岩溶塌陷与地下水危机

文/马志飞

据新华网报道，从今年元月至2月24日，位于湖南省洞庭湖区的益阳市岳家桥镇岳家桥、黄板桥等村发生大面积的岩溶塌陷地质灾害，共计693处，主要出现在河道、农田中，有的坑深度能达到30多米，上千当地村民的生产生活受到影响。

几乎在同一时段，中国气象局报道我国云南大部、四川西南部气象干旱持续发展，2月以来，云南大部、四川西南部降水量不足10毫米，较常年同期偏少8成以上。由于持续少雨，导致部分地区旱情持续或发展。

2012年初，由国土资源部、水利部等十部委联合编制的《2011年—2020年全国地面沉降防治规划》获得国务院批复。《防治规划》指出，目前全国遭受地面沉降灾害的城市超过50个，累计地面沉降量超过200毫米的地区达到7.9万平方公里，并有进一步扩大趋势。

看似三则互不相关的新闻，可是背后却有着千丝万缕的联系。岩溶塌陷、干旱、地面沉降无一例外的都与地下水有关系。

首先，说说岩溶塌陷。岩溶塌陷是碳酸盐类岩石长期在含有二氧化碳的水的作用下形成空洞并在地表发生坍塌的一种地质现象。在自然界中，石灰岩、大理岩、白云岩等碳酸盐类岩石最容易发生岩溶现象，构成这类岩石成分的碳酸钙在含有二氧化碳的水的作用下，溶解为钙离子和重碳酸根离子而被水带走。所以，碳酸盐类岩石在特定的地质条件与气候条件下，并在各种机械作用下如流水侵蚀等，易于产生大小不一的空洞和各种形态的岩溶地形。

在岩溶作用强烈的地方，长年累月的发展，地下形成的空洞一旦造成顶部岩层坍塌，便会在地表形成坑的形状。虽然塌陷坑出现在地面，但其形成过程却是始于天空。当雨水它从大气中降落时，不可避免地会携带微量的二氧化碳，如此一来，降落的雨水就具有了弱酸性，它透过土壤和地表浅层的沉积物渗入基岩，就会慢慢地将其溶解，并最终发育成岩溶塌陷。

一般而言，当有洪水等重大自然灾害发生时，岩溶塌陷发生的概率会大大增加。2010年入夏，我国不少地区多次出现大范围强降雨天气，数个省区持续暴雨，局部地区还出现了突破历史同期极值的强降雨，长江流域水灾持续，上游多次出现特大洪峰，并超过了1998年大洪水以来的最大流量。与此同时，地质灾害猛增。除了大量的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害之外，更多的就是不断出现的地面塌陷，如四川宜宾先后出现28个塌陷坑，6月在广西来宾出现4个大坑……这些塌陷坑中，很大一部分都是属于岩溶塌陷。

再说说干旱。在历史上，干旱就是最常发生的一种灾害，特别是在近现代时期，旱灾出现了愈演愈烈的趋势，成为当前世界各国人民的一个“劲敌”。因干旱具有特殊的地域性和周期性，所以对人们的影响往往也是大范围的。

干旱最直接也最严重的后果就是降低地下水位，造成居民生活饮水困难。以首都北京为例，目前，北京市人均水资源量是国际人均1000立方米的缺水警戒线的十分之一，仅仅为100立方米！近年来，由于北京人口增长、降水稀少、地下水位不断下降等因素的影响，造成水资源一直处于短缺状态，有媒体称北京为中国最“渴”大城市。

其实不仅仅是北京，整个华北平原都处于类似的状态。我国华北平原包括北京、天津、河北、山东和河南等省（市）的平原，面积为14万平方公里。这里人口稠密，经济繁荣，工农业用水超过70%是依靠地下水，由于地下水的长期超量开采，华北平原现已成为世界上超采地下水最严重的地区之一。官方通报显示，华北地下水超采达1200亿立方米。由于地下水的超采，直接导致了一种十分缓慢却危害严重的地质灾害——地面沉降，华北平原因地面沉降面积巨大而被称为“华北大漏斗”。

地面沉降是地表的高程在一定时期内不断降低的环境地质现象，通常是指大面积的地面下沉，它属于一种缓发性地质灾害，沉降速率一般比较缓慢，常为每年数毫米或数厘米，而且一旦发生，往往范围较大，还会存在一处或者多处沉降中心。虽然形成地面沉降的原因有很多，但主要还是人类活动造成的。人类开采松散地层的地下水，降低了地面承载力甚至产生地下漏斗。因此，地面沉降大多发生于人口稠密、工农业迅速发展的地区，特别是大量抽取地下水的地区，我国华北地区、长江三角洲地区和汾渭盆地即是这样的典型区域。

综合考虑以上三种灾害，我们就会发现，“水”在其中扮演中重要角色。

地球上的水分布在海洋、湖泊、河流以及大气、生物体、土壤和地层之中。理论上讲，地球上的水资源是一个动态的、周而复始的过程，在太阳辐射、地心引力等作用下，水资源通过地面蒸发和海面蒸发、植物蒸腾作用进入大气，然后通过水汽输送在某一个地方降落形成降水，而后经过地表径流、下渗和地下径流等环节重新分配和汇聚。在水循环的过程中，降水、蒸发和径流是三个最主要是环节，这三者构成的水循环途径决定着全球的水量平衡，也决定着一个地区的水资源总量。

某地出现了岩溶塌陷，首先应归咎于当地的可溶性碳酸盐岩，其次的原因便是暴雨、强降雨或连续性降雨；某地出现干旱，也是降水环节出了问题。那这些本应该降下的雨水去了哪里呢？简单来说，人类对于降水环节的影响微乎其微，而对蒸发和径流环节的影响最大，从而导致某区域的水循环系统发生彻底改变，比如不合理地截流或分流地表水，农业漫灌浪费水资源、过度抽取地下水等都在对水循环的自然过程进行人为干预，从而改变了降水过程的地域分布和时间分布。

所以，无论是岩溶塌陷，还是干旱，都与人类活动有关。虽然，这些灾害的形成是“天”、“地”、“人”三方面因素共同作用的结果，但人的因素越来越明显。

“天”是指天气，如果出现暴雨、强降雨或连续性降雨等，它们通常会对地质灾害起到诱发作用，并且决定了其分布的时间规律。从我国历年的统计数据看，一年12个月中都有地质灾害发生，但主要集中在5～9月，尤以7～8月频次最高，其在时间上与各地区的雨季基本吻合。

“地”是指地质地貌条件，它决定了灾害发育的程度和特点，也决定了灾害分布的空间规律：比如岩溶塌陷就主要发生在我国西南地区，因为这里碳酸盐岩广泛分布，仅广西、云南、贵州、四川和重庆等5个西部省（区），已经发生的岩溶塌陷就占到全国的78%，其次为河北、山东、辽宁等省份。

“人”是指人类工程活动，越来越多的人类工程活动加剧了灾害的发生。虽然岩溶塌陷的形成基础是自然条件造成的，但人类活动通常是灾害发生的诱因，大多数岩溶塌陷均与人类活动有关。有数据显示，在已经发生的岩溶塌陷灾害中，约70%为人类活动诱发，主要表现为抽排地下水、拦蓄地表水、铁路工程施工等，所以这种灾害往往发生在人类活动强、人口密度大的城市里、矿山或交通干线上。如1993年广西柳州地区黎湛线铁路的岩溶塌陷竟造成了车辆颠覆的严重后果。

没有下的雨，终究会在另一个时间、另一个地方降落，这种打破了正常规律的天气状况将会给我们带来许多麻烦。同时，这样的事情也充分显现了我们人类的弱点，那就是应对世界急剧变化的能力仍然十分有限，特别是农业生产领域，靠天吃饭的生产方式并未得到多大改善。所以，要战胜自然灾害，首先还是要想法设法先了解我们的地球，掌握自然规律，从而适应自然、驾驭自然。原文载于《中国减灾》2012年3月下。