㈠ 如何合理開發利用喀斯特地貌
喀斯特（KARST）即岩溶，是水對可溶性岩石（碳酸鹽岩、石膏、岩鹽等）進行以化學溶蝕作用為主，流水的沖蝕、潛蝕和崩塌等機械作用為輔的地質作用，以及由這些作用所產生的現象的總稱。由喀斯特作用所造成地貌，稱喀斯特地貌（岩溶地貌）。
它所形成的景觀為溶洞，可適當開發成旅遊資源
㈡ 岩溶水資源合理開發利用和保護對策
一、礦井水資源化利用及途徑
1.礦井水利用現狀
礦井排水來源於孔隙水、砂岩裂隙水和灰岩岩溶水，其中岩溶水佔75%。岩溶水是焦作市城市供水的重要水源，合理開發利用和保護岩溶水關繫到居民供水安全。在全球化水資源越來越緊張的大背景下，將礦井排水進行資源化利用是非常有必要的。焦作礦區年排放礦井水量為1.5億m3，目前利用量約為3700萬m3/a，占整個礦區排水總量的23%，其餘被排入周邊河流，白白流失。礦井水利用途徑主要是：焦作市環境用水量為360萬m3/a，煤礦生產用水量為340萬m3/a左右，煤礦周邊農田灌溉利用量為3000萬m3/a。根據焦作市用水規劃，2030年需水量為4.72億m3，供水量僅為0.70億m3，水資源缺口4.01億m3。因此，對礦井排水進行資源化利用是解決焦作市不足的便利途徑。
焦作礦區產生的礦井水的水質符合含一般懸浮物礦井水的特徵。懸浮物SS通常小於400mg/L，COD通常小於70mg/L，毒理學和放射性指標完全符合飲用水要求。從低附加值的礦井水利用角度，礦井水經過初次沉池的沉澱，基本可滿足農業灌溉用水要求；從高附加值的礦井水利用角度，礦井水經過「混凝+沉澱+過濾」，完全能夠達到工業（主要是電廠）用水的要求；再經過「消毒」等深度處理，處理後的礦井水也可以達到生活飲用水的水質要求。我國礦井水處理已有成熟的技術和經驗，焦作礦區排水量大，水量穩定，水質簡單易於處理，礦井水的資源化利用是可行的。
2.礦井水資源化利用的途徑
目前，國內礦井水資源化的方式主要有：①井下實行清水污水分流，清水經過簡單處理後直接利用；②農業灌溉；③礦井水凈化處理後利用；④礦井水回灌補源。其中方式①～③應用較為廣泛，方式④僅限於特定條件下。
華北石炭-二疊岩溶型煤田煤層底板岩溶水是礦井水的重要來源，發生岩溶水突水或從疏放鑽孔、泄水巷流入礦坑的岩溶水，未在採煤巷道或采空區長距離流動並且沒有與其他礦井水混合時，其水質保持天然水質，可以直接作為生產和生活用水。煤礦可將直接從含水層中流出並未受污染的地下水，與從采空區或工作面流出的被污染礦井水分開排放，將清水排至地面簡單處理後加以利用。
華北石炭-二疊岩溶型煤田各煤礦涌水量都較大，水質較簡單，多屬於含一般懸浮物的礦井水，懸浮物濃度通常為300mg/L，這為煤礦周邊農田灌溉提供了水源條件。焦作礦區在20世紀70～80年代，利用礦井水灌溉農田近10萬畝，取得較好的社會效益。
從空間角度，礦井水凈化處理工程主要分為兩類：地面處理工程和井下處理工程。前者是井下各處產生的礦井水經巷道匯集到礦井的中央水倉，由中央泵房將混合的礦井水提升至地面，在地面建凈化站處理，達標後再分別輸送到各用水部門使用；後者是在礦井水進入中央水倉前，經過井下凈化站處理，達標後進入中央水倉，中央泵房再將清水輸送到各用水部門使用。
3.礦井水處理工藝
（1）礦井水的地面處理
目前，對於含一般懸浮物礦井水，地面處理工程的工藝相對成熟單一，基本沿用「混凝—沉澱—過濾—消毒」的流程進行，出水可達到生活飲用水水質要求。常用的構築物有：調節池、澄清池、無閥重力雙層濾池、污泥濃縮池、加氯消毒車間。該工藝關鍵問題是：
1）混凝葯劑的選擇與復配，以降低葯劑費用，提高出水水質。聚合氯化鋁（PAC）+聚丙烯醯胺（PAM-）是常用的葯劑組合。PAC適宜處理含濁水質，PAM-分子量大，助凝性能優良，兩者組合處理效果遠遠優於單獨使用的效果。
2）集澄清和過濾作用一體的凈化器。澄清池集混合絮凝沉澱於一體，減少了構築物的數量，因而獲得廣泛的應用；部分廠礦開發的高效礦井水凈化設備集澄清池和過濾池於一體的一體化凈化器，已普遍用於中小規模礦井水處理廠。
（2）礦井水的井下處理
井下處理工程，形式多樣。主要形式亦有兩類：一類是在各礦井水湧出口，未經巷道就地建立簡易井下處理站，處理後輸送到各用水部門。另一類是礦井水在經過巷道進入中心水倉前增加凈化處理站，中心水倉變成清水倉，從而解決了定期清理中心水倉的難題，中心泵房再將處理後的清水輸送到各用水工作斷面。如兗州東灘煤礦開發的「格柵-沉砂-混合-漩流反應及斜管沉澱-混凝-過濾吸附以及污泥壓濾」工藝的井下處理工程，徐州權台煤礦則是將中心水倉改造成混凝反應的主要設備，對礦井水進行預處理後，再由中心泵房提升至地面凈化站進行二級處理。
4.焦作礦區礦井水處理工藝設計
焦作礦區礦井排水量大，宜採用地面處理工程統一處理，達到相應水質標准後，再輸送到各用水部門。焦作礦區礦井水除濁度、懸浮物、大腸桿菌超標外，其餘指標均符合飲用水標准，處理工藝相對簡單。根據焦作礦區礦井水的水質、水量和處理後的用途，處理工藝可分兩段：基礎處理工段和深度處理工段。經過基礎處理工段的處理，礦井水應能滿足工業用水要求；經深度處理工段的處理，礦井水應達到生活飲用水水質要求。
基礎處理工段去除的主要污染物包括：懸浮物、有機物和油類。懸浮物主要是煤粉和岩粉，此外還有少量的煤層中的古生物殘體、細菌等物。處理工藝流程見圖10-13。
圖10-13 礦井水基礎處理工段工藝流程
深度處理工段去除的污染物主要是菌類和微量有機物，處理工藝流程見圖10-14。
圖10-14 礦井水深度處理工段工藝流程
根據焦作礦區礦井水的水質水量特徵，PAC的工程投加量為10～15mg/L，PAM-的工程投加量為0.2～0.25mg/L。採用「微絮凝-過濾」工藝時，PAC的工程投加量改為5～7mg/L。2006年11月，取演馬礦礦井水，投加工業試劑聚合氯化鋁（PAC）15mg/L與聚丙烯醯胺（PAM-）0.2mg/L，採用實驗室模擬工程設計工藝：「混凝-砂濾-活性炭過濾」，各工段處理效果見表10-12。
表10-12 實驗室模擬工藝處理演馬礦礦井水效果
二、加強煤礦水害綜合防治，減少礦井水的排放
1.岩溶水突水是煤礦安全生產的隱患
焦作礦區受水威脅煤礦資源儲量約60132.6萬t，目前僅解放儲量4685.0萬t，尚有92.2%約55447.6萬t的儲量等待解放（表10-13）。特別是石炭系太原組一5煤（儲量9462萬t）和一2煤（儲量27909萬t），因受煤層底板高承壓岩溶水的嚴重威脅，不能正常開采。礦井排水不僅造成大量水資源被浪費，而且企業每年要付出大量的排水費，2003年焦作煤業集團公司共有的8對生產礦井（表10-14），總排水量達282m3/min，總排水費用高達8000萬元，噸煤排水電費高達20～30元。
表10-13 焦作礦區受岩溶承壓水威脅的儲量及被解放的儲量 單位：萬t
表10-14 焦作礦區2003年生產礦井排水經濟技術指標統計表
2.岩溶承壓水突水危險性評價
焦作礦區石炭二疊系共含煤11～14層，總厚9～14m，其中可採煤層三層，包括二疊系山西組二1煤（大煤）、石炭系太原組一5煤（二煤）和石炭系太原組一2煤（三煤）。二1煤為穩定煤層，全區可采，一般厚6m，是各礦主採煤層。一5煤距二1煤6～80m，一般厚1～1.5m，礦區西部普遍可采，東部夾1～2層矸，部分可采。一2煤距二1煤85～105m，一般厚度1.5～2.0m，普遍可采。石炭系太原組一5煤和一2煤統稱下組煤，煤層底板距二灰和奧灰強含水層近，開採下組煤受煤層底板岩溶承壓水的突水威脅，礦區內僅馬村礦、中馬村礦和朱村礦開采一5煤，而一2煤沒有開采。
「特殊水量脆弱性」的礦坑突水在九里山泉域表現得非常突出，其原因主要有以下幾點：
1）最下層煤（三煤）距奧陶系岩溶含水層的厚度薄，一般為10～20m（圖10-15）。
2）煤系地層中發育數層碳酸鹽岩夾層，且直接分布在每層頂板，特別以「二灰」和「八灰」最為典型（圖10-15），這些夾層式碳酸鹽岩含水層水不僅是礦坑突水的補給源，而且由於其發育穩定、分布廣，往往又成為溝通下伏奧陶系含水層的導水層。
3）礦區位於太行山前且由東線向北東的轉折部位，東西及北東向構造斷裂交錯發育，特別是一些大型斷裂構造成為岩溶地下水徑流的良好通道，同時巨大的斷距使得下伏岩溶含水層與煤層及其煤系地層中碳酸鹽岩夾層對接，為岩溶水向礦井涌水提供了條件。
4）煤層總體由北向南東傾斜，多位於區域岩溶水位以下，南部地區煤層的岩溶水帶壓水頭在數百米以上，高壓狀態下的底鼓突水成為巨大隱患。
煤層底板承壓水突水危險評價方法有：斯列薩列夫公式法、突水系數法、多源地學信息復合疊加法、脆弱性指數法、五圖雙系數法等。突水系數法因公式簡單，便於應用，自20世紀60年代提出以來，至今一直是煤礦評價和預測底板突水的重要方法。突水系數是指煤層底板單位厚度隔水層所能夠承受的靜水壓力，表達式為
中國北方岩溶地下水環境問題與保護
圖10-15 焦作礦區地層柱狀圖
式中：T為突水系數（MPa/m）；P為底板隔水層承受的水壓（MPa）；M為底板隔水層厚度（m）。
一般來說，突水系數越大，底板突水危險性越高。臨界突水系數是指單位隔水層厚度所能承受的最大水壓或極限水壓。當突水系數超過臨界突水系數時，底板具有突水危險；當突水系數小於臨界突水系數時，底板基本無突水危險。臨界突水系數受礦區水文地質條件、礦井充水條件、開采條件和開采方法等因素的影響，不同礦區或同一礦區的不同礦井往往有不同的臨界突水系數值。因此，很多礦區或礦井通過對歷史實際突水資料的總結，建立了適用於本礦區的臨界突水系數值（表10-15）。就全國實際資料看，受構造破壞塊段臨界突水系數為0.06MPa/m，正常構造塊段臨界突水系數為0.1MPa/m。
表10-15 我國一些礦區臨界突水系數值
焦作礦區主要生產礦井當前採掘深度二1煤底板八灰岩溶水突水系數值見表10-16，各礦突水系數均超過臨界突水系數，各礦在帶壓開采二1煤時，八灰水突水危險很大。
表10-16 焦作礦區二1煤底板八灰突水系數
一5煤底板直接充水含水層是二灰（L2），一5煤和二灰間的隔水層厚度20m，一2煤底板直接充水含水層為奧灰，隔水層厚度10～20m。二灰和奧灰水力聯系密切，二者水位相同，可以視為一個含水層組。奧灰水位按當前75m、一5煤隔水層厚度按20m、一2煤隔水層厚度按10m，根據各井田煤層賦存最大標高，求得一5煤和一2煤的最小突水系數，如表10-17所示。由此可見，開采一5煤和一2煤，底板二灰和奧水突水危險很大。
表10-17 焦作礦區各井田太原組最低突水系數
下面將採用突水系數對礦區「二煤（一5煤）」岩溶突水的風險性進行初步評價。評價中按照突水系數大小分為以下Ⅳ級：
Ⅰ級，無岩溶水突水危害區，「二煤（一5煤）」處於岩溶地下水位以上，不存在下伏岩溶含水層突水的風險。
Ⅱ級，岩溶水輕度突水危害區，下組煤處於岩溶地下水位以下，突水系數介於0～0.06MPa/m之間的地區。
Ⅲ級，岩溶水中等突水危害區，突水系數介於0.06～0.1MPa/m之間的地區，這類區的突水系數已接近煤炭部制定的《礦井水文地質規程》中的突水危險區的臨界值0.6。
Ⅳ級，岩溶水嚴重突水危害區，值突水系數＞0.1MPa/m地區。
根據以上計算標准，得到泉域下組煤岩溶突水的風險性評價結果見圖10-16。
從圖10-16中可以看出，從北西向南東煤礦岩溶水突水的風險性增加，與地層埋深、岩溶地下水流向相一致。Ⅰ級、Ⅱ級區主要分布在系統西北部山區和朱村斷層及鳳凰山底層以北地區；Ⅲ級區呈條帶平行分布在李庄斷層與九里山斷層的煤系地層翹起段；Ⅳ級區分布在岩溶水系統的東南部。
系統內各區的分布面積分別為：
無岩溶水突水危害區（Ⅰ級）面積90km2。
岩溶水輕度突水危害區（Ⅱ級）面積23km2。
岩溶水中等突水危害區（Ⅲ級）面積18km2。
岩溶水嚴重突水危害區（Ⅳ級）面積326km2。
3.礦區水害防治的建議
1）Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級區不宜開采「三煤」。
2）沿區域性斷層留一定厚度的保安煤柱，厚度不小於300m。這些斷層包括鳳凰山斷層、九里山斷層、方庄斷層、馬坊斷層、峪河斷層等，沿一般斷層保安煤柱厚度不小於50m。
3）在Ⅲ級、Ⅳ級區採煤，對開采過程中可能出現的未探明斷層、岩溶陷落柱等應引起足夠重視，執行「有疑必探、先探後掘」的原則，防止突水事故的發生。
4）在Ⅲ級、Ⅳ級區採煤，在充分查明礦區水文地質條件基礎上，針對下伏岩溶水突水問題，可因地制宜地採用煤礦石炭系灰岩隱伏露頭注漿截流工程，對突水點的地面鑽孔注漿封堵突水點工程，礦井分翼（區）隔離技術和強排技術應用、疏水降壓工程與煤層底板含水層注漿改造，工作面煤層底板注漿加固和含水層改造技術等。
三、減少固體廢棄物堆存與利用
煤矸石的利用途徑主要有三種。一是用煤矸石生產無煤燒結磚。具體做法是，採用成熟的制磚技術，將煤矸石粉碎後添加20%的粉煤灰，利用原煤矸石中的黏土礦物和殘余的發熱量，燒結成煤矸石磚。焦作現已建成5座煤矸石磚廠，有14條隧道窯生產線。2005年生產煤矸磚1.2億塊，實現了銷售收入1437萬元，年消耗煤矸石30萬t。二是用煤矸石發電。現已建成四座煤矸石發電廠，綜合利用電站鍋爐8台，總裝機容量194MW。2005年矸石發電12.5億kW·h，實現銷售收入2.5億元，年消耗煤炭洗選加工所產生的煤矸石70餘萬t。三是用煤矸石充填塌陷區，每年消耗煤矸石1萬t以上。煤矸石堆放場
圖10-16 九里山泉域下組煤煤礦岩溶水系突水風險性評價分區圖
四周應修建集水溝和沉澱池，用於收集矸石山坡面的雨水，沉澱後的雨水用於運矸道路和矸石山的灑水降塵，改善礦區地面環境。對煤矸石堆要採取覆土防滲處理，並種植樹木或花草。
㈢ 岩溶水資源調查與規劃
由於岩溶水循環及賦存條件的復雜和多變性。因此，必須通過水文地質調查研究，查明岩溶流域及水文地質單元的水文地質條件，岩溶水循環過程及富集規律，岩溶水源地類型，開發技術條件及脆弱性，評價岩溶水資源。按岩溶流域編制岩溶水開發利用規劃，納入整個流域水資源開發規劃中，在規劃的指導下進行岩溶水開發工程建設，使各個水源地能夠聯合調度，合理開采，相互調節，避免相互過度干擾，降低開發效益，引發環境地質問題，達到合理有效地開發岩溶水的目的。對於各個岩溶水源地的開發工程建設，必須先行開展進一步的水文地質、工程地質及環境地質勘查評價，進行開發技術方案的可行性論證，之後通過工程地質勘察和工程技術及施工設計，才能開工建設，避免盲目性，消除各種風險。總之，岩溶水開發工程的建設也必須符合水利工程建設的基本程序，遵循相關的技術標准要求。
岩溶水資源調查，一般可分為岩溶流域調查和岩溶水源地勘查兩大階段(表5-1)。岩溶流域調查的目的是為了查明岩溶流域的地質環境及水文地質條件，評價岩溶水天然資源潛力與開發技術條件和脆弱性，為區域開發利用規劃以及大、中型岩溶水源地開發的可行性研究提供水資源依據。調查研究的重點是：查明地質環境條件、岩溶流域邊界、水文地質單元邊界條件及其水文地質特性，岩溶水的補給、徑流與排泄條件，岩溶水循環過程及富集規律，初步圈定岩溶水源地，分析評價其開發技術條件及脆弱性，系統地計算補給量、儲存量，初步評價允許開采量，並對擬建岩溶水源地的可行性做出論證。岩溶水源地勘查的目的在於查明岩溶水的賦存特徵、岩溶水資源、岩溶水開發技術條件及脆弱性，為岩溶水源地開發工程建設提供技術和施工設計依據。勘查重點是：圈定水源地范圍；探明含水層(帶)的埋藏分布情況，富水性及均勻性；含水層(帶)與隔水層(體)的空間組合形式，以及含水層中導、儲水空隙的形態、空間分布和聯系，研究岩溶水的賦存特徵及富集規律；水源地的邊界條件及內外水力聯系、徑流場特徵，掌握岩溶水的循環途徑及「三水」轉化過程；進行岩溶水動態觀測，掌握流量、水位、水溫及水質動態特徵及變化規律；通過岩溶水動態觀測及鑽探試驗、取樣分析測試，確定水文地質參數，建立數學模型，評價岩溶水的允許開采量和水質；評價岩溶水開發技術條件及防污性能，研究與相鄰水源地的關系，分析預測水源地開采後可能產生的環境地質問題，提出岩溶水資源合理開發利用與地質環境保護的措施建議，論證岩溶水有效開發技術方案。
表5-1 岩溶水資源調查方法簡表
岩溶水開發利用規劃是以資源與環境科學及系統科學理論為指導，在岩溶流域調查的基礎上，針對各類供水需求目標，應用工程與管理科學技術方法編制的較為全面和長遠的岩溶水資源合理開發及保護計劃。它是實現岩溶水資源因地制宜、綜合開發、合理利用、積極保護、科學管理，可持續地開發利用的基礎。作為一個完整的規劃，主要內容包括：流域自然環境、社會經濟現狀、岩溶水資源及開發技術條件、水資源開發利用現狀及需求；規劃指導思想、原則及目標、規劃分區；岩溶水資源開發工程部署(方案)、實施計劃、投資估算、實施效益預測評價；監測與管理措施、制度保障。規劃應特別注意貫徹下列原則：遵循勢能優先准則，充分發揮岩溶水分布的區位優勢，分別選擇不同區段的主要水源地類型，就地開發就地供水，減少輸水和水處理投資；緊密結合不同的地質環境條件和岩溶水源地類型特徵，因地制宜地採用不同的有效勘查和開發的技術方案；多源取水，綜合利用，統籌解決資源性缺水、工程性缺水和水質性缺水等不同類型的缺水困難，滿足不同的供水需求，實現經濟有效地開發利用岩溶水資源。要積極借鑒本書岩溶盆地流域岩溶水有效開發模式的岩溶水開發工程科學布局方案，沿著流域岩溶水循環的全過程，應用常規技術與先進技術相結合，遵循勢能優先准則，與地質環境條件及其變化相適應，針對流域不同地質環境分區內主要的岩溶水源地類型和岩溶水的賦存特徵及開發技術條件，結合需水特點規劃部署岩溶水開發工程。同時，還要與地表水的開發利用規劃相銜接，統一管理，實行地表水和地下水的聯合調度，做到全面、協調、可持續地開發利用水資源。
㈣ 為什麼喀斯特地貌會給水資源利用帶來困難
喀斯特地貌形成為石灰岩地區地下水長期溶蝕的結果。石灰岩的主要成分是碳酸鈣（CaCO3），在有水和二氧化碳時發生化學反應生成碳酸氫鈣[Ca(HCO3)2]，後者可溶於水，於是空洞形成並逐步擴大。這種現象在南歐亞德利亞海岸的喀斯特高原上最為典型，所以常把石灰岩地區的這種地形籠統地稱之喀斯特地貌。
可溶性岩石喀斯特地貌形成的根本條件，我國西南地區之所以喀斯特地貌分布廣泛，最主要的是這里有其發育的主體。大量的碳酸鹽岩、硫酸鹽岩和鹵化鹽岩在流水的不斷溶蝕作用下，在地表和地下形成了各種奇特的溶洞。
也導致地表有很多裂隙、豎井等，地表水很容易轉化為地下水，導致地表缺水。
總的來說重點好像就是最後一句，手動整理望採納。
㈤ 喀斯特地域
喀斯特區域環境在這里主要指形成喀斯特地域結構的場所。喀斯特地域結構指具有相互聯系的地質地貌形態（地表、地下）的時空自然組合體。它是一種有序結構，對應著熱力學幾率很小的狀態。以洞穴為例，可溶岩體受到地殼運動的影響，產生大量的斷裂裂隙構造，形成岩體內一種開放性的構造面，沿著這些構造面，物理化學狀態很不平衡，必然存在著強烈的物質和能量的交換。研究表明，斷裂裂隙密度與洞穴化有關。當可溶岩體中斷裂裂隙寬度達到某一臨界值時，裂隙中的水流從層流變為紊流，即會出現洞穴系統。對喀斯特地貌的研究表明，該系統具有明顯的自組織規律，因此，可以認為，喀斯特地域結構是一種典型的耗散結構。
（1）喀斯特區域環境系統的特徵
喀斯特區域環境是一個具有二元三維空間的結構系統，在這樣一個地表地下連通的雙層結構系統中，進行著一系列物質和能量的交換。另外，組成該結構系統的物質實體，雖然有些可能是平衡態的結構（如某些方解石晶體），但絕大多數是非平衡態的結構（洞穴形態、石筍的花瓣狀結構等）。地域結構是一種非平衡動態穩定結構，伴隨著它的形成和發展，喀斯特區域環境系統具有如下特徵：
1）區域環境系統是一個開放系統。喀斯特地質體位於地殼上部與大氣圈、生物圈、水圈的接觸界面中，其中廣泛發育斷裂、裂隙構造，具有顯著的位移和破裂面，這勢必導致處於相對封閉狀態的喀斯特地質體的破壞，從而溝通不同圈層和岩層。在喀斯特地質體的外部接觸面和內部斷裂面附近，沒有一個能夠足以阻止能量和物質遷移的邊界，喀斯特化時，必然導致物質和能量的流動，CO2，H2O及其他一些活動性流體，以蒸發、擴散、滲析和流動等方式進行活動，噴泉、煙囪效應等活動特徵即說明了這一點。
2）區域環境系統可處於遠離平衡態。由斷裂裂隙溝通的地表地下喀斯特區域環境系統，受到太陽輻射能、大氣水、二氧化碳和氧的物質流、地殼升降運動、斷裂活動的直接作用，形成了地表地下溫度差異，CO2和H2O等流體的濃度差異，地球重力引起的位能差等。這些差異共同作用和相互影響，可使區域環境系統某些部位達到遠離平衡狀態。當力學性質的某一參數達到或超過某臨界值時，會導致定態失穩，如岩石的破壞、搬運和堆積；當化學參數達到或超過某一臨界值時，會產生化學定態失穩，形成大量物質溶解、遷移和沉澱。
3）區域環境系統存在隨機性漲落。系統中區域潛水位的升降、地裂和塌陷、虹吸管道中泉水的同期性變化，均說明喀斯特區域環境系統處於脈沖性漲落之中，導致漲落的因素是多方面的。潛水位的升降主要為氣候變化引起；地裂和塌陷主要由地下水位變化或地殼運動觸發，而虹吸管道中泉水的變化主要是在含水層靜水壓力影響下沿管狀通道流動，發生承壓和虹吸作用所致。
4）喀斯特區域環境系統會產生非線性相干效應。由於該系統是由多因子、多變數組成的復雜系統，各變數之間具有關聯作用，這就使得該區域環境系統的變化不可能是單個變數線性控制的，而是多個變數非線性相干作用的結果。如地球重力形成的地表位能，在面積不太大的地方，不為人們所注意，但由它所產生的水動力和化學作用卻可以塑造出形形色色的地表、地下地貌景觀，深刻反映了系統非線性相干作用的特徵。
（2）地域耗散結構形成機理的分析
對於喀斯特地質作用所形成的二元三維地域結構體，它的形成既有物質擴散，又存在化學作用即地球化學作用和生物化學作用，是區域環境系統不可逆過程的反映，其演化過程中所形成的一系列地貌形態是系統在遠離平衡態時，形成的一種動態穩定結構，是大量物質遷移、擴散的結果。除了化學溶蝕作用外，由地球重力作用形成的位能差是驅動物質擴散、遷移的直接動力，具體表現為水動力的作用。
以西江流域滇東至桂東地貌剖面（圖2.5）為例，我們可以這樣描述其形成機理。從整個剖面看，包括了喀斯特區域地貌的主要類型，是一個典型的喀斯特區域環境系統，每一地貌類型都是處於熱力學幾率相對小的狀態。從溶原-岩丘到溶原-孤峰的地貌發育表現為隨時間的展開，而出現漸變的趨向性和突變的隨機性，是一個不可逆系統，具有明顯的自組織結構。溶原-岩丘至溶盆-丘峰段，剖面線比較平緩，系統處於地貌裂點以上，古溶原尚未解體，仍具有石林期剝蝕面的特點。由於溯源侵蝕尚未及此，對岩溶發育來說，處於系統近平衡態范圍內，表現出該范圍內的相對穩定性。水動力以側向侵蝕作用為主，地下結構不甚發育，主要表現為古溶原面上的溶斗、丘峰、岩丘等形態。向東跨越滇桂地貌裂點區，剖面出現了劇烈波動。一方面，水動力條件和位能的微小變化，都可以使系統處於遠離平衡的混沌狀態；另一方面，大量溶窪、峰叢或峰林、落水洞、暗河、深切河谷的形成，又使局部環境趨於近平衡態，形成了偏離平衡態的暫時穩定結構（地表地貌景觀單元和地下地貌景觀單元）。隨著系統的進一步發展，地貌形態變為溶盆-峰林，形成地殼隆起向相對穩定過渡，岩溶演化從以垂直作用為主變為以側向侵蝕作用為主，溶盆顯著增多，近代溶原開始產生，主要表現為地下暗河時出時沒。到了桂東地區，地貌剖面逐漸變得平緩，顯示了地殼相對穩定，岩溶側向侵蝕佔主導地位，表明近代溶原已經形成，系統向另一穩定結構趨近，展現出孤峰聳立、洞穴成層的地貌景觀，這與前面談到的溶原-岩丘極其相似（地貌上常稱為回春現象），但兩者具有完全不同的結構特徵。
圖2.5 西江流域滇東至桂東地貌剖面圖
（1）溶原-岩丘；（2）溶盆-丘峰；（3）溶窪-峰叢；（4）溶窪-峰林；（5）溶盆-峰林；（6）溶原-孤峰
這一剖面中，不同的地貌形態表現了隨地質時間的單向發展，物質和能量的不斷交換，地貌演化從舊形態向新形態的轉變，從而把處於相對穩定的地域結構推向更加遠離平衡狀態，形成滇東至桂東不同類型地貌的動態穩定特徵。
地殼運動是導致系統狀態改變的主要因素，而由此引起的空間結構中，位能差和水動力的作用是形成系列地貌形態和結構的重要條件。事實上，位能差取決於空間高差，而水動力，除化學動力外，機械動力也由高差決定。如果以高差值為變數，可做出該地貌剖面中相應的位能差曲線，它與該地貌剖面中地形曲線相似，可以看出該系統位能差曲線變化的特徵。在各種地貌形態中，位能差的波動表現為隨機漲落，其漲落的幅度反映出地貌裂點的出現和地域結構的發育程度，以及物質遷移、擴散的能力。
如果以高差值為變數，可做出該地貌剖面上的水動力特徵變數曲線，該曲線與圖2.5相似，可以看出，水動力特徵值的隨機性漲落將反映水動力強度，其幅度愈大，水動力愈強，地下結構愈復雜。
由此可見，地域結構與水動力、位能差之間存在著對應關系，在溶原-岩丘向溶盆-丘峰、溶窪-峰叢、溶窪-峰林和溶盆-峰林、溶原-孤峰的演變過程中，隨地質時間尺度的增長，位能差、水動力隨機性的突變將觸發失穩現象，產生振盪，我們把它稱為動力振盪或動力波，物質遷移形成擴散流。動力波和擴散流的作用形成了喀斯特地域耗散結構，表現出地表、地下各種不同的地貌景觀。
從地球化學和生物化學作用的角度分析，區域環境中主要表現為岩石的溶解、遷移和沉澱，水是主要的介質，各種天然水的混合是一種廣泛的現象，因而，水中各種礦物鹽度不均一。一方面，某些鹽類的加入增強了溶液對碳酸鹽類岩石的溶解作用；另一方面，某些鹽類的加入會使其溶液過飽和而產生沉澱作用。由於氣候、溫度、壓力、E h、pH值、生物有機酸和水動力作用等因素的影響，很難想像這種混合溶液的化學作用是平衡的，即使是在相對封閉的地下，這種平衡態也是很少見的，方解石晶體的形成也只是局部環境中化學平衡作用的結果。對於整個系統來說，化學作用總是處在一定的開放系統中，某一控制變數的微小變化，都會造成化學作用的隨機性波動，混合水以溶解或沉澱告終，而不需要與固相平衡。洞穴形態的形成過程就是由這種混合溶液，在某個或某幾個控制變數影響下，產生偏離平衡態的化學作用，即化學波或化學振盪所形成的。
從洞穴沉積物來看，其結構主要有石鍾乳、石筍、石柱和石幔的同心圓狀、波狀層理及層紋結構，花瓣狀、樹枝狀等結構。洞穴水流（如滴水、漫流、薄片水、毛細水等）為主要介質，這種介質除含有CaCO3外，還有其他一些鹽類，也是一種混合溶液，外界條件（如溫度、氣候、pH，Eh等）的改變，都會使溶液濃度隨時間和空間的周期性變化而產生化學振盪，從而形成不同的結構形式，實際上，可把這些結構歸因為由非平衡態約束導致的對稱破缺的轉變。對貴州洞石同位素測溫的研究結果表明，隨年代的變化，洞石沉積環境中溫度的變化呈現一種非線性波動曲線。各種變數的關聯作用，產生非線性相干效應，出現舊結構向新結構的轉變，形成了一系列地域耗散結構。
（3）喀斯特地域耗散結構的環境效應
喀斯特環境效應實際上就是人類生態系統中自然環境對人類經濟活動的正負反饋作用。人本身屬自然的一部分，人類經濟活動受自然地理環境的約束，地域耗散結構的不同將產生正負環境效應，主要表現為：
1）喀斯特環境的承載容量低。由於喀斯特地域結構是一個具有二元三維的結構體，是一種非平衡的動態有序結構，是一個較為開放的系統，人類經濟活動的加入，給系統輸入的物質和能量常常超過環境本身的容量。一方面，喀斯特岩類90%以上為可溶成分，風化後形成Ca2＋，Mg2＋和
2）喀斯特生態環境的脆弱性。由於喀斯特區域環境系統是一個開放系統，可處於遠離平衡態，因而，由地域結構制約的生態環境是一個脆弱的環境。生物地球化學作用在喀斯特地域耗散結構的形成和保持中起著重要作用，因而也維系了生態環境的質量。由於人口數量的增加，大量森林植被的破壞，使得生態環境的質量惡化，峰叢、峰林山地向裸岩化發展，生物地球化學作用減弱，其地域結構難以維持，主要體現於：①水土流失加劇，自然災害頻繁，土壤肥力下降；②由於大量抽取地下水，建築水利工程，不斷排放污水，其結果是出現污染物從地表向地下三度空間擴散，出現地表滑坡、地裂及地下塌陷，水庫、河道淤塞，水利設施破壞，在水庫范圍內，斷裂帶構造應力的調整產生地震等現象。
3）形成寶貴的環境資源。在這方面，喀斯特地域結構表現為積極的效應。一方面，由於地域耗散結構的特徵決定了喀斯特地區大部分水源分布於地下，地下水豐富，加強喀斯特地域結構的研究、查明地下水的分布特徵是開發利用地下水資源的前提；另一方面，不論是在溶原-丘峰、溶窪-峰叢還是在溶窪-峰盆-峰林、溶原-孤峰地帶，一旦發育地表河流，其特點是流量大、水流急、落差顯著，水能蘊藏量豐富，可以進行梯級開發、綜合利用。如烏江、紅水河等流域的水資源是極其豐富的，被稱為「能源富礦區」。
不同的喀斯特地域結構對應著不同的土地類型，如喀斯特高原峽谷地域類型的高原單元，屬溶原丘壩類型，地形平緩開闊，獲光條件好，土層厚，利於農作物的生長，可進行合理開發。
喀斯特地域結構體廣泛發育地表、地下地貌景觀單元。地表主要有形象各異的石芽、天生橋、石林、孤峰、峽谷、伏流、跌水和瀑布等，地下有大型、奇特而深的洞穴、地下河等，這些地貌特徵構成了天然的風景旅遊區，是一種寶貴的旅遊資源，如桂林-陽朔風景區、雲南路南石林、貴州黃果樹瀑布等。
除了水資源、土地資源和旅遊資源外，喀斯特地區還發育有較豐富的地熱、礦產及生物資源等，它們構成了喀斯特地區的環境資源，是喀斯特地區人類經濟活動的重要場所和物質基礎。
㈥ 黔南岩溶地區表層帶岩溶水資源開發利用模式
張林
（貴州省地質調查院，貴陽 5500040）
基金項目：中國地質調查局項目「貴州重點地區岩溶地下水與環境地質調查」（編號：水［2004］013-03）資助。
作者簡介：張林（1974—），男，地質工程師，主要從事水文地質、工程地質和環境地質工作。
摘要：黔南地區碳酸鹽岩廣布，地表岩溶乾旱缺水十分嚴重。因此，如何合理、有效地利用區內表層帶岩溶水資源就顯得尤為重要。本文著重分析了區內表層帶岩溶水出露的條件，並總結了幾種表層帶岩溶水與「三小工程」相結合來開發利用表層岩溶水資源的模式，這對解決黔南地區乾旱缺水具有一定的實際意義。
關鍵詞：表層帶岩溶水；模式；條件；黔南
貴州省黔南地區碳酸鹽岩廣布，為典型的岩溶峰叢山區，地表水系不發育，岩溶地下水深埋，可直接有效利用的水資源少，岩溶乾旱缺水十分嚴重。目前尚有60餘萬人、40萬頭牲畜、8萬公頃耕地的水源尚未完全解決，年需水量約1.35億m3。因此，如何合理、有效地開發利用區內寶貴的表層帶岩溶水資源就顯得尤為重要。筆者等人目前正在區內開展「貴州省重點區地下水與地質環境調查」項目，對表層帶岩溶水出露的條件及其開發利用模式進行了一定的研究，總結了一些規律，旨在對岩溶峰叢山區如何開發利用表層岩溶水提供一些參考。
1 表層岩溶水出露的條件
貴州省黔南峰叢山區的表層岩溶水主要接受大氣降水入滲補給，其表層岩溶帶中的溶蝕裂隙、溶孔及強風化帶的節理裂隙為表層岩溶水的儲存、運移空間，由於受表層岩溶帶底部相對弱透水層的阻擋改變其徑流方向，在地表適宜地點以表層岩溶泉的形式排泄。通過對調查區內表層岩溶泉出露的條件分析，其出露的條件與地形地貌、地層岩性及岩層的產狀組合等息息相關。
圖1 表層岩溶泉在地貌上出露的比例（%）示意圖
1.1 地形地貌
黔南地區地處貴州高原向廣西丘陵過渡的斜坡地帶，地勢上總體北高南低。由於碳酸鹽岩廣布，為典型的岩溶石山區，其地貌以溶蝕地貌為主，岩溶地貌的組合類型主要為峰叢窪地、峰叢谷地及溶丘窪地。通過對區內調查的表層岩溶泉在地貌分布上的統計分析（圖1），表層岩溶泉出露有如下規律：從溶丘窪地→峰叢谷地→峰叢窪地，呈遞增規律，其中在峰叢窪地地貌區出露表層岩溶泉的比例為在峰叢窪地谷及溶丘窪地地區的2倍左右。表層岩溶水在各類地貌上出露的位置見下表。
表層岩溶泉在地貌上出露的位置
1.2 地層岩性
測區地層從泥盆系至三疊系均有出露，受各類地層在岩性上的差異，表層岩溶泉出露的數量亦不盡相同。由於表層岩溶水出露條件是在表層岩溶帶下部必須要有非可溶層或弱可溶層的存在。區內石炭系中上統黃龍組、馬平組（C2-3hn⁃mp）及二疊系下統棲霞組、茅口組（P1q⁃m），是一套純的厚層塊狀石灰岩。雖然其表層岩溶帶發育，但由於地層的岩性差異不大，岩層中沒有非可溶層或弱可溶層的存在，出露的表層岩溶泉較少。三疊系下統大冶組（T1dy）、二疊繫上統吳家坪至大隆組（P2w⁃d）、石炭系下統大塘至擺佐組（C1d⁃b）及泥盆系中統（D2-3），這幾個層位都有共同的特點是：岩性以石灰岩為主，在發育的表層岩溶帶下部均有一層非可溶層或弱可溶層的存在，出露的表層岩溶泉較多。如三疊系大治組中的表層岩溶水主要是沿一薄層泥質灰岩相對隔水層與表層岩溶含水層的接觸帶出露，石炭系下統大塘組的表層岩溶泉主要是在中厚層灰岩與泥灰岩或泥頁岩的接觸帶出露。
1.3 岩層的產狀組合
圖2 表層岩溶泉在不同岩層傾角上的出露比例（%）示意圖
黔南峰叢山區表層岩溶水的出露不僅與地形地貌、地層岩性有關，而且與岩層的產狀組合關系極大。通過對區內表層岩溶水的出露在岩層產狀組合上的統計分析（圖2），發現有如下規律：岩層傾角越陡，表層岩溶水出露就越少，反之則出露越多；表層岩溶水出露的最佳岩層傾角為0°～15°，岩層傾角大於45°地方，表層岩溶水則很少出露。
另外，區內表層岩溶水出露還與岩層的傾向有一定關系。據調查，大多數表層岩溶泉都是順岩層的傾向方向出露，反傾向方向出露的表層岩溶泉則相對較少。
1.4 植被及土層
植被及土層對表層岩溶帶的發育主要體現在兩個方面，它們既是表層岩溶帶發育的驅動力，又是強化表層岩溶帶中的表層岩溶水調蓄能力的重要影響因素之一。在植被茂密區，生物活動強烈，可增強岩溶作用中的碳循環，使溶蝕作用加強，促進表層岩溶帶的發育；另一方面由於植被覆蓋，在大氣降雨時，可截流部分降水和徑流，加強下滲作用，促進表層岩溶帶的發育。另外在有土層覆蓋的地區，同樣可以截流部分降水和徑流，可增強表層岩溶帶中岩溶水的調蓄能力並促進表層岩溶帶的發育。
通過對區內的表層岩溶泉的調查分析表明：在有植樹被及土層覆蓋條件下的表層岩溶帶，對表層岩溶水的調蓄能力遠遠高於在石漠化條件下的能力，出露的表層岩溶泉較多。
2 表層岩溶水的開發利用模式
區內對表層岩溶水比較常見的開發利用方式主要是結合「三小工程」進行開發利用，但其中的大部分水池、水櫃沒有從表層岩溶水出露的條件上去修建及布局，使這些水池只能靠天降雨蓄水、枯水季乾涸且水質較差。據調查，區內目前60%以上的水池均是如此。因此，如何合理地從表層岩溶水出露的條件上去布局和修建「三小工程」，充分發揮「三小工程」的調蓄功能，使表層岩溶水資源得到充分利用，從而達到解決峰叢山區人、畜飲水的目的。根據控製表層岩溶水出露的條件及一些地區「三小工程」與表層岩溶水有機結合的開發利用模式的研究，總結出了適宜峰叢山區表層岩溶水開發的幾種模式。
2.1 峰叢埡口布局模式
由於峰叢山區的峰叢埡口地帶是表層岩溶水是最易出露的地方，而這些地方出露的表層岩溶水具有位置高、流量動態較穩定的特點。因此，選擇在埡口地帶修建水池是比較合理的一種模式，水池的大小及數量則要根據出露表層岩溶泉水流量的大小及其供水對象的需水量來確定。如羅甸縣深井村翁不六表層岩溶水的開發利用就是一個成功的典範，該表層岩溶泉在地貌上位於一峰叢埡口，出露地層岩性為三疊系下統大治組（T1dy）石灰岩夾薄層泥灰岩，其表層岩溶泉就在灰岩與泥灰岩的接觸部位出露（圖3）。當地居民就在泉口下修建了一個40m3水池，然後利用該水池作為水源點，在其下面根據居民的需求，一家一戶修建一個20～30m3的水池，從而解決了翁不六150人、200頭牲畜的用水問題。
2.2 峰叢斜坡順岩層傾向布局模式
通過上述對表層岩溶水出露條件的分析，測區表層岩溶水的出露與岩層的傾向、傾角關系極大。一般在岩層反傾向方向，表層岩溶水出露較少。因此，在峰叢窪地的斜坡地帶，水池、水櫃宜順岩層傾向有表層岩溶水出露的地方布局及修建。利用此種模式可以使表層岩溶水與「三小工程」有機地結合進行水資源開發利用。如紫雲縣宗地鄉回龍村羊寨窪地中水池的布局（圖4），在窪地的東面斜坡中順岩層傾向方向修建的水池中有水且水質較好，而在西面斜坡中沿岩層反傾方向所修建的水池中，則沒有水。
2.3 窪地底部淺井模式
由於表層岩溶帶中岩溶水的儲集及運移，與表層岩帶下部的弱可溶層或非可溶層關系非常密切。因此，在一些窪地底部受地層岩性的控制，發育的表層岩溶帶下部有非可溶層或弱可溶層的存在，從而在窪地底部形成了表層岩溶水的富集帶。如羅甸縣栗木鄉擺貢村窩氹表層岩溶潭，它由三個岩溶潭組成（圖5），所處地層為三疊系下統大冶組（T1dy），岩性為厚層狀石灰岩。這三個岩溶潭水位較穩定，潭中常年有水，其水量完全能夠解決窩氹20餘人、30餘頭牲畜飲用水及窪地中0.67hm2稻田的灌溉問題。表層帶岩溶水的這種出露形式表明，在同樣的水文地質條件下，可在窪地底部採取人工淺井的模式開發利用表層帶岩溶水，從而解決當地群眾的生活飲用水及部分旱地的灌溉用水。
圖3 貴州羅甸縣翁不六表層帶岩溶水開發平剖面示意圖
1—三疊系下統大冶組；2—灰岩；3—泥質灰岩；4—表層岩溶泉；5—水池；6—居民點；7—A—A′剖面；8—岩層產狀
圖4 貴州省紫雲縣宗地鄉羊寨
表層泉開發利用剖面示意圖
1—石炭系中下統；2—石灰岩；3—表層岩溶泉；4—無水水池；5—有水水池；6—岩層產狀，上為傾向、下為傾角
圖5 貴州省羅甸縣栗木鄉窩氹表層岩溶潭剖面圖
1—第四系；2—三疊系下統大冶組；3—鬆散土層；4—石灰岩；5—岩層產狀；6—表層岩溶帶發育深度界線
3 表層岩溶水開發中值得注意的問題
（1）注意對森林植被層及鬆散土層的保護。由於森林植被層及土層既是表層岩溶帶發育的驅動力，又是強化表層岩溶帶中的表層岩溶水調蓄能力的重要影響因素之一。因此，對森林植被的保護與建設，恢復或提高表層岩溶帶對表層岩溶水的調蓄功能至關重要，同時也是提高生態地質質量的有力措施。
（2）在表層岩溶水開發利用中應從地質學的角度對「三小工程」進行統一合理的規劃和布局。長期以來，區內對表層岩溶水的開發比較隨意，沒有從表層岩溶水出露的條件上去布局和規劃，同時地方相關部門對其也是一個盲點，從而使區內的表層岩溶水沒有得到有效的開發利用，造成了水資源的浪費。
（3）表層岩溶水開發過程應加大經費的投入力度。由於區內人居環境惡劣、經濟作物甚少，農民人均年收入不足500元，對表層岩溶水開發中的必備材料主要靠政府的補貼支持，制約了對表層岩溶水的開發利用。
4 結論與建議
貴州省黔南岩溶峰叢山區，地表水系不發育，岩溶地下水埋深大，可直接利用的水資源少，岩溶乾旱缺水嚴重。由於受地形地貌、地層岩性等因素控制，表層岩溶水含水相對豐富，且具有較好的開發利用條件。本文從地形地貌、地層岩性、岩層的產狀組合、植被和土層幾個方面，分析了表層帶岩溶水出露的條件，總結了適宜於該區對表層帶岩溶水開發的峰叢埡口布局模式、峰叢斜坡順岩層傾向布局模式、峰叢窪地底部淺井模式，這將對區內表層帶岩溶水與「三小工程」結合開發利用岩溶水資源具有實際的指導意義。
但在對表層帶岩溶水的開發利用過程中，應注重對控製表層岩溶帶發育的森林植被層和鬆散土層的保護與建設，同時還應從地質學的角度對表層帶岩溶水資源進行合理的開發利用規劃，並希望相關部門加大對區內表層帶岩溶水開發利用中的經費投入力度。
參考文獻
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㈦ 湖泊沼澤和喀斯特地貌的土地如何利用開發
喀斯特地貌（karst landform）
具有溶蝕力的水對可溶性岩石進行溶蝕等作用所形成的地表和地下形態的總稱。又稱岩溶地貌。水對可溶性岩石所進行的作用，統稱為喀斯特作用。它以溶蝕作用為主，還包括流水的沖蝕、潛蝕，以及坍陷等機械侵蝕過程。這種作用及其產生的現象統稱為喀斯特。喀斯特是南斯拉夫西北部伊斯特拉半島碳酸鹽岩高原的地名，當地稱為Kras，意為岩石裸露的地方。近代喀斯特研究發軔於該地而得名。
喀斯特地貌分布在世界各地的可溶性岩石地區。可溶性岩石有3類：①碳酸鹽類岩石(石灰岩、白雲岩、泥灰岩等)。②硫酸鹽類岩石（石膏、硬石膏和芒硝）。③鹵鹽類岩石（鉀、鈉、鎂鹽岩石等）。總面積達51×106平方千米，佔地球總面積的10％。從熱帶到寒帶、由大陸到海島都有喀斯特地貌發育。較著名的區域有中國廣西、雲南和貴州等省（區），越南北部，南斯拉夫狄那裡克阿爾卑斯山區，義大利和奧地利交界的阿爾卑斯山區，法國中央高原，俄羅斯烏拉爾山，澳大利亞南部，美國肯塔基和印第安納州，古巴及牙買加等地。中國喀斯特地貌分布廣、面積大。主要分布在碳酸鹽岩出露地區，面積約91～130萬平方千米。其中以廣西、貴州和雲南東部所佔的面積最大，是世界上最大的喀斯特區之一；西藏和北方一些地區也有分布。
喀斯特可劃分許多不同的類型。按出露條件分為：裸露型喀斯特、覆蓋型喀斯特、埋藏型喀斯特。按氣候帶分為：熱帶喀斯特、亞熱帶喀斯特、溫帶喀斯特、寒帶喀斯特、乾旱區喀斯特。按岩性分為：石灰岩喀斯特、白雲岩喀斯特、石膏喀斯特、鹽喀斯特。此外，還有按海拔高度、發育程度、水文特徵、形成時期等不同的劃分等。由其他不同成因而產生形態上類似喀斯特的現象，統稱為假喀斯特，包括碎屑喀斯特、黃土和粘土喀斯特、熱融喀斯特和火山岩區的熔岩喀斯特等。它們不是由可溶性岩石所構成，在本質上不同於喀斯特。
喀斯特地貌在碳酸鹽岩地層分布區最為發育。該區岩石突露、奇峰林立，常見的地表喀斯特地貌有石芽、石林、峰林、喀斯特丘陵等喀斯特正地形，溶溝、落水洞、盲谷、干谷、喀斯特窪地等喀斯特負地形；地下喀斯特地貌有溶洞、地下河、地下湖等；以及與地表和地下密切相關聯的豎井、芽洞、天生橋等喀斯特地貌。
喀斯特研究在理論和生產實踐上都有重要意義。喀斯特地區有許多不利於生產的因素，需要克服和預防，也有大量有利於生產的因素可以開發利用。喀斯特礦泉、溫泉富含有益元素和氣體，有醫療價值。喀斯特洞穴和古喀斯特面上各種沉積礦產較為豐富，古喀斯特潛山是良好的儲油氣構造。喀斯特地區的奇峰異洞、明暗相間的河流、清澈的喀斯特泉等，是很好的旅遊資源。
喀斯特地貌下流水侵蝕形成的地下河。在地表常見有石芽、溶溝、石林、漏斗、落水洞、溶蝕窪地、坡立谷、盲谷、峰林等地貌形態，而地下則發育溶洞、地下河等各種洞穴系統以及洞中石鍾乳、石筍、石柱、石瀑布等。碳酸岩分布面積約達130萬km2，喀斯特地貌分布十分廣泛，在我國主要分布在廣西、貴州、雲南等省區，如廣西的桂林山水、雲南的路南石林等馳名中外。
溶洞的形成是石灰岩地區地下水長期溶蝕的結果。石灰岩的主要成分是碳酸鈣（CaCO3），在有水和二氧化碳時發生化學反應生成碳酸氫鈣[Ca(HCO3)2]，後者可溶於水，於是有空洞形成並逐步擴大。這種現象在南歐亞德利亞海岸的喀斯特高原上最為典型，所以常把石灰岩地區的這種地形籠統地稱之喀斯特地形。
按其發育演化，喀斯特地形可分出以下6種。1）地表水沿灰岩內的節理面或裂隙面等發生溶蝕，形成溶溝（或溶槽），原先成層分布的石灰岩被溶溝分開成石柱或石筍。2）地表水沿灰岩裂縫向下滲流和溶蝕，超過100m深後形成落水洞。3）從落水洞下落的地下水到含水層後發生橫向流動，形成溶洞。4）隨地下洞穴的形成地表發生塌陷，塌陷的深度大面積小，稱坍陷漏斗，深度小面積大則稱陷塘。5）地下水的溶蝕與塌陷作用長期相結合地作用，形成坡立谷和天生橋。6）地面上升，原溶洞和地下河等被抬出地表成干谷和石林，地下水的溶蝕作用在舊日的溶洞和地下河之下繼續進行。雲南路南的石林是上述第一階段（溶溝階段）的產物，這里的自然風光因阿詩瑪姑娘的動人傳說而變得格外旖旎。桂林的象鼻山，則是原地下河道出露地表形成的。在廣西境內，經常可看到這種抬升到地表以上的溶洞，俗稱「神女鏡」或「仙女鏡」。
㈧ 喀斯特地貌地區的水資源有什麼特點
喀斯特（Karst)即岩溶，是水對可溶性岩石（碳酸鹽岩、石膏、 岩鹽等）進行以化學溶蝕作用為主，流水的沖蝕、潛蝕和崩塌等機械作用為輔的地質作用，以及由這些作用所產生的現象的總稱。由喀斯特作用所造成的地貌稱喀斯特地貌（岩溶地貌）。喀斯特景觀在我國有著廣泛的分布，如馳名中外的桂林山水、雲南石林等，華南、華北、 東北等地區也有喀斯特地貌分布。岩溶含水層的富水性總的來說是較強的，但是含水又極不均勻。 因岩溶水並不是均勻地遍及整個可溶岩的分布范圍，而是埋藏於可溶岩的溶蝕裂隙、溶洞中，所以往往同一岩溶含水層在同一標高范圍內，或者同一地段，甚至相距幾米，富水性可相差數十倍至數百倍。可溶性岩層大面積出露的地區，岩溶水的上部常是潛水。由於岩溶發育不均勻，岩溶潛水分布亦不均勻。它既具有相互聯系的統一自由水面，又存在徑流相對集中的暗河通道。岩溶強烈發育的山區，岩溶潛水比較集中於地下暗河系統中，地下水位較深，常形成地下富水而地表缺水的現象。在平原地區以及受某些地質結構控制所形成的匯水地區，由於暗河、溶蝕孔洞發育相連，岩溶潛水的分布比較均勻，水位較淺。岩溶水是良好的供水水源，但對於礦坑和地下建築工程施工，常造成災害性突發涌水。大量抽取岩溶水時要注意防止地面塌陷。
㈨ 峰林平原型岩溶水資源可持續開發與利用模式——以桂中新埠江流域為例
夏日元1，2，羅偉權1，2，唐建生1，2，李兆林1，2
（1.中國地質大學（北京），北京100083；2.中國地質科學院岩溶地質研究所，桂林 541004）
作者簡介：夏日元（1963—），研究員，岩溶資源與環境研究中心主任，長期從事岩溶水資源和生態環境調查研究工作。
摘要：針對桂中峰林平原岩溶區水資源環境特點，提出了「挖井鑽孔、節水灌溉與發展高效農業」相結合的水資源可持續利用模式。即挖井鑽孔，建設抽水型地下調節水庫，解決區域性乾旱問題；節水灌溉，發展節水型生態農業，提高取水和供水經濟效益；調整用地結構，水資源調蓄—高效種植—高效養殖—生態建設相結合。水資源開發有四方面具體措施：①碎屑岩補給區興建山塘聯合水庫，解決城鎮供水問題；②尋找徑流帶打機井，解決分散居民供水問題；③挖大口井開發表層岩溶系統地下水，解決農業灌溉用水問題；④地下水溢出帶修建排澇和供水渠網，供水與防澇相結合。
關鍵詞：水資源；可持續利用；峰林平原；桂中
桂中峰林平原岩溶區主要分布於廣西中部和東北部，涉及約20個岩溶縣（市），總體特徵為：地形平坦，耕地連片，地下水埋藏淺，水資源和光熱資源豐富，是岩溶區不可多得的農業基地。本文以廣西賓陽縣新埠江流域為例，在1/5萬水文地質和環境地質調查的基礎上，在考慮水資源開發利用與生態建設和經濟發展相結合原則的前提下，進行了岩溶水資源綜合開發利用規劃，提出了不同岩溶環境類型區水資源開發利用方式和具體措施。並通過示範，實現了以水資源的可持續利用，支持當地社會經濟的可持續發展。
1 水資源環境特徵
（1）地質條件。區內出露的地層有寒武系、泥盆系、石炭系、二疊系、白堊系和第四系。以碳酸鹽岩岩性為主，其分布面積占流域總面積的75%，碎屑岩分布於邊緣地帶。褶皺寬緩，地層產狀平緩；斷裂構造偏少，主要有北東向發育的4條斷裂帶，它們切斷了向斜翼部地層，使泥盆系—石炭系的碳酸鹽岩地層呈疊瓦狀重復出現。這些特徵控制了區內岩溶發育和水資源分布的總體格局。
（2）地形地貌及耕地資源條件。碎屑岩組成的地貌多為中高山，標高200～300m，最高峰為673m；碳酸鹽岩區則為典型的孤峰、殘峰溶蝕平原，標高90～105m，地勢平緩開闊。土層厚度0～10m。耕地面積占土地總面積的15%～20%，其中水田佔耕地的60%～70%，旱地佔耕地的30%～40%。人均耕地0.08hm2左右，高於西南岩溶區平均水平。
（3）土壤特性。由於滲漏、淋溶作用強，致使土壤結構疏鬆，涵水、保肥能力差，調節功能弱，土壤養分流失嚴重。有機質含量一般小於1%～2%，土地瘦瘠，低產田地多。
（4）岩溶發育特徵。岩溶發育強烈，裸露區石山峰體上多見有數層溶洞，腳洞、側洞、穿洞和岩溶泉較為普遍；覆蓋區溶蝕—堆積殘丘平原上，表層岩溶系統的岩溶化極強，漏斗、豎井、落水洞、地下河天窗、溶洞和地下河管道等構成物質與能量迅速滲漏轉移的復雜介質結構；局部地勢較低部位常形成寬而淺的窪地，石芽、「石海」遍布。
（5）水文地質條件。地表除水系幹流外，多無常年性水流。碎屑岩地區和峰叢山區為地下水的補給區，峰林平原為徑流區，孤峰平原則為溢出帶。地下淺部水位變動帶附近橫向洞穴比較發育，溶隙比較均一。地下水以分散的水平運動為主，水力坡度緩，具有基本統一的潛水位；飽水帶發育岩溶地下河系統，一般匯水面積較大，以集中排泄為主，非均一性強；大氣降水、地表水和地下水交替強烈，地下水動態不穩定；地下水埋藏較淺，枯季水位埋深10～30m，雨季僅數米甚至溢出地表。
（6）乾旱缺水狀況。降水時空分布不均，農作物需水高峰期（4～5月和9～10月）降雨量偏少，旱災頻繁。據多年資料統計，春旱出現頻率為25.9%，秋旱頻率為19.1%。水利設施不足，地表水利工程所需投資大、運行成本高，地下水開發利用率僅有20%～30%，耕地有效灌溉面積僅佔50%左右。流域內年平均受旱面積達60萬hm2，平均每年減收糧食18.34萬t，減收甘蔗55.41萬t，經濟損失超過10億元。黎塘鎮有647hm2水田因缺水而改為旱田，每年缺水量為340萬m3；和吉鎮51個自然村中尚有43個自然村和鎮政府所在地飲水未解決，2003年全鎮種植甘蔗1800hm2，因乾旱枯死近667hm2。
（7）開采地下水引起了岩溶塌陷等環境地質問題。黎塘城區目前開采地下水的單位51家，日開采地下水量4.0萬m3，高峰期7.2萬m3，枯水期地下水超采量3萬m3/d。因超采地下水引起岩溶塌陷320多處，波及面廣，危及建築物及人身安全。
2 水資源可持續利用模式與措施
由上所述，水資源是制約桂中岩溶地區社會和經濟發展的關鍵要素，水資源的有效利用，總體應採取聯合調控的方式，水資源開發—節水利用—產業結構調整—生態建設相結合，即採取「挖井鑽孔、節水灌溉與發展高效農業」模式。
2.1 挖井鑽孔，建設抽水型地下調節水庫，解決區域性乾旱問題
該類型區開挖大口徑井和鑽井建機井的條件比較有利，開發投資少、周期短、取水成本低。抽水型地下調節水庫的基本原理為：利用峰林平原淺層岩溶化強、儲水性和透水性好的特點，在農作物需水的乾旱季節過量開采中深層地下水，形成調節空庫容，雨季來臨後通過天然入滲而恢復地下庫容。
根據新埠江流域水資源分布規律和開發現狀，區內不同岩溶環境類型區水資源開發利用具體措施（圖1）為：
圖1 新埠江流域水資源綜合開發利用規劃圖
1—流域邊界；2—地表水系；3—地下河；4—分區界線；5—地下水開發利用點；6—興建山塘聯合水庫區；7—打機井開發徑流帶地下水和挖大口井開發表層岩溶系統地下水區；8—修建排澇和供水渠網和挖大口井開發表層岩溶系統地下水區；9—打機井、挖大口井和供水渠網綜合開發區
（1）碎屑岩補給區興建山塘聯合水庫，解決城鎮供水問題。黎塘鎮現有居民20多萬人，主要以地下水和新埠江為供水水源地。由於抽取地下水引起了岩溶塌陷等一系列地質災害和水質污染問題，已經進行了控制開采。而東南部碎屑岩區，原有6處小山塘水庫，未能有效利用。該區距黎塘鎮僅2～3km，地勢高出60～80m，供水條件較好。故將原山塘水庫擴建並串聯成聯合水庫，增大庫容和供水能力，作為黎塘城鎮居民供水水源。
（2）尋找徑流帶打機井，解決分散居民供水問題。流域內村民居住較為分散，一般3～4km有一個自然村，每個村200～400人。原居民飲用水源為地表低窪水塘和少量大口井，旱季乾枯，農田和生活污染嚴重，水量和水質均得不到保證。區內泥盆系下統（D3）和石炭系下統（C3）岩性較純，發育有富水性較好的條帶狀蓄水構造，在岩性接觸帶和斷裂部位形成了地下徑流帶或地下河，從而具備了打深井供水的條件。可採取在分散自然村每個村打1口機井，集中供應飲用水。井深一般60～80m，水質較好；井間距3～4km，不會引起大面積水位下降及地質災害問題。
（3）挖大口井開發表層岩溶系統地下水，解決農業灌溉用水問題。區內碳酸鹽岩之上土層覆蓋厚度0～10m，在土岩接觸帶附近及其下10m范圍內存在一個岩溶發育相對較強的岩溶帶，岩溶形態以溶溝、溶槽和溶蝕裂隙為主，賦存有地下水，但儲水量不大。可採取打淺井和開挖大口井方式，分散利用此類水資源。井深一般10～20m，井間距50～100m。由於流域內地表水利設施不完善，無供水渠網，採取該方式開發表層岩溶系統地下水，可有效解決農業灌溉用水問題，而且成本低，帶來的環境問題少。
（4）地下水溢出帶修建排澇和供水渠網，供水與防澇相結合。峰林平原岩溶區地下水溢出排泄帶一帶，由於地勢低窪，雨季地下水位一般上升到地表，產生洪澇災害，淹沒農田；而旱季地下水位又迅速下降，造成乾旱缺水。此類地區宜進行農田改造，修建蓄水池塘、開挖大口井、開挖排洪溝與建設供水渠網相結合，從而既解決防洪排澇問題，又解決乾旱缺水問題。
2.2 節水灌溉，發展節水型生態農業，提高取水和供水經濟效益
水資源的有效利用不僅要在源頭上尋找水源，合理開發，而且要在利用方式上進行攻關，提高水資源利用率。具體措施有：採取噴灌、滴灌、移動式灌溉等節水灌溉技術；進行土壤持水能力改良，包括生物蓄水保肥和保水技術，引進需水量少的高效、優質品種等，增強抗旱、減災能力；進行產業化開發，提高取水和供水經濟效益。
2.3 調整用地結構，水資源調蓄—高效種植—高效養殖—生態建設相結合
包括改良水資源和土資源配置關系，調整用地結構，擴大經濟果林面積；合理調整農業產業結構，減少高耗水作物種植面積，擴大高效旱作如瓜果、蔬菜、葯材等經濟作物的種植面積；營造生態經濟林，提高森林覆蓋率和涵養水源功能，治理水土流失和石漠化，改善平原區小氣候等。
3 示範成果
（1）飲用水方面。通過詳細調查水文地質條件，並開展地球物理探測工作，確定了流域內可以供水的優選井位。在和吉鄉的伶俐、巴窄等6個村已實施了鑽探成井，村民用上了自來水，三六、大吉等村的井位也已確定。和吉鄉政府所在地，由於處於地勢較高的分水嶺和石炭系弱含水帶部位，飲用水長期未能解決，居民用水依靠用車到十多公里以外拉水。本次研究通過反復調查和勘探，發現了溶蝕裂隙型含水層，打成了1口供水井，出水量360m3/d，解決了長期缺水問題。
（2）表層岩溶系統地下水開發方面。在黎塘鎮謝村橋美示範區，開挖岩溶淺井6個，井深10～20m，在土岩接觸帶附近和基岩頂部岩溶強風化帶獲得了可以供水的含水層。實現保水灌溉面積約233hm2，大大改善農業生產條件。
（3）發展節水型生態農業方面。在黎塘鎮謝村橋美建成了以蔬菜為主的高效農業基地，面積達約167hm2。其內鋪設節水灌溉輸水管9240m，開展固定式噴灌試驗約33hm2，管灌約27hm2，移動式噴灌約107hm2，實現了水資源的高效利用。
（4）調整用地和產業結構方面。引種早熟品種無核黃皮和大果枇杷約26hm2，火龍果約13hm2，甜瓜約13hm2；連片種植牧草約15hm2，在河邊、村邊等閑荒地分散種植6.7hm2，建良種牛養殖場2個，開展了岩溶區種草養殖業試驗。
通過上述措施，不僅解決了飲用水和農業灌溉用水問題，增強了防旱抗旱能力，而且促進了農民增產增收和生態環境的良性循環。橋美示範區蔬菜總產值達1300多萬元，增收20%～30%；火龍果已進入掛果期，每公頃收益達1.5萬元；蘿卜每公頃產量由過去的3萬kg提高到現在的5.25萬～7.5萬kg，年產值達235萬元，增收125萬元。
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㈩ 請問關於喀斯特的經濟發展
我國是喀斯特資源富集區，雄奇秀麗的喀斯特景觀大多生長在邊遠貧困地區，隨著喀斯特旅遊資源的開發，喀斯特地區脫貧致富奔小康的進程不斷加快。認真研究喀斯特地區資源開發與區域經濟發展的關系及其資源轉化規律，是該地區黨委政府面臨的重大課題。
一、喀斯特資源特性及其對區域經濟發展的影響
自然資源是人類賴以生存的重要基礎，是區域經濟發展的重要要素。包括區域的地理特徵、氣候特徵、水文特徵和土地、生物及礦藏資源等在內的自然資源條件。喀斯特資源是一種獨特的景觀資源，所謂「喀斯特」，是指水和可溶性岩石相互作用而產生的一種物質地質作用。水在可溶性岩體表面及岩體內不同方向的裂隙中進行循環時，產生溶蝕及一定程度的機械沖刷作用，使岩體表面及內部形成一種獨特的溶蝕地貌景觀。喀斯特資源主要有如下三個特性：
不可再生性 上億年形成的喀斯特景觀資源不僅是十分有限的，而且是不可再生的。因此，從人類社會可持續發展的角度出發，針對喀斯特資源的不可再生性，合理利用和有效保護資源顯得尤為重要。
觀賞性 這是喀斯特資源最獨特的性質。規模宏大、氣勢雄偉的山峰，千姿百態、栩栩如生的石林、石鍾乳構成一幅幅令人驚嘆、使人賞心悅目的壯麗畫卷。充分認識和把握喀斯特資源的獨特性，推動資源優勢向旅遊產業優勢轉化，是喀斯特資源開發的關鍵所在。
區域性 任何一種資源在地球上的分布都是不均衡的，無論在數量上或質量上都有顯著的地域差異。每一種自然資源都有其特殊的地域分布規律，喀斯特資源更是如此。興文喀斯特與雲南、貴州喀斯特分布是不同的，這種分布和組合上的差異，會對資源的開發利用產生重大影響。
整體性 每一個區域的各種自然資源要素彼此有生態上的聯系，形成一個整體，即自然生態系統。其中一種資源的開發利用，就可能引起系統中其它資源或環境區域內喀斯特水資源、動植物資源的開發利用。這種整體性特徵要求人們在自然資源的開發利用中，堅持合理研究，綜合開發，揚長避短的原則。
喀斯特資源是非常有限而且十分寶貴的景觀資源，合理開發、有效保護這種資源，對區域經濟發展具有重要的影響。
1、喀斯特資源的數量多寡影響區域旅遊發展的規模。自然資源是區域生產發展的自然物質基礎，某種自然資源的數量越多，利用該自然資源發展生產的規模可能越大。當喀斯特景觀在一個區域分布越大，旅遊開發的規模和潛力在這個區域就可能越大。桂林、雲南等地的旅遊開發，是以喀斯特資源的擁有量為基礎的。
2、喀斯特資源的質量及開發利用條件影響區域生產活動的經濟效益。同一種資源，其質量及開發利用條件不同，則開發利用的方式不同，開發利用過程中的成本投入、勞動生產率、產品質量、市場銷售等也不同，經濟效益存在差異。例如，國家級風景區與世界遺產同樣是風景名勝區，但由於資源的品味和質量不同，開發的層次與方式不同，其產生的效益也就不同。一般說來，資源的質量越高，開發的條件越好，對區域經濟的帶動和影響越大。
3、喀斯特資源的地域組合影響區域產業結構。自然資源是產業發展的基礎，有某種資源，就有可能發展起以開發利用該種資源為主的產業。喀斯特資源豐富的地區，往往形成以旅遊為主導的地區經濟結構。例如興文地區，過去第三產業不發達，賓館飯店甚少，隨著近年來喀斯特景區的開發，逐步形成了以農副產品加工、旅遊產品加工、餐飲娛樂業為主的經濟結構。生產的區域分布與資源的地域分布有很大的吻合性。
二、 興文喀斯特資源的開發利用現狀
四川省宜賓市興文縣位於四川盆地與雲貴高原的過渡地帶，系烏蒙山北端山脈。北與江安、納溪兩縣相鄰，東連敘永縣，南與雲南威信縣接壤，西靠珙縣、長寧兩縣。全縣幅員面積1362平方公里，轄21個鄉鎮，322個村，42.84萬人，其中5個苗族鄉，3.6 萬苗族人口，是四川省最大的苗族聚居地。興文屬邊遠貧困山區縣，曾為國家級貧困縣。2002年，全縣國內生產總值11.71億元，全社會固定資產投資3.27億元，地方財政收入2976萬元，農民人均純收入2076元。
興文是我國喀斯特地質地貌發育典型地區之一，廣泛分布的喀斯特資源，形成了如天泉洞和大、小岩溶漏斗，岩溶峽谷以及眾多的地表石芽、峰叢、峰林等許多珍貴的岩溶地質地貌奇觀，著名洞穴專家朱學穩教授曾對興文石林這樣評述：「世界級規模的漏斗，大量的流入型洞穴，完整的喀斯特流域，優良的喀斯特發育條件，漫長的喀斯特演化歷史，古今不同階段喀斯特發育的疊置、繼承和新生，構成了『興文式』 喀斯特發育的基本特色。」許多考察過興文喀斯特景觀的專家也一致認為，如此完整的喀斯特景觀，實屬國內第一，世界罕見，可稱喀斯特博物館，是一部罕見的岩溶教科書。
大自然賦予興文人民如此美麗的喀斯特景觀，為興文縣域經濟的發展，創造了豐厚的物質基礎和有利的條件。然而在喀斯特旅遊資源的開發利用過程中卻經歷了漫長而曲折的歷史。
興文利用喀斯特景觀資源發展旅遊業，起步早、發展慢，早在1980年5月1日，石海洞鄉風景區就對外開放。1986年，「石海洞鄉」風景區成為第一批省級風景名勝區。黨和國家領導人胡耀邦、宋任窮、張愛萍等先後觀光視察。省、市有關領導多次親臨景區指導工作。史學家、地學家和大專院校相關專業師生紛紛前往景區考察，進行直觀教學。「石海洞鄉」景區知名度不斷提高，遊客與日俱增，1980—1985年，遊客由3萬多人次增加到9萬多人次，5年間共接待中外遊客39萬多人次。
隨著我國改革開放的不斷深入，經濟社會的不斷發展，全國眾多的風景名勝區在八十年代中後期迅速崛起，而且景區的開發建設水平逐步提高，就連離石海洞鄉僅40公里的蜀南竹海也加快了開發步伐，走在了前頭。而石海洞鄉由於種種原因從八十年代後期開始，遠遠落在了全國眾多景區的後面，遊客逐年下降，2001年僅2萬人，出現了瀟條冷落、員工思走、事業衰敗的慘狀。由於喀斯特資源優勢沒有轉化為旅遊產業優勢，縣域經濟的發展從戰略上講也尚未出現突破性的進展和根本性變化。
回顧興文喀斯特資源開發的歷史，可以看出，有了豐富的資源，並不一定就能夠培育出好的產業，區域經濟的發展也並不一定有新的突破。怎樣變喀斯特資源優勢為旅遊產業優勢和區域經濟優勢，的確需要我們認真反思和總結。
1、在一個既邊遠貧困，而喀斯特旅遊資源又富集的地區，如何加速縣域經濟發展，需要我們理清思路，明確目標，調整結構，突破重點，以最快的速度將資源優勢轉化為經濟優勢，從而帶動喀斯特地區人民脫貧致富奔小康。
2、縣域經濟的發展必須打破常規，必須充分認識自身的縣情、自身的優勢和劣勢、自身的經濟特色和在全國乃至全球的位置，找准戰略突破口，只有在突破口上真正突破，在優勢和特色上做文章，資源的轉化才能進入良性發展的軌道。如能乘勢而上，不斷開拓創新，縣域經濟的發展戰略就能如期實施和實現。
3、喀斯特景區的開發，體制、人才、資本是三大關鍵性要素。而體制又是關鍵之關鍵。石海洞鄉開發從1980年至2001年20年間投入僅300萬元，關鍵是體制障礙。不消除體制障礙，不突破舊的框框，不改革創新，就抓不住關鍵，就很難解決景區開發的投入問題。
4、喀斯特地區產業結構的調整，應當從可持續發展的戰略高度，緊緊圍繞喀斯特旅遊資源的開發來帶動和推進。結構調整的關鍵是培育什麼樣的主導產業和輔助產業，如果主導產業選得不準確，或主導產業過多，必將給區域經濟的發展帶來不可估量的損失，甚至導致區域經濟停滯不前。比如，喀斯特地區旅遊資源豐富，同時地下礦產資源也比較豐富，是開發旅遊資源為主，還是開發煤、硫資源為主，從戰略上講，從經濟全球化和消費需求不斷升級的趨勢講，主導產業的選擇是無疑的，喀斯特地區必須從可持續發展的戰略高度出發，以開發喀斯特旅遊資源為主導，這是興文22年開發歷史得出的基本結論。
三、 興文喀斯特資源開發與縣域經濟的跨越式發展
經濟全球化進程的加快，以及我國加入WTO所帶來的機遇和挑戰，又一次沖擊著喀斯特地區的人們，特別是喀斯特地區的各級領導幹部。面對日趨激烈的市場競爭和嚴峻的挑戰，他們不得不重新審視自己的優勢和劣勢，不得不重新選擇和尋找自己的發展道路。
（一）主導產業的選擇與培育
區域經濟的發展，首先確定的是發展什麼，其次才是怎麼發展。因此，地方黨委政府很重要的任務是從戰略上研究和抉擇區域經濟發展的主導產業是什麼？怎樣加快主導產業的發展？
所謂主導產業，即帶頭產業，即能帶動整個區域產業發展的產業或產業群體。主導產業是區域經濟的核心，它決定著區域經濟的發展方向、速度、性質和規模，並體現出某一區域在全國勞動地域分工中的地位。主導產業確定的方法一般應從定量、定性及綜合分析三方面著手。本文主要以興文為例從綜合分析的角度進行論述，並從區域優勢與劣勢的分析比較中來看興文選擇旅遊為主導產業的必要性和可行性。
首先，從區位優勢看。興文遠離大市場，距省會成都480公里，離中等城市宜賓108公里、瀘州86公里，區位幾乎無優勢可言，是典型的邊遠貧困山區縣。由於區位邊遠，該地區經濟社會發展的歷史基礎較為薄弱。
其次，從資源優勢看。如前所述，興文喀斯特資源極為豐富，是全國聞名的喀斯特旅遊景區之一，有省級風景名勝區僰王山，更有世界地質公園、國家地質公園、國家級風景名勝區興文石海。同時該地區礦產資源也極豐富，其中煤炭儲量11億噸，硫鐵礦135 億噸，鹽礦48億噸。由於煤礦開采已近30年，盡管目前該產業還是財政收入的主要來源之一。但開採煤礦所帶來的環境破壞、安全事故頻發等負面影響，其資源優勢逐漸向資源劣勢轉化。
第三，從技術優勢看。興文長期以采礦業為支柱產業，產品大多為初級產品，技術含量低，生產技術設備落後，勞動力技術素養不高，新技術的掌握程度較低。從戰略上看興文以礦山開采業為主導產業是缺乏比較優勢和持續的市場競爭力的。
第四，從產業優勢上看。興文縣的一產業和二產業都比較落後，比較傳統，規模小，現代組織化程度低，比較優勢不明顯。而旅遊產業特色明顯，規模宏大，檔次很高，特別是隨著人們生活水平的提高和消費需求的不斷升級，以喀斯特自然景觀為主體的興文旅遊產業具有十分突出的產業優勢，如開發培育得好，完全有可能走向全國，走向世界。
由此可見，雖然興文的喀斯特旅遊資源和礦產資源都很豐富，相對於其它產業來說，目前都是不可缺少的產業支柱，但無論從可持續發展的長遠考慮，還是從產業自身的綜合條件分析，以采礦業為主導顯然是不合適的，必須將縣域經濟的重心轉移到喀斯特旅遊資源的開發建設上來，在旅遊主導產業的培育上走出一條新路子，從而全面帶動區域經濟的跨越式發展。
（二）戰略突破口的確立與資源的保護
主導產業的培育壯大是一個紛繁復雜的系統工程，喀斯特地區尤其應該緊密結合自己的具體實際，分清輕重緩急，選准戰略突破口，堅持不懈地求突破，逐步實現資源優勢向經濟優勢的轉化，最終促進縣域經濟的繁榮和良性循環。興文縣的特色和優勢集中在興文石海，旅遊業的潛力和希望也在興文石海。興文石海的開發建設已經具有一定的基礎，打好興文石海這張牌，建好興文石海這個龍頭，帶動全縣喀斯特資源的開發，是實現旅遊產業振興和發展的戰略突破口。有了點上的突破，才有面上的跨越式發展。
申報國家重點風景名勝區是關鍵。從1996年開始，興文縣委、縣政府從經濟社會發展的長遠戰略出發，重新啟動興文石海國家重點風景名勝區的申報，之後相繼啟動了國家地質公園、世界地質公園的申報，傾全縣之力進行廣泛爭取，經過六年的艱苦努力，2002年5月，興文石海正式被國務院批准為國家重點風景名勝區，於2004年3月被批准為國家地質公園，於2005年2月被批准為世界地質公園，從而為興文旅遊的發展奠定了堅實的基礎，同時也為經濟社會的跨越帶來了千載難逢的歷史機遇。
關閉景區周圍硫磺廠是重要舉措。川堰廠和興堰廠是當時興文石海周圍最大的硫磺廠，就業人數達到2000餘人，曾經是興文有名的支柱企業。由於川、興兩礦的過度開采，興文石海不僅淪為重要的礦渣堆積地，同時由於嚴重的大氣污染，整個興文石海景區幾乎寸草不生。因此，1996年，在經過關礦與不關礦的艱難抉擇後，痛下決心，對川、興兩礦實行關閉破產，徹底根除了這顆生長在興文石海風景名勝區上的毒瘤，為興文石海景區資源的有效保護邁出了實質性的步伐。
旅遊環線公路建設是基礎。行是旅遊產業六大要素中的重要一環。旅遊要發展，交通要先行，公路建設對於旅遊開具有十分重要的作用。90年代末期，興文縣把公路建設作為推動旅遊發展的重要內容，全縣先後投資近一個億，修建了晏仙路、興石路、古高路、晏博路等100公里旅遊環線高等級水泥路，溝通了與區外大環境的聯系，縮短了與大市場的距離，為喀斯特地區的旅遊開發和區域經濟發展奠定了重要的基礎。
（三）關鍵環節上的創新與高起點建設
喀斯特地區大多是貧困地區，因此在抓發展、抓資源轉化的過程中要敢於和善於在關鍵環節上創新和突破。興文是一個貧困山區縣，財源支柱缺乏，財政十分困難，但在旅遊開發上始終堅持高起點、高標准、高質量、高效率，全力打造世界一流旅遊品牌。首先是體制改革。針對旅遊業起步早、資源轉化慢和投入不足的現狀，大膽推進石海洞鄉原國有公司的改制，組建了國有控股的新的股份制公司。其次是高起點規劃。全縣投入100多萬元聘請資深專家對全縣旅遊總規和詳規進行修編和完善，整合全縣旅遊資源，為旅遊業和可持續發展奠定基礎。第三是高規格建設。聘請了全國知名的總風景師、總規劃師、高級工程師等專家親臨興文石海實地勘察，進行科學合理的規劃設計。投入近8000萬元快速推進山門、遊人中心、苗族文化廣場、人工湖、棧道、停車場、星級廁所等65個主體工程建設，對洞內景觀進行燈光全面改造，對景區居民進行遷移，對180餘座墳山進行搬遷，讓景區更自然、更美麗、更人性、更具吸引力。第四是開發環境的營造。一方面在全縣上下進行廣泛宣傳，形成共建旅遊大縣的共識。另一方面大力實施「百里綠色長廊」工程，對旅遊環線和景區可視范圍實行退耕還林。再一方面引入民間資本投入賓館飯店、旅遊食品、旅遊紀念品等相關產業的開發，不斷延長旅遊產業鏈，在短短的一年多的時間里先後建成了三星級賓館「洞鄉大酒店」，二星級的「銀峰賓館」、「興文大酒店」、「溫水溪度假村」。「石海旅遊商品公司」、「敬師酒業」、「搏旺筍業」、「石海泡菜」等一系列旅遊食品、旅遊紀念品開發公司相繼組建並投入運行。
（四）旅遊大縣框架的建立和戰略目標的實現
興文的縣情、興文的資源和區位特點決定了必須按照建設旅遊大縣的要求做強做大旅遊產業。建設旅遊大縣不僅要求加大對旅遊主導產業的培育和發展力度，推進旅遊資源優勢向經濟優勢的轉化，提高旅遊產業占國內生產總值的比重，關鍵是要充分發揮其主產業鏈和主帶動作用，實現主導產業和輔助產業的協調發展，從而推動縣域經濟發展的整體跨越。這就要求當地黨委政府站在區域經濟發展的戰略高度，充分把握本地實際，構建科學合理的縣域經濟結構。興文縣在總結多年旅遊開發的經驗教訓的基礎上，提出了建設旅遊大縣的基本框架，即以石海—博望為龍頭，以僰苗文化為依託，以特色城鎮為支撐，以優質服務為配套，並按照這個框架的總體要求，通過3—5年的艱苦奮斗，基本建成旅遊大縣。
在旅遊龍頭企業的培育上，全面完成興文石海和僰王山開發建設工程，打捆申報世界自然遺產。與此同時完成對九絲王城、仙峰山、太安石林及其它景點的開發建設，加大景區規劃實施的監督力度，始終堅持高起點、高標准、高質量、高效率地開發建設，真正整合全縣旅遊資源，形成旅遊開發的最大合力，構建大旅遊管理體制。
在僰苗文化底蘊的挖掘上，充分利用相關專業人才，追溯僰苗文化歷史，開發出具有民族特色的文化節目和文化商品，形成更加濃郁的地方民族風情和民族特色。
在特色城鎮的建設上，堅持以建設山水園林旅遊縣城為目標，積極實施好宋江河以及紡花溪的治理和開發利用工程，搞好沿河沿溪休閑地帶綠化的設計和實施，推進縣城凈化、亮化、綠化和美化的進程。同時以建設特色小城鎮為原則，根據旅遊發展的需要，結合小城鎮歷史、文化和經濟發展現狀，突出川南民居和旅遊特色，搞好小城鎮規劃和建設，努力做到旅遊環線鄉鎮實現「一鎮一景」。既為旅遊開發增加新亮點，又為廣大農民增收拓展更加廣闊的空間。
在配套服務的完善上，加強旅遊職業技術教育，全面提高旅遊從業人員的綜合素質，同時大力培育中介組織，拓寬旅遊和旅遊商品的銷售渠道；農業和工業圍繞旅遊產業的發展壯大來推進，發揮興文豐富的農副產品優勢，突出地方特色、民族特色，在旅遊產品、旅遊紀念品精巧、新穎上下工夫，為培育壯大旅遊產品開發經營企業提供優質服務；大力發展餐飲、娛樂、休閑等相關產業，改造並提升賓館檔次，快速推動第三產業發展，初步形成吃、住、行、游、購、娛為一體的旅遊服務體系和縣域經濟發展的支柱性網路。
旅遊大縣框架的提出和建立，不僅為旅遊發展勾畫了宏偉的藍圖，而且對當年和以後的旅遊開發提出了更加明確的目標，有效避免了旅遊開發的盲目性、短期性和無序性，保證了旅遊業和整個縣域經濟的健康穩步發展。