[科普中國(guó)]-喀斯特水文學(xué)

又稱“巖溶水文學(xué)。陸地水文學(xué)分科。研究巖溶地區(qū)地表水和地下水的發(fā)生及發(fā)展規(guī)律，以及它們之間相互關(guān)系的學(xué)科．主要內(nèi)容有巖溶地區(qū)地表水和地下水的特性、地表水和地下水的相互關(guān)系、巖溶水的化學(xué)性質(zhì)、巖溶地區(qū)水資源的估算與評(píng)價(jià)等。1

研究歷史自從清朝末年的鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)開始，中國(guó)社會(huì)轉(zhuǎn)入黑暗的半封建中殖民地時(shí)期。封建統(tǒng)治階級(jí)的極度腐敗和帝國(guó)主義列強(qiáng)的入侵，不僅使中國(guó)的經(jīng)濟(jì)急速衰落，科學(xué)上也失去了古代文明的光彩?？λ固乜茖W(xué)的發(fā)展遭到了慘重的挫折。

與此同時(shí)，西方各國(guó)開始了科學(xué)興起的時(shí)期?，F(xiàn)代地質(zhì)學(xué)的誕生，對(duì)西方喀斯特科學(xué)的發(fā)展，產(chǎn)生了重要的影響。在十九世紀(jì)末到二十世紀(jì)初，以南斯拉夫、奧地利與德國(guó)為中心，開展了喀斯特與地質(zhì)作用的關(guān)系的研究、喀斯特地貌演化的研究、喀斯特作用過程的研究、喀斯特水文學(xué)的研究等，創(chuàng)建了現(xiàn)代喀斯特科學(xué)。到二十世紀(jì)上半葉，以蘇聯(lián)、法國(guó)、德國(guó)與美國(guó)為中心，進(jìn)一步開展了喀斯特地理分帶性的研究、喀斯特水循環(huán)與分帶的研究、喀斯特水資源與喀斯特地區(qū)水文工程地質(zhì)條件的研究等，完善了觀代喀斯特科學(xué)。隨著廣泛、系統(tǒng)而深入的調(diào)查與研究，相繼組織了區(qū)域性、全國(guó)性、甚至國(guó)際性的專門機(jī)構(gòu)，出版有關(guān)刊物與著作，彼此之間加強(qiáng)了了解與交流，使西方的喀斯特科學(xué)迅速得到發(fā)展。在理論和實(shí)踐方面，都大大地超越了沉睡中的中國(guó)喀斯特科學(xué)。

直到辛亥革命之后，中國(guó)地質(zhì)學(xué)界的老前輩章鴻釗等才重新關(guān)注中國(guó)的喀斯特，一方面引進(jìn)西方的先進(jìn)成就，另一方面發(fā)掘中國(guó)占代的有父文獻(xiàn)。 然，幣，真正以現(xiàn)代喀斯特科生的理論與方法研究中匡的喀斯恃：大概是二十世紀(jì)三十年代左右才開始的。 即使是芒回民黨反動(dòng)派的黑暗統(tǒng)治時(shí)期，部分愛國(guó)的地質(zhì)學(xué)家們還是克服重重困難進(jìn)行了有益的工作，如楊鐘健等在研究?jī)蓮V的新生代地層時(shí)所做的喀斯特發(fā)展史的研究(1935年)，馬希融以現(xiàn)代喀斯特理論為指導(dǎo)調(diào)查云南石林的喀斯特并寫出《云南石林地形學(xué)上的初步觀察》(1936年)，高振西對(duì)滇、桂、黔喀斯特的調(diào)查及依此編寫了《喀斯特地形略論》等。在這一口寸期，張文佑、任美鍔、劉國(guó)昌、王嘉葫等也都進(jìn)行過有關(guān)喀斯特的專題性研究。他們，為把現(xiàn)代喀斯特科學(xué)引進(jìn)中國(guó)并進(jìn)一步推廣，做出了積極的貢獻(xiàn)。

這段落后與掙扎的時(shí)期，一直到中國(guó)大陸解放?！耙怀垭u天下白”，中國(guó)共產(chǎn)黨領(lǐng)導(dǎo)中國(guó)人民推翻了三座大山，文明的言國(guó)振作起來了，中國(guó)的喀斯特科學(xué)新生了。 在黨的關(guān)懷下，在喀斯特地區(qū)人民的支持下，中國(guó)年青的喀斯特工作者們開始了趕超世界先進(jìn)水平的偉大斗爭(zhēng)。這種斗爭(zhēng)，已進(jìn)行了三十年。三十年在歷史的長(zhǎng)河中只不過是瞬間。在這暫短的時(shí)間里還經(jīng)歷過二段彎路。即使是這樣，中國(guó)的喀斯特科學(xué)仍以歷史上從未有過的速度向前發(fā)展。在區(qū)域喀斯特發(fā)育規(guī)律的調(diào)查、喀斯特地貌與喀斯特水特征的研究、喀斯特調(diào)查與研究的技術(shù)方法的研究及喀斯特地區(qū)一系列生產(chǎn)實(shí)踐問題的解決等方面，都已達(dá)到了一定的水平。近幾年來，加強(qiáng)了和其它各國(guó)的學(xué)術(shù)交流，對(duì)世界的喀斯特科學(xué)也產(chǎn)生了一定的影響。2

研究?jī)?nèi)容1．發(fā)展喀斯特水文學(xué)的專門方法。這種方法可以在各種喀 一；斯特地區(qū)用來較好地查明包括降雨與融雪水的完整的喀斯特水排泄系統(tǒng)。

2．改進(jìn)很多已有的方法與提出新的方法。這類方法是把可能被淹沒的溶盆的水文學(xué)問題做為大型喀斯特排水區(qū)域的亞系統(tǒng)來研究。

研究方法第一組研究方法是由各種水文、地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)與其它的調(diào)查所組成的，主要的任務(wù)是查明基本的資料，或多或少是描述性地對(duì)喀斯特現(xiàn)象進(jìn)行解釋。這些方法中也包括為查明地下的水路連通而進(jìn)行的各種追蹤試驗(yàn)。這一組的研究已取得了顯著的進(jìn)展，而且這組方法至今還作為必要的方法，甚至作為目前不可缺少的方法來使用。

第二組方法是對(duì)永久性或間歇性河流的水文學(xué)研究，這些河流代表全部或部分區(qū)域的水資源，但沒有專門的喀斯特水文學(xué)特點(diǎn)。這類水文學(xué)方法的大部分同在非喀斯特地區(qū)地表河流的研究所采用的經(jīng)典的或標(biāo)準(zhǔn)的水文學(xué)方法類似。

第三組方法是歷史水文學(xué)方法，這組方法是應(yīng)用于溶盆，尤其是應(yīng)用于具有明顯的季節(jié)性淹沒與積水的溶盆。雖然水文學(xué)問題可以利用方程(1)來確定，但確定方程中的各項(xiàng)時(shí)會(huì)遇到實(shí)際的困難。早在一九五五年，耶夫杰維奇(Yevjevich)提出了有關(guān)這個(gè)問題的評(píng)述及似乎合理的解法。他的論文研究了封閉與淹沒的溶盆中確定水均衡方程各項(xiàng)的一般原理。必須要指出的是，在確定水均衡方程中的各項(xiàng)時(shí)聽采用的方法，幾乎始終只是針對(duì)解決當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)厍闆r下容易定量比的項(xiàng)目?？偟乃庥?jì)算，至少在泛濫期內(nèi)和對(duì)時(shí)間而言，大多數(shù)情況下常常是無(wú)法進(jìn)行的，或者只是利用一些比較容易定量化的區(qū)域性的水文參數(shù)來進(jìn)行間接計(jì)算。

第四組方法是利用測(cè)壓鉆孔資料的新方法。這組方法可以用來提高定量的與定性的描述溶盆水文學(xué)特征的可能性。3

研究意義(1)喀斯特地區(qū)石灰?guī)r的構(gòu)造、斷裂和結(jié)構(gòu)特別在控制洞穴發(fā)育和地下水系方面，具有極其重要的意義。石灰?guī)r成分可能不如其機(jī)械強(qiáng)度和內(nèi)部構(gòu)造那么重要。

(2)在熱帶地區(qū)，第三紀(jì)和第四紀(jì)石灰?guī)r經(jīng)常出現(xiàn)表面固結(jié)和硬化，促進(jìn)了錐狀和塔狀喀斯特的發(fā)育，但并不是主要因素。表面固結(jié)大概多發(fā)生在較老的石灰?guī)r中，但這一點(diǎn)尚未得到承認(rèn)。

(3)藻類和細(xì)菌的作用過程在熱帶喀斯特中特別重要，但植物喀斯特或植被對(duì)喀斯特發(fā)育的作用尚未得到應(yīng)有的估價(jià)。

(4)根據(jù)加勒比地區(qū)喀斯特地形的詳細(xì)考察，可以看到喀斯特早期歷史中流水作用的重要性。象威廉姆斯所述的模式有時(shí)應(yīng)該被推翻。河流發(fā)育在先，喀斯特封閉洼地發(fā)育在后，這一點(diǎn)對(duì)喀斯特水文學(xué)具有重要的含義。

(5)由于更新世氣候的變化，喀斯特發(fā)育甚至在熱帶地區(qū)也只是一個(gè)插曲，也就是說，在某一階段中，發(fā)生了強(qiáng)烈的溶蝕作用和活躍的喀斯特作用，或在這一階段中，喀斯特多多少少成為喀斯特化石(弗利杰，法文)，發(fā)育較為緩慢。波多黎各目前的階段似乎屬于后一種情況。

(6)這些研究表明，熱帶喀斯特經(jīng)歷了很長(zhǎng)的演變時(shí)期，正如科貝爾很多年前提出的那樣‘：：’(但原因不同)。

(7)熱帶喀斯特地形種類對(duì)我們來說已變得日益清楚明白。4

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

郭亮 - 副教授 - 中國(guó)海洋大學(xué)