2-3喀斯特地貌+地下水

第二讲 喀斯特地貌

喀斯特地貌是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称，又称岩溶地貌。除溶蚀作用以外，还包括流水的冲蚀、潜蚀，以及坍陷等机械侵蚀过程。喀斯特（Krast）一词源自前南斯拉夫西北部伊斯特拉半岛碳酸盐岩高原的名称，当地称为，意为岩石裸露的地方，“喀斯特地貌”因近代喀斯特研究发轫于该地而得名。

可溶性岩石喀斯特地貌形成的根本条件，我国西南地区之所以喀斯特地貌分布广泛，最主要的是这里有其发育的主体。大量的碳酸盐岩、硫酸盐岩和卤化盐岩在流水的不断溶蚀作用下，在地表和地下形成了各种奇特的喀斯特景观。

知识链接：喀斯特地貌的研究历史与意义：

我国喀斯特现象的文字记载，可追溯到2400年前。距今约300多年前徐宏祖（霞客）已专门研究并记述了南方喀斯特地形与洞穴。喀斯特地貌特别受岩性为主的地质背景及气候为主导的地理环境的控制。其基本类型，按岩性分为碳酸盐岩喀斯特、石膏和盐喀斯特；按气候地貌带分为热带、亚热带、温带和寒带喀斯特；喀斯特地貌特殊性又在于它不仅有地表的，且有与其成因联系的地下喀斯特形态——洞穴。 喀斯特地表形态类型主要有峰林、孤峰、残丘、喀斯特丘陵和石芽、落水洞、喀斯特平原等。喀斯特地貌是长期发育的产物，其演化模式基本为定性3～4阶段模式。

喀斯特研究在理论和生产实践上都有重要意义。喀斯特地区有许多不利于生产的因素，需要克服和预防，也有大量有利于生产的因素可以开发利用。水库选址时应尽量避免断层、破碎带、喀斯特地貌等。喀斯特矿泉、温泉富含有益元素和气体，有医疗价值。喀斯特洞穴和古喀斯特面上各种沉积矿产较为丰富，古喀斯特潜山是良好的储油气构造。 喀斯特地区的奇峰异洞、明暗相间的河流、清澈的喀斯特泉等，是很好的旅游资源。如湖南张家界桑植县的九天洞已列入洞穴学会会员洞，堪称亚洲第一洞、黄龙洞被列为世界自然遗产、世界地质公园、首批国家5A级旅游区张家界武陵源的组成部分，是张家界地下喀斯特的地形代表，其中喀斯特地貌约占全市面积的百分之四十。广西的桂林山水、云南的路南石林等驰名中外。喀斯特地貌由于其独特的地貌特征，经常容易“产出”类型各异的风景区。例如，贵州龙宫、织金洞等。

 喀斯特地貌有哪些类型呢？

喀斯特地貌可以分为地表喀斯特地貌和地下喀斯特地貌

地表喀斯特地貌

1．溶沟和石芽 溶沟是指地表水沿岩石表面和裂隙流动过程中不断对岩石溶蚀和侵蚀，从而形成的石质沟槽；石芽指突出于溶沟之间的石脊，其实它是溶沟形成过程中的残余物。云南地区的石林就是发育比较好的形态高大的石芽群，它的形成条件是厚层、质纯、产状平缓、垂直节理稀疏和湿热的气候环境。

2．天坑和竖井 主要是由于岩溶地面不断凹陷，形成漏斗状的圆形洼地或竖井状的洞，在我国的重庆和四川南部地区分布较为广泛，他形成于陡峭的坡地两侧和洼地、盆地底部，因为流水沿着岩石的裂隙侵蚀强烈，所以天坑或竖井深达几十米到几百米。

3．溶蚀洼地和溶蚀谷地 溶蚀洼地是一种范围广，近似圆形的封闭性岩溶洼地，四周多低山和峰林，底部平坦，雨季易涝，旱季易干。面积一半数平方千米至十几平方千米。溶蚀谷地是溶蚀洼地进一步扩大或融合而形成的，它受构造影响比较大，面积更为广，一般数十平方千米至数百平方千米，平面条状分布，长达数十公里，底部平坦，常有地表径流，例如广西都安有一溶蚀谷地宽一公里，长十公里。这种喀斯特地形在我国云贵高原分布广泛，当地人称之为“坝”。 4．干谷 干谷是地表径流消失后岩溶区遗留下来的谷地，它的形成原因是河流的某一段河道水流沿着谷底的竖井或水洞流入地下，形成地下径流。这种地表径流转为地下径流的现象叫做伏流。还有一种形成原因即类对河道进行裁弯取直的结果。这样的地貌类型在我国华北地区和东北地区比较常见。

⒌峰林、峰丛、孤峰、天生桥

“桂林山水甲天下，阳朔山水甲桂林”，我国广西省风光独特，岩溶作用是形成这天然屏风的主要原因。 峰丛是可溶性岩受到强烈溶蚀而形成的山峰集合体。峰林是由峰丛进一步演化而形成的。当然，在新构造作用下，峰林会随着地壳的上升转化为峰丛。山峰表现为锥状、塔状、圆柱状等尖锐峰体，表面发育石芽、溶沟，山峰之间又常常有溶洞、竖井。峰丛地貌可以说是喀斯特地貌的博物馆。 孤峰是岩溶区孤立的石灰岩山峰，它需要地壳长期稳定而无太大的地质运动。奇特美丽的桂林山水会把大自然对它的宠爱告诉你。 天生桥是可溶性岩下部受流水溶蚀而形成的拱桥状地貌。

6．地表钙华堆积 这是一类典型的地表喀斯特地貌，主要有瀑布华，钙华堤坝和岩溶泉华。

瀑布华指地表瀑布水流速度陡然增大，内力作用减小，水中的二氧化碳外逸，形成瀑布华。我国贵州著名的黄果树瀑布就属于这一种。 钙华堤坝形成是溶解大量CaCO3的高山冰雪溶水和含大量CaCO3地下渗透的岩溶水在地下径流一段距离后，以泉的形式排出地表。随着水温增高和水流速度增大以及大量藻类植物的作用，形成了大量钙华沉积。钙华中含许多杂质和多种不同元素，并且有水生植物的影响，使得钙华呈现出多种色彩。这种地貌在我国四川黄龙寺一代分布较广，黄龙寺旅游业的发展可以说与这种独特的喀斯特地貌景观紧密相连。 岩溶泉华是溶有大量CaCO3的泉水涌出地表，由于温度升高和压力减小，使得CaCO3在泉口形成钙华沉积，长时间的积累使泉华形成不同的形状，这也是大自然赐予人类的一幅美景。这种喀斯特地貌在我国云南较为常见。

地下岩溶

溶洞的概况 溶洞是地下水沿可溶性岩的裂隙溶蚀扩张而形成的的地下洞穴，规模大小不一，大的可以容纳千人以上；形态千奇百怪，溶洞中有许多奇特景观，如石笋、石柱、石钟乳、石幔等。小的连一个人都难以通过。溶洞是水的溶蚀作用、流水侵蚀以及重力作用的长期结果。溶洞景观在我国的湖南、四川、贵州、云南、广西等省区分布较为广泛。 地下溶岩是溶洞景观中的精华部分，在我国西南地区的溶洞中你尽可以欣赏那神奇的洞天世界。重力水的堆积是溶洞堆积地貌的主要形成方式，溶解了大量可溶性岩的水滴断续的从溶洞顶部落下并不断积累，从而形成绚丽多彩的石钟乳、石笋、石柱、石幔、边石堤等。

石钟乳是一种呈倒锥状的岩溶堆积物，大的可达数米，小的只有几厘米，主要是岩溶水沿着溶洞顶部细小的裂隙渗出并在滴水处不断沉淀产生的。它紧紧与洞顶相连，不断向洞底延伸。

石笋是由洞底向上伸展的岩溶堆积物，主要是岩溶水滴滴落到洞底并不断沉积的产物，它与石钟乳相对生长，一般呈笋状、塔状和锥状。 石钟乳和石笋的横剖面都具有同心圆结构。

石钟乳和石笋相对生长，并逐渐结合成一体，随着岩溶水的不断沉积，慢慢形成粗壮的石柱。 石幔是岩溶水沿着洞壁呈薄膜状的漫流过程中CaCO3逐渐沉积的产物，一般呈片状、层状，并且有弯曲的流纹，高者达数十米，非常壮观。 边石堤是指溶洞底部两侧堤状堆积物，高度一般几厘米到几十厘米，呈弧形阶梯状。

另外，在溶洞中还有许多奇特的景观，有的似莲花开放，有的如树枝伸展，还有一些石葡萄、石珊瑚等。

我国喀斯特地貌分布广泛，造物主为中华儿女精雕细刻了许多天然的屏风，喀斯特地貌为我国的旅游业带来无限生机，并且我国喀斯特地貌类型性多样，是进行科学研究的宝贵财富。

自主探究： 根据地理园中的喀斯特地貌模型，写出喀斯特地貌的主要地形并简要分析其形成原因。

第三讲 地下水地貌

 关注地下水，生死存亡之大事，不得不察也

水资源包括地表水和地下水。地下水是水资源的重要组成部分，对经济的可持续发展具有不可替代的作用，同时，地下水还是生态环境的重要组成要素。近年来，地下水位持续下降、水质污染和生态退化问题时有显现。这些问题如果得不到及时的解决，势必危及到人类社会的生存安全，对未来经济和社会的可持续发展构成威胁。 地下水环境是地下水及其赋存空间环境在地质作用和人为活动作用影响下所形成的状态及其变化。据了解，目前很多地区地下水开采过量、地下水资源浪费严重、随意排放污水、水污染严重等现象仍客观存在。 随着城市建筑的规模的越来越大，一般在施工时要进行降水施工，抽取地下水，以降低地下水水位。而大量的抽取地下水是对城市资源的巨大浪费。 地下水出现一些环境问题，如地下水中出现农药和化肥的残留成分、泥沙含量在雨季剧增、地下河水细菌总数和大肠杆菌群超过国家饮用水标准规定的量等。同时，开发地下水也会对引水工程沿线地区的自然、社会和生态环境造成有益的和不利的影响，如挖掘隧洞可增加引水工程水量、高位自流供水可降低成本，岩洞地下河淤积、部分村庄缺水、生态不良反映等。 遏制地下水过度开采的主要途径是明确科学评价地下水含水系统的可开采量及其承载能力，并合理确定开采井和开采量的时空分布，通过法规、行政及经济等手段，对地下水的开发利用进行科学管理，以实现地下水资源的可持续利用。 合理开发利用地下水，保护地下水环境，关系子孙后代、关系国计民生，因此，改善和保护地下水这一有限的战略资源已刻不容缓。

 地下水的分类

地下水存在于地壳岩石裂缝或土壤空隙中的水。 广泛埋藏于地表以下的各种状态的水，统称为地下水。大气降水是地下水的主要来源。根据地下埋藏条件的不同，地下水一般可分为潜水和承压水两类。

潜水是埋藏于地表以下第一个稳定隔水层上的地下水，通常所见到的地下水多半是潜水。当潜水流出地面时就形成泉。潜水有自由水面,地表至潜水面间的距离为潜水埋藏深度。潜水层以上没有连续的隔水层，不承压或仅局部承压。降水和地表水通过包气带下渗补给。潜水是重要的供水水源,通常埋藏较浅，分布较广,开采方便。但易受污染，应注意保护。

承压水，充满两个隔水层之间的含水层中的地下水。承压水由于顶部有隔水层，它的补给区小于分布区，动态变化不大，不容易受污染。这种地下水往往具有较大的水压力，特别是当上下两个隔水层呈倾斜状时，隔层中的水体要承受更大的水压力。当井或钻孔穿过上层顶板时，强大的压力就会使水体喷涌而出，形成自喷水流，故又称自流水。 承压含水层的顶面承受静水压力是其基本特点。承压水充满在两个隔水层之间，补给区位置较高而使该处具有较高的势能，由于压力传递的结果，使其他地区的承压含水层顶面不仅承受大气压力和上覆岩土的压力，而且还承受静水压力，其水面不是自由表面。在承压水位高于地表时，可以沿天然或人工开凿的通道溢出地表。

人们利用这种自流水作为供水水源和农田灌溉。在中国，承压水的发现和利用始于距今2000多年。汉朝初，中国四川省开始打自流井取卤水生产食盐，井深可达100多丈。

澳大利亚大自流盆地,大浅碟形凹陷盆地。又称澳大利亚大盆地，其地下广布着承压水层。东部边缘大致以大分水岭西麓为界，地势较高，西、北、南三边较低。在澳大利亚古陆岩层上，覆盖着基岩不透水层、侏罗纪砂岩承压含水层和白垩纪页岩不透水层，露头在东部多雨地带，形成受水区。地下水流循含水层以每年11～16米的速度流向西部少雨地区。承压水通过钻井或天然泉眼涌出地表，自流盆地因此得名。

承压水与潜水的区别：

潜水的补给主要是当地的大气降水和部分河湖水。承压水则是依靠大气降水与河湖水通过潜水补给的。

潜水受重力影响，具有一个自由水面（即随潜水量的多少上下浮动），一般由高处向低处渗流。承压水受隔水顶板的限制，承受压力，有一个受隔水层顶板限制的承压水面和一个高于隔水层顶板的承压水位（即补给区和排泄区水位的连线）。承压水是由压力大的地方流向压力小的地方。