以PCA揭示降雨期间岩溶地下水文地球化学的形成

通过对降雨条件下重庆青木关地下河出口姜家泉水文地球化学指标的高分辨率监测, 发现各种指标对降雨响应迅速. 采用主成分分析(PCA), 提取能代表84.961%信息量的3个主成分, 来反映岩溶地下水水文地球化学的形成. 结果表明, 降雨造成的以浊度、Al³⁺、全Fe、全Mn、Ba²⁺和NO₂⁻等离子浓度升高为代表的土壤流失, 和以HCO₃⁻, Ca²⁺, Sr²⁺等与灰岩溶解有关的离子浓度和电导率降低为代表的稀释效应, 对水文地球化学特征变化的贡献率为41.495%; 以Na+, NO₃⁻, PO4₃⁻, K⁺, Cl⁻等离子浓度和电导率升高为代表的农田中残留肥料及鸭子代谢物, 对水文地球化学特征变化的贡献率为37.449%; 白云质灰岩、白云岩的溶解对水文地球化学特征变化的贡献率为6.017%. 第一场降雨期间, 水质变化主要受进入地下河的农田中残留肥料和鸭子代谢物的控制, 而在第二场降雨期间, 水质变化则主要为土壤流失所影响.     

降雨期间岩溶地下水化学组分的来源及运移路径

对降雨期间重庆青木关岩溶地下水系统出口姜家泉的水物理化学动态变化进行监测,获取高分辨率的数据,运用主成分分析法探索岩溶地下水化学组分的来源;结合水物理化学数据的变异系数,探讨化学组分在岩溶含水层中的运移路径.结果表明,水-岩作用和农业活动,以及水土流失是研究区岩溶地下水化学组分的主要来源.K+,Na+,NO3,Cl和PO43等离子从地表输入后,与碳酸盐岩溶解产生的Ca2+,Mg2+,Sr2+和HCO3等一并存储于裂隙、孔隙和溶隙等岩溶非饱和带中,受岩溶非饱和带的调蓄.这些离子在降雨期间随扩散流补给地下河,其浓度较为稳定,变异系数低.而全Fe、全Mn和Al3+等未经岩溶非饱和带的调蓄,在降雨期间随坡面漫流直接通过落水洞灌入地下河,其浓度极不稳定,变异系数高.农业活动和水土流失输入的物质严重威胁着岩溶地下水生态环境和当地居民的健康,因而有必要加强岩溶生态系统管理工作,从控制岩溶地下水外界物质输入端的源头抓起.     

重庆綦江老瀛山地区槽模构造的发现及古流向意义

在对重庆綦江老瀛山地区的野外考察中,在上白垩统夹关组地层发现3处沉积岩底面上成群分布的槽模构造,分布海拔为766～891 m ,岩性为长石石英砂岩,下伏岩层均为泥岩或泥质粉砂岩。槽模长轴彼此平行,呈雁行状排列,轴长在5～20 cm ,槽模突起陡端指向25°～37°方向,表明晚白垩世老瀛山地区的古水流自NE向SW流动。这些槽模的发现,为恢复晚白垩世綦江地区古流水的方向提供了直接的证据。     

地热井井间干扰模拟研究——以重庆观音峡背斜东翼为例

岩溶含水介质的地下水模拟与应用是水文地质工作中的热点与难点。基于Visual Modflow软件平台,选用重庆观音峡背斜东翼静观片区作为研究对象,利用区内3口地热井(ZK1、ZK1-1、ZK3)多次抽水试验资料,建立数值模拟模型,预测分析了不同条件下新增地热井与已有ZK1井井间干扰程度。结果表明:当新增井与ZK1井的距离和新增井开采量分别为1km和500m3/d,2km和1 000m3/d,5km和1 500,2 000,2 500m3/d时,对ZK1附近流场均无影响;当新增井与ZK1井的距离和新增井开采量分别为1km和1 000m3/d,2km和1 500m3/d,5km和3 000m3/d时,ZK1井水头分别下降19,13和8m。说明地热井井间距越小,开采量越大,对相邻井产生干扰的可能性越大,反之越小,同时说明利用Visual Modflow模型模拟地热水流场特征,预测地热井干扰程度这一方法是可行的。