的区赋值0,30%～40%的区赋值1,20%～30%的区赋值2,10%～20%的区赋值3,＜10%的区赋值4。
灌丛覆盖度重分类等级与森林覆盖率相同。
重分类旱涝片数据图层，属于旱涝片的赋值4，旱片赋值2，其他区域赋值0。
3.赋权重合并数据集
重分类后，各个数据集都统一到相同的等级体系之内，根据层次分析法求得的结果，对不同的图层赋权值，然后进行数据集加权合并运算。计算结果数据集显示了各个面元的脆弱程度，值越高表示越脆弱。
4.岩溶生态区脆弱性分级
由于目前对岩溶石山区生态环境脆弱性的分级尚无统一的标准，没有普遍认可的评价依据。依据在评价模型中设定的规则，把评价标准分为潜在脆弱、轻度脆弱、中度脆弱、重度脆弱四个脆弱性等级，计算结果值为α＜0.5为无明显脆弱区，0.5< a≤1.25为轻度脆弱区，1.25＜α≤2.0为中度脆弱区，2.0< a≤2.75为重度脆弱区，α＞2.75为极度脆弱区。
（四）广西岩溶区生态脆弱性评价结果
通过模型运算，即可获得广西岩溶区生态脆弱程度分区信息，结果以图形（见封三，彩图2）的形式输出。广西岩溶区的生态环境脆弱性反映了岩溶区特殊的自然因素与人为活动的综合作用，从脆弱性评价结果看，广西岩溶区生态极度、重度脆弱区面积分别占岩溶区总面积的3%和43%，主要发生纯碳酸盐岩、峰丛洼地地貌及旱涝灾害频繁复合地区。中度脆弱区面积占总面积的44%。由图34可见，脆弱程度高的峰丛洼地地貌县为都安县、大化县、靖西县、南丹县、忻城县、平果县、东兰县、天等县、凌云县、马山县、凤山县、巴马县、环江县等。

本节以广西为例，讨论岩溶区的洪涝和干旱问题及其与水文地质结构的关系。广西地处东亚季风区，地域性降雨量分布和季节性降雨量分配都不均，冬半年易旱，夏半年易涝，夏季虽属雨季，夏旱也时有发生，旱涝交替出现。这与岩溶区复杂多样的地表、地下双层结构关系密切。

4.4.1 广西旱涝灾害概况

4.4.1.1 岩溶洪涝历史概况

广西是我国典型的岩溶区之一，地表岩溶峰林地貌景观发育，地形复杂多样，地下是复杂的岩溶洞穴系统，包括地下河洞穴系统。广西86个市县中，有78个市县分布有碳酸盐岩（包括覆盖型），占广西市县数的93.03%，其中碳酸盐岩分布面积大于30%的岩溶市县45个，占广西市县数的63.95%，这些岩溶市县均有岩溶干旱和洪涝灾害发生，有的县年年发生旱涝灾害。

就广西全区而言，在历史上就有洪涝灾害或水灾的记载。洪涝灾害多发生在两大类地区，一类是大中型河流的沿岸地区，特别是河流的中下游地区；二类是岩溶地貌区，尤其是峰丛洼地区。前者一般称为沿江易涝区，后者称为岩溶内涝区。对于岩溶内涝，1950年以前很少有记载，之后才有一些零星记载，但多数仍以洪涝灾害的形式而记载。据调查，沿江沿河发生洪涝灾害时，岩溶山区亦同时发生内涝灾害，而岩溶山区内涝发生时，沿江沿河不一定发生洪涝灾害。据此认为，广西历史上记载的水灾发生，亦同时发生了内涝灾害。

据广西壮族自治区通志馆“广西各市县历代水旱灾害纪实”，广西从东汉永初元年（107年）对水灾开始有记载，宋代以来，这方面的记载资料就逐渐多了起来，从元代开始水灾的记载相对较为详细，具体统计结果见表4-9。

表4-9 广西历代水灾统计表

全广西，从东汉永初元年（107年）到清末宣统三年（1911年），1804a中有335a发生水灾，平均5.4a发生1a。其中明代平均2.8a发生1a，每年发生1.8次；清代平均1.4a发生1a，每年发生2.8次。但各地情况有所不同，发生频率长短各异。虽然历史资料记载不全，但对我们分析洪涝灾害仍具参考价值。民国时期的38a中，连年发生水灾，平均每年发生8.6次。新中国成立后的1950～1994年的45a中，亦每年发生水灾，平均每年发生30.7次。

从表4-9还可知道，广西的洪涝灾害主要发生在夏季，夏季的洪涝灾害多是由暴雨造成的，夏涝次数占全年洪涝次数的67.63%，其次为春涝，占全年洪涝次数的19.69%，再次为秋涝，占全年洪涝次数的12.63%。洪涝与暴雨有直接关系，但在岩溶峰林地貌分布区，往往是由大量的涌水而形成的。

从地区分布来看，春涝和夏涝比率桂北高于桂南，秋涝的比率桂南最高，桂东次之，桂北和桂西较少。从实际分布来看，不同的地区有其自身的特点。一般来说，洪涝频率高的地区，平均每年洪涝灾害次数也多。就广西全区平均状况而言，6月份发生洪涝灾害的机会最多，占全年洪涝次数的30%，其次是7月份，占21%，5月和8月分别占17%和19%，4月和9月分别占7%和6%。

根据统计资料，1950～1994年，水灾非常频繁，一年中受灾面积愈来愈广，灾情愈来愈重。如与民国时期相比，若以一年受灾市县数占全广西市县数的24%～34%为第一个期限，则民国时期出现洪涝有5年次，1950年后有11年次；若以35.6%～46%为第二个期限，则民国时期只有2年次，而1950年后有9年次。若以阶段性年代发生最多水灾年排列，也发现1950年后水灾市县有加重发展的趋势（表4-10）。1994年5月下旬至7月中下旬，广西先后受到4次大暴雨和特大暴雨的袭击，造成特大洪涝和内涝灾害，受灾市县达84个，是1950年以来受灾面最广的一次。

表4-10 1950年后广西水灾发展趋势

4.4.1.2 内涝灾害

广西岩溶洼地发生内涝是岩溶石山县的普遍问题。据20世纪80年代初的调查资料，碳酸盐岩分布面积大于60%的27个岩溶石山县的洪涝面积达93.27万亩，占耕地面积的8.0%，其中岩溶内涝面积为54.89万亩，占洪涝面积的58.85%。在1000亩以上连片分布较大洼地的内涝面积近20片，如东兰县的三石—巴纳为7000亩、泗孟3000亩、巴马县的西山为4000亩、凤山县的金牙—平乐内涝面积达1.05万亩、凌云县的沙里3000亩、隆安县的布泉1.2万亩、天等县的龙洞—孔民1.5万亩、大新县的福隆8000亩。其余都是数十亩至数百亩的小片内涝地，分布于峰丛洼地之中。又据1990年的统计资料，碳酸盐岩分布面积大于30%的55个岩溶石山县的内涝面积约92万亩，占耕地面积的6%。

岩溶内涝多发生于岩溶洼地中，内涝积水的消泄速度取决于内涝积水深度和积水量，以及地下管道的消泄水能力。一般小面积的洼地，汇水范围小，积水量有限，并有一定消水能力，若发生内涝，一般在2d内即可消退，农作物受灾程度较轻。内涝程度较重的洼地，消水时间亦长，可达3个月以上。如1968年6～8月，东兰县大雨频繁，降雨量为1359.1mm，接近正常年份总降水量，三石区的纳合、巴王、巴造、纳腊等地发生严重内涝灾害，农田受灾面积1.33万亩，被淹没107d，房屋倒塌600多间，公路中断3个月。又如1966年7月上旬，连降大暴雨，凤山县的金牙乡上牙村和下牙村发生内涝，农田被淹3000多亩，70余户民房被淹，内涝时间持续3个月，颗粒无收。

岩溶内涝受降雨的控制，往往是一年发生2～4次，有时发生6次，如1959年5月10～11日，连降80mm以上的大雨，6月份又连降大雨，全月降水量400mm，其中6月13日降水量199mm，8月11～12日又连降大雨，降雨量180mm，马山县古寨乡大面积岩溶洼地被淹，全年农作物受内涝灾害面积62679亩，失收20477亩。又如1985年5月8日至6月9日，乐业县逻西、幼平、新化、马庄等地先后3次暴雨，造成涝灾，降水量分别为77.5mm、159mm和100mm，受灾农田1615亩，造成2个月公路交通中断，冲毁水利设施340多处、房屋两座，影响灌溉面积2841亩，公路塌方1.8万m³，冲垮涵洞34座，并造成人员和大牲畜的伤亡。各项经济损失总计为81万元。

4.4.1.3 干旱历史概况

广西处于温热多雨气候区，人均降水资源和人均水资源量都位居全国前列，似乎不应该存在干旱灾害问题。实际上，广西不仅有旱灾之害，而且有些地方还相当严重。究其原因：一是降水量的时间分配不能满足农作物的生长需求；二是地表水文网不完善，特别是岩溶地区尤其突出，虽有大江大河，但河谷深切，加之山石阻碍，自流引水有诸多困难，而江河支流少，许多地段没有常年性支流，甚至没有支流；三是岩溶峰丛山区地下水埋藏深度大，开发利用困难。

按干旱发生季节划分，广西有春旱、夏旱、秋旱和冬旱。从全区范围来说，春旱年年有，只是发生的地点和程度不同，直接影响春播生产的完成。夏旱主要影响早稻后期生长和晚稻插秧用水，同时也影响旱地作物的生长。秋旱主要影响秋收作物的后期生长，影响秋收作物的产量。冬旱对农业生产影响较小，因为大多数农作物已在冬季前收获。相对来说，春秋干旱对广西农作物生产的影响最大。夏旱对早稻后期生长、晚稻插秧和甘蔗生长会产生严重的影响，但发生夏旱的几率不多。

广西旱灾的记载开始于公元714年，以后的记载资料就逐渐多了起来，记载内容也越来越详细，具体统计结果见表4-11。

从唐开元二年到清末宣统三年，共发生旱灾371a，平均3.2a发生1a。其中宋代平均14.3a发生1a，元代平均6.7a发生1a，明代平均3.1a发生1a，清代平均1.5a发生1a。民国时期的38a中，年年发生旱灾，平均每年发生7.2次。新中国成立后的43a中，亦连年发生旱灾，平均每年发生46.1次。从表4-11还可以看出，广西的干旱灾害主要发生在秋季和春季，秋旱和春旱次数分别占旱灾总次数的39.22%和35.89%，夏旱为24.89%。干旱灾害与气象因素有直接关系，但在岩溶地区，还与岩溶环境条件有关。

表4-11 广西历代旱灾统计表

表4-12 1950年后广西旱灾发展趋势

根据资料统计（表4-12），1950～1992年，旱灾频繁发生，灾情愈来愈重。总体而言，43a中，严重干旱的年份（受旱市县数占全区市县数的24%～50%）有24a，占55.81%，特大干旱的年份（受旱市县数占全区市县数的＞50%）有10a，占23.26%；秋旱发生的次数多于春旱，春旱多于夏旱；一年中出现的旱灾次数多，时间长，1963年是最严重的干旱年，受灾市县数达79个，占全区的90.80%，旱灾次数142次，其中春旱54次，夏旱57次，秋旱31次，受旱面积800万亩，粮食损失4亿kg，人畜饮水困难；连续发生严重旱灾的年份多，1953～1958年6a、1960～1966年7a、1974～1981年8a、1983～1992年10a，其中1988～1992年连续5a发生特大干旱灾害。

4.4.1.4 岩溶区的干旱

广西岩溶石山区共有67片大于5000亩干旱片，耕地面积257万亩，其中分布于岩溶平原和谷地之中219万亩，占85.21%土地，分布于峰丛洼地的耕地38万亩，仅占14.79%。这类干旱土地集中连片，小片数千亩，大片超过5万亩，地势平坦，土层较厚，交通方便，治理这类旱片，投入少、效益高、见效快。

（1）岩溶山区

大江大河深切成数百米的大峡谷，两岸是连绵数十至数百、千米的峰丛洼地地形，山高水低，又有数百至数千座石山阻碍，土地和居民散布于一个个独立的深数百米、直径不过100～200m的封闭洼地之中，水土资源相互脱节，不仅农田用水无法解决，而且多数居民的饮用水也无法解决，用“水贵如油”来形容并非是夸大之词。广西400万缺水人口80%分布于该地区，真正的困难是这类地区农民耕作的约300万亩土地都是靠天下雨的自然农业，旱涝由天决定。

（2）岩溶谷地和平原

岩溶谷地和平原区有大面积连片的土地，在自然经济条件下，人们近水而居，开垦耕种最近泉、近河地段的土地，尚有大量宜农荒地闲置。20世纪五六十年代在红水河、西江、左江等许多河沿岸先后建立国营农场，同时建造了许多抽江河水的大型抽水站和配套的渠道网，除灌溉国营农场土地外，也使附近农民受益。在长达20多年里，广西绝大多数农场亏损经营，农场和农民都长期拖欠水费。而在冬春几个月非灌溉季节，抽水站为节约开支而不抽水，农场职工吃水比农民还难。进入市场经济时期，几乎所有大型抽水站都先后停止运营，曾经靠抽水灌溉的农民又复受旱，原有的旱地继续受旱。

“大跃进”时期，广西在岩溶地区修建有1252座中小型水库，总库容35.4×10⁸m³，设计灌溉面积356万亩，实际灌溉面积250.5万亩，其中多数有渗漏问题，渗漏或不能蓄水的水库644座，历经30a的技术处理，仍有51%（计644座）水库不能正常蓄水或不能蓄水。

总之，广西干旱主要在岩溶地区，其原因是大量雨水、地表水都漏入地下，使地表缺水。虽经几十年在地表搞蓄、引、提等地表水开发工程，许多地方仍然受旱。我们认为，应该下决心针对岩溶区的实际，因地制宜，分别采用不同的方法，就近分散开发利用岩溶地下水。广西金光农场地处左右江交汇的三角区，搞了20多年地表水，连年亏损（亏损还有其他原因），各分场无水吃。20世纪80年代就近分散开发地下水，2a解决9个分场吃水，3a扭亏，5a彻底翻身。金光农场治旱的经验值得各有关部门、有关地市县认真思考、借鉴。

4.4.2 广西旱涝灾害的基本特点

4.4.2.1 岩溶内涝的基本特点

（1）分布特点

岩溶内涝灾害是岩溶区普遍存在的岩溶生态环境问题之一，从岩溶地貌分区来看，主要发生在峰丛洼地区，常呈线状或串珠状分布，这与岩溶系统的结构有关。在峰丛谷地、峰林谷地和峰林平原等地貌区内涝也时有发生。岩溶内涝在国内外都是比较常见的，如南斯拉夫特列比西尼察流域等，以及我国的广西、云南、贵州、湖南等省（区）的岩溶石山区。从宏观的地域来看，岩溶内涝问题多发生在湿润气候的热带、亚热带岩溶环境区，这也是这类岩溶环境区的一个特点。

（2）周期性特点

岩溶洼地内涝的发生具有周期性的特点。在每年的汛期，特别是5～8月降水量较大时，有些岩溶洼地必然出现内涝，导致周期性的季节性受淹，这种内涝一年可发生1～4次，多者达7次或8次，雨后即通过地下河管道逐渐消退，淹没时间长短不一，短者只有几天，长者可达3个月之久，有时被称为季节性岩溶湖。因受水文网的控制，不同的岩溶洼地一年内发生内涝的次数和淹没时间虽然不同，但年年雨季重复出现则是相似的。

（3）突发性特点

岩溶洼地突发性内涝是指有些地区在连降大雨、暴雨的情况下才发生的内涝，一般为10a或数10a一遇，或者是从未发生过内涝，但由于地下河系统（或岩溶洼地系统）的传输通道被堵塞，或因泥沙淤积、崩塌物堆积而造成过水断面减少，必导致内涝的突然发生。在人类活动影响下，特别是森林植被破坏、水土流失和石漠化、不合理的平整土地，使得很多洼地已由突发性内涝演变成周期性内涝，并使内涝逐年加重。

（4）多发性特点

是指岩溶洼地每年发生内涝的次数在2次以上，也即一年内多次发生内涝灾害。年平均内涝次数的多少，大体上可以反映出某一岩溶石山区在一年内可能发生内涝的程度。暴雨多的岩溶石山区内涝多，暴雨少的岩溶石山区内涝少，广西平均每年发生2次内涝以上的岩溶石山区主要有凌云、凤山、东兰、巴马、都安、马山、上林、融安、永福、桂林、靖西、天等、那坡等地。在凤山内涝次数最多的年份中，大部分石山区都有4次左右的内涝发生，在都安、巴马等红水河沿岸地区超过6次，使内涝时间持续3个月之久，如东兰的板文、凤山的金牙、大化的大调等内涝片。

（5）群发性特点

群发性是指在某一岩溶区域内，甚至是整个岩溶石山区，岩溶洼地内涝同时在分散分布于峰丛之间的众多个洼地中发生。受峰丛洼地的分布、大气降水影响、岩溶洼地系统结构及输入输出条件的控制，内涝往往呈现出星罗棋布于独立存在的岩溶洼地的个体之内，常常成群出现，有时呈线状排列，有时呈羽状、树枝状展布。这还与地下河系统和地表水文网的布局有关。

（6）岩溶内涝与非岩溶区的差异

内涝的形成受其所在地自然环境、社会经济条件、技术管理水平、人类活动等因素的制约，过量的降雨是内涝发生的主要原因，地形地貌、土壤植被、地质条件与内涝的发生关系密切。非岩溶区的内涝灾害一般是由当地的降雨形成，源于过量的地表水汇流于地形低洼处而成灾，多发生在广阔的平原区浅洼地区。当降雨量所形成的地表径流模数超过农田排水模数时，田间积水的时间与水层深度超过了农作物的耐涝能力，便造成被淹，使农作物减产而形成灾害。灾害的严重程度与降雨强度、持续时间、次降水总量和分布范围大小有关。岩溶区的内涝灾害的形成，还因地下河上游来水量大，水位上升溢出地表淹没洼地，或因地表河流水位上涨和修建水库抬高了河水位，淹没了地下河或岩溶泉出口，河水顶托补给岩溶地下水，通过地下河天窗、落水洞溢出地表而成内涝，光耀华等（2001）称之为岩溶浸没内涝；或因岩溶洼地四周表层带和包气带的季节性岩溶泉和季节性地下河雨后大量涌水而造成内涝。岩溶内涝灾害的严重程度不仅与降雨有关，还与地下河系统的输入和输出条件关系密切。

4.4.2.2 干旱的特点

从旱灾出现的情况来看，广西全区平均每1.5年就有一年全区性春旱或秋旱或夏旱。秋旱和春旱几乎年年都有发生，但秋旱以局部性居多，全区性较少，夏旱多属局部性，出现大范围夏旱的机会较少，冬旱也几乎年年发生。干旱的时间长、范围广、危害重，例如1977年春，有61个县（市）发生不同程度干旱，其中连续3个月以上的有35个县（市），连续4个月以上的有18个县（市），受旱作物面积535万亩；1972年夏，53个县（市）受旱灾，其中21个县（市）连旱30～40d。1980年秋旱，9、10两个月连旱数十日，桂西和桂南有20～30d，桂中有30～40d，桂东、桂北达40～50d，全区受旱灾作物面积达1029万亩。旱年多为连续出现，1957～1980年间共有16个旱年，其中连续出现的有12a，占旱年总数的75%。

从干旱灾害的地区分布来看，春旱的地域差异十分明显，春旱的出现频率由桂西南的53%，至桂东北逐渐减少为39%，以桂西的春旱最为严重，其次是沿海、桂南；广西水稻春旱频率的基本情况是：百色地区和南宁、钦州两地区西部及南宁市出现频率在80%以上，其中百色、田阳两县市高达100%；河池地区、柳州地区南部、南宁地区东部、钦州地区南部出现频率为60%～80%；玉林地区和柳州地区中部为40%～60%；柳州地区东南部、桂林地区南部和梧州地区大部为20%～40%；其余地区小于20%，其中桂林地区东北部基本无春旱。

夏旱出现的频率平均在37%～50%之间，以桂中的夏旱最为严重，其次为桂南、沿海；广西夏旱以柳州地区南部、柳州、梧州、桂林地区北部和南宁地区南部出现频率较高，在40%以上，其中武宣、象州、柳州、全州、资源等县（市）达60%；河池、百色、钦州3地区和玉林地区南部以及金秀、昭平、贺县频率较低，在20%以下。其余地区在0～40%之间。

广西秋旱的地域分布恰与春旱相反，即大体上桂东重于桂西，桂北重于桂南。秋旱频率高值区有3个：①以全州、兴安为中心的桂东北秋旱区，10a有6～7年秋旱；②以柳州为中心的桂中秋旱区，10a也有6～7年秋旱；③以扶绥、上思为中心的桂南秋旱区，10a有4～5a秋旱；其余地区10a有1～4a秋旱，其中凤山和东兰等地最少，仅9a一遇。

冬旱的频率在 46%～57%之间，以桂中的冬旱最为严重，其次是沿海、桂西。

4.4.3 水文地质对旱涝灾害的影响

广西岩溶地貌组合形态主要表现为峰丛洼地、峰丛谷地、峰林谷地和峰林平原等典型的热带-亚热带岩溶地貌。峰丛山区的特点是大片连座分布的山体之间形成洼地和谷地等负地形，峰体相对高度200～500m，甚至更大。峰丛山区的侵蚀基准面较低，地下水位埋深大，因而包气带厚度大，且不同的地域存在较大的差异，一般厚度在数十米至200m，有些地方可达500m以上。在封闭的峰丛洼地和峰丛谷地，没有地表排水出路，几乎所有的大气降水以渗入和注入的方式输入地下水系统，因此，落水洞、竖井、天窗、漏斗、地下河及地下洞穴系统发育。在峰丛洼地系统与平原、谷地、河流的交界地带，常出露地下河出口和岩溶泉。峰体的洞穴多为干溶洞，洞体规模大小各异，有时垂向发育，有时成层分布，有时垂向洞穴和横向洞穴组成复杂的洞穴系统。在洼地或谷地底部一带或以下地带的洞穴多为地下河或充水溶洞，成层发育。地下河是峰丛洼地谷地的主要泄水通道，其过水断面基本固定，大小各异，有的地下河高大且宽阔，输水能力强，有的矮小且狭窄或某一部位为瓶颈状洞道，输水能力较差，狭小的地下河过水断面就是岩溶内涝形成的内在因素，当然包括狭小的落水洞。在地下河系统的过水断面基本固定的前提下，在适宜的降雨条件下，岩溶洼地的汇水量大，而落水洞或地下河输水能力小而排泄不及时，岩溶洼地谷地内就形成内涝。

岩溶洼地、岩溶谷地、甚至是岩溶平原，在汛期，特别是暴雨过程，岩溶管道水压上升，水位超越地下河管道，使地下水涌入洼地、谷地、平原，或地表水汇流于洼地、谷地、平原等而产生内涝。即使在非雨季节，地下河通道局部受阻而壅水，或人工水体回水造成地下河水泛滥亦可产生内涝。由于岩溶作用和岩溶空间介质的高度不均匀性，尤其是封闭的岩溶洼地谷地没有完整的地表水网络系统，造成岩溶洼地内涝的发生、发展和演化趋势具有其特殊性。

岩溶地区的干旱和洪涝灾害的形成是自然因素和人类活动共同作用的结果，主要致灾因素除水文地质结构影响外，还包括气象与水文、地形与地貌、地质与水文地质、植被与水土流失，以及人类活动等。自然因素固然重要，但在一定的降水条件下，人类活动似乎强于自然因素。过量的降雨是形成岩溶洪涝的主要原因，而长期的无雨则是形成岩溶干旱的主要原因，但这些都不是必然因素，还与岩溶水系统的结构特征、输入和输出条件、环境状况有关。森林植被的破坏，水土流失和石漠化等人类活动造成的影响因素构成一个复杂的具有因果关系的致灾链，它们既共同作用于岩溶旱涝，又独立对岩溶旱涝发挥着作用。生态环境的破坏，加剧了旱涝灾害的发生，加重了灾害程度，旱涝的发生又对岩溶生态环境造成破坏。

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