碳酸盐岩条件下的岩溶发育与水循环

研究区内出露的地层主要是石炭系、二叠系和三叠系。石炭系和二叠系是连续沉积的碳酸盐岩，总厚度超过1000m。三叠系为碎屑岩沉积。碳酸盐岩的广泛出露，以及来自碎屑岩地区的外源水为岩溶发育提供了有利条件。碳酸盐岩发育成良好的含水岩组，构成了众多典型而复杂的地下河系统。

在地下河系统中最大的地下河为坡月地下河，其出口在巴马县坡月村，距离凤山县县城直线距离为29km。坡月地下河有两条重要的分支：一条以地表水系为主，即流经凤山的九曲河；另外一条支流为地下河。鸳鸯泉流域为九曲河的支流。凤山县鸳鸯泉岩溶石山水循环试验场如图4-2所示。

图4-2　凤山县鸳鸯泉岩溶石山水循环试验场

区域地表河流水系的分布受到地质条件和地形的控制。九曲河与坡月地下河构成了区域水循环的排泄区。九曲河—坡月地下河从北往南穿行在岩溶石山和侵蚀低山的分界线上，并由此形成一串谷地。这些谷地位置相对较低，成为地表水和地下水汇集的场所。而石山分布在南北向地表水系的东侧，侵蚀低山分布在地表水系的西侧以及石山的东侧。石山东侧的侵蚀低山区流下来的溪水规模较小，其进入石山地区以后转化为地下河，流量逐渐增大，最终以岩溶泉的形式在谷地边缘排泄。具有代表性的岩溶泉为鸳鸯泉和仁里村的仁里泉。鸳鸯泉流域及周围水系分布及水系剖面如图4-3和图4-4所示。

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图4-3　鸳鸯泉流域及周围水系分布

图4-4　鸳鸯泉流域水系剖面

岩溶地区河流水系最显著的特征是地下河的发育。当地下河成为承担降水排泄的功能时水循环的路线发生了变化。以鸳鸯泉为例，该流域的上游为碎屑岩山区，中游和下游则为岩溶石山。在碎屑岩山区，降水经过地表层后以坡面流、壤中流、地下水的形式或路径汇集至溪流中，只有很少的部分转化为深部的地下水。而在中游和下游的岩溶石山地区，降水在地表进行十分短暂的运动，即通过包气带的岩溶裂隙或者落水洞进入到地下河。而地下河远离地表，仅在位置较低的谷地再次显露地表。