延河泉域岩溶地下水资源量评价

为了确保延河泉域岩溶水的可持续利用,根据1956—2000年和1980—2000年两个水文系列,利用排泄量法对泉域岩溶地下水的天然资源量进行了评价,同时采用补给量法进行了校核。结果表明,延河泉域岩溶地下水多年平均天然资源量为11.53 m3/s。本项成果可为有关部门进行泉域岩溶地下水开发和保护提供科学依据。     

广西凤山县鸳鸯泉水文地质成因探讨

【目的】研究凤山县鸳鸯泉的水文地质成因,为鸳鸯泉这一地质奇观提出科学的解释。【方法】根据实地调查和现场试验,结合地层岩性、地质构造以及岩溶发育情况,查明鸳鸯泉的岩溶水文地质条件;根据地下水示踪试验,确定鸳鸯泉的源头和主要的岩溶含水介质类型,并通过稳定氢氧同位素和钙锶比(Ca/Sr)分析,研究管道介质岩溶大泉的补径排过程和水循环特征。【结果】鸳鸯泉的源头为年里落水洞补给的外源水,公塘和母塘两个出口的主径流管道基本一致;鸳鸯泉具有以岩溶管道为主的含水介质特征,以及快速流的补给、径流和排泄过程。这种水文地质现象的成因与管道流集中排泄的方式有关。【结论】鸳鸯泉同属于一个管道系统,管道流的两个出口在水循环速度上存在差异,相比公塘,母塘具有较短的径流途径和较快的更新速率。     

太原市西山岩溶区汾河与地下水相互作用研究

通过对汾河西山岩溶区段的河道下垫面背景分析,将汾河干流汾河水库至兰村区间分为7个区段,识别出了4个汾河与岩溶地下水相互作用积极的地段。以地下水系统理论为指导,将兰村泉和晋祠泉岩溶水系统概化为双输入(大气降水与人工开采)单输出(泉流量)模型,在此基础上,基于岩溶水天然资源量与大气降雨入渗量、河流渗漏量关系推算出了汾河与各岩溶水系统岩溶地下水的作用强度,即汾河对各岩溶水系统的渗漏补给量。研究成果对于指导太原市水资源综合利用,缓解太原市水资源供需矛盾,有效保护岩溶地下水等提供了科学参考依据。     

广西里湖地下河水化学特征及其影响因素

【目的】岩溶地下水由于储量相对丰富,水质优良,是良好的供水水源。因此,揭示岩溶地下水水化学特征及其影响因素,能够为保护和利用岩溶地下水提供科学依据。【方法】以广西里湖地下河为研究对象,于不同季节对里湖地下河上游到下游的河水进行水化学分析。【结果】里湖地下河水主要阴离子为HCO-3,主要阳离子为Ca2+,水化学类型为HCO3-Ca型,影响水质变化的主要离子为Cl-,NO-3,SO2-4;各离子浓度从上游到下游变化不一致,总体呈现先升高再降低的趋势,季节变化体现在雨季离子浓度偏低,旱季偏高。【结论】地下水地球化学组成受控于碳酸盐岩的自然风化溶解;污染物质主要来源于人类活动的输入,降雨的稀释作用是影响水质季节性变化的主要原因,地下河自身存在的自净能力使得污染物浓度降低,尤其是甘田坝到小龙洞洞穴伏流段水体中部分污染物的浓度显著降低。     

基于现场检测的邢台百泉泉域岩溶水硝酸盐氮形成特征

为了揭示邢台百泉泉域岩溶地下水中硝酸盐影响因素及成因,采用便携式分光光度计建立了水中硝酸盐氮现场快速定量检测方法,通过水文地质结构和水化学分析,研究了百泉泉域岩溶地下水中硝酸盐氮的分布特征及其与常规水化学指标之间的关系。实验结果表明：硝酸盐氮在0.60～30.00 mg/L浓度范围内线性关系良好,方法检出限为0.2 mg/L,现场检测与实验室标准方法检测结果之间的相对标准偏差为0.23%～6.70%,差异性检验结果为t=0.984,表明两种检测方法测定结果一致。硝酸盐氮分布特征表明：防污性能较差的百泉泉域西北部岩溶裸露区和东部被第四系上更新统砂砾石含水层直接覆盖的部分岩溶水排泄区硝酸盐氮浓度较高;径流区硝酸盐氮浓度整体较低;采样点岩溶地下水中硝酸盐氮浓度均在地下水质量标准规定的I～III类水之间。研究区岩溶地下水水化学类型较为复杂,阳离子以Ca、Ca?Mg型为主,阴离子以HCO3、HCO3?SO4型为主,HCO3?Cl-Ca?Mg型和Cl?HCO3?SO4-Ca型地下水中硝酸盐氮含量较高,硝酸盐主要来源于城镇污水,受大气降水和农业活动影响较小。研究结果为建立地下水中硝酸盐氮现场检测标准方法及百泉泉域岩溶水资源的供水安全和生态保护提供了参考依据。     

岩溶水水化学特征的主成分分析和因子分析

【目的】为了解岩溶区地下水水化学特征以及地下水成分的来源。【方法】以广西果化镇地下水为研究对象,于2017年7月共采集地下水样品21件,运用Gw_chart软件制作水化学Piper三线图,结合R软件进行相关性分析、主成分分析法、因子分析法等对数据进行处理。【结果】研究区岩溶地下水水化学类型主要为重碳酸-钙型水,Ca2+和Mg2+为地下水中主要阳离子,HCO-3和SO2-4为地下水中主要阴离子。HCO-3与Ca2+,Na++K+与Cl-,SO2-4与Mg+2、Ca2+,相关性较强,它们经历了相似的化学反应过程。通过主成分分析法提取了3个主成分,共解释了91%的方差,可以很好地代表原始数据;通过因子分析提取出3个公共因子,共解释了86%的方差。【结论】自然因素水-岩作用为水化学元素特征与来源主导因素,人类活动也起到了重要作用。     

延河泉域岩溶地下水数值模拟研究

在分析晋城市延河泉域地质、水文地质条件的基础上,建立了泉域岩溶地下水的概念模型和数学模型,采用基于迦辽金(Galerkin)有限单元法的AQUA3D软件对泉域岩溶地下水资源进行数值模拟研究.通过模型识别与检验,将岩溶地下水位数值模拟计算值与实测值较好地拟合,表明所建模型是合理和有效的,可以用于实际.据此用所建模型计算了两个降水方案条件下的泉域岩溶地下水可开采资源量,最终确定可开采资源量为6.26 m3/s.研究结果可为泉域岩溶地下水开发利用和保护提供科学依据.     

宜春岩溶区地下水特征及其开发利用

宜春岩溶区位于萍乡-乐平岩溶发育带上,岩溶地层发育,以岩溶地下水为主要水源。为合理地开发利用岩溶地下水,分析了研究区岩溶地下水分布特征、补径排特征、化学特征、动态特征、储水构造、岩溶地下水开发利用现状、岩溶地下水开发利用区划等。结果表明,宜春地区岩溶含水岩组富水性有丰富、较丰富、中等三种类型,岩溶地下水化学类型以HCO_3-Ca型为主,流量动态曲线以多峰型、单峰型为主。岩溶地下水储集受地层岩性、地貌、构造等因素影响,构造是主导因素,地下水主要储藏于背斜储水构造、向斜储水构造和断裂储水构造。区内地下水开发需因地制宜,分宜(操场、高岚)侵蚀堆积平原区隐伏岩溶含水层多,储水条件好,可直接引流扩泉或井采;中南部多为溶丘谷地、洼地区,工程地质条件复杂,以引水、扩泉、截流为主,井采为次。墨山-田心侵蚀堆积平原区是岩溶塌陷地质灾害的易发和高发区,应限制性开发隐伏岩溶地下水。     

基于土地利用变化的江苏盐城湿地自然保护区生境质量评估

【目的】研究江苏盐城湿地自然保护区的土地利用格局、生境质量变化情况,为提升生物多样性保护水平、改善区域生态环境质量提供依据。【方法】基于2000—2018年5期盐城湿地珍禽国家级自然保护区(简称盐城自然保护区)土地利用数据,运用土地利用转移矩阵和InVEST模型,研究盐城自然保护区土地利用时空演变格局以及生境质量的动态变化,对盐城自然保护区的生境退化程度和生境质量进行评估。【结果】2000—2018年盐城自然保护区土地利用类型转变明显,主要是其他建设用地向水库坑塘的转变;研究期内盐城自然保护区生境退化程度不断加深,而且保护区内中度退化和高度退化的区域面积持续增加;生境质量指数总体呈现上升的趋势,且高生境质量的区域面积增加。【结论】盐城自然保护区土地利用类型频繁变化导致生境退化程度加深,但总体上保护区的生境状况逐渐改善,因此进一步优化盐城自然保护区的功能区划、遏制土地利用类型的频繁转变,成为提升盐城自然保护区生境质量和生物多样性保护成效的有效途径。     

地下水降落诱发岩溶洞穴土质盖层塌陷的机制研究———以重庆歌乐山余家湾水库地面塌陷为例

【目的】灰岩地区地下水降落诱发岩溶洞穴土质盖层塌陷机制是实施土质盖层地面塌陷灾害监测预警和工程治理的科学依据。【方法】以现场调查为基础,采用极限平衡原理和地貌学方法,分析了土质盖层型地面塌陷产生的力学机制和演化模式。【结果】构建了土质盖层型地面塌陷地质模型和力学模型,提出了土质盖层型地面塌陷判别方法;建立了土质盖层型地面塌陷演化模式,即地下水位快速降落→初始负压空腔形成→负压空腔扩大→地面坍塌。【结论】实例分析表明,构建的岩溶洞穴土质盖层型地面塌陷力学分析方法计算结果与实情吻合良好,地下水位快速降落产生的负压吸力是诱发土质盖层型地面塌陷灾害的关键环节。
     

崇左岩溶峰林区岩溶发育特征及对钻孔涌水量的影响

【目的】研究崇左岩溶峰林区岩溶发育规律及对钻孔涌水量的影响,深化对崇左岩溶峰林区岩溶水文地质条件的认识,更好地指导今后在该地区开展地下水资源开发利用。【方法】通过对崇左岩溶峰林区128个钻孔的深度、涌水量、岩溶发育特征等指标进行统计分析,总结该区岩溶发育规律及影响因素,并研究其对钻孔涌水量的控制作用。【结果】研究区最小钻井深50.02m,最大井深121.80m,平均深度为94.04m。成井86口,成井率为67.18%,有68.53%的钻井涌水量分布于100～400 m~3/d。钻孔遇洞率为75.78%,平均线岩溶率为5.01%。在0～100m内均有溶洞发育,100m以下未见溶洞发育。0～60m深度段岩溶较发育,溶洞高度为441.57m,占总高度的80.41%,线岩溶率(5.42%～12.91%)大于平均线岩溶率;但0～40m深度段内溶洞全部或部分被充填,供水意义不大,而在40～60m深度段溶洞填充率小。【结论】在该地区通过机井解决缺水问题的条件比较有利,机井井深不超过100m为宜;40～60m深度段是本区主要出水段。由于钻孔均部署在地下水的补给区,或位于岩溶发育相对较弱的地区,钻孔中溶洞主要以小型溶洞(小于等于2m)为主,大型溶洞(大于2m)较少。这种水文地质条件和溶洞发育特征,导致研究区大部分钻孔(68.53%)的涌水量分布于100～400m~3/d。     

独墅湖枯水期水动力与水质状况分析

【目的】研究分析独墅湖的水动力和水质状况。【方法】采用现场调查的方法,对独墅湖枯水期多个测点的水动力和水质状况进行取样分析。【结果】独墅湖水面坡降、水流流速和进出湖流量都非常小,不利于污染物质随水流排出。水质方面总磷(TP)、总氮(TN)和化学需氧量(CODMn)等因子含量高的水域溶解氧(DO)含量低而叶绿素a含量高,反之亦然。【结论】受周围河网影响,独墅湖水体中TP和TN含量非常高,已属于富营养化,需要对进出湖污染物和过度养殖的影响进一步研究,为采取相关措施改善独墅湖水质提供参考。     

广西岩溶天坑资源及其开发利用

【目的】查清广西天坑资源状况及其资源可利用性。【方法】通过野外调查测量、考察和资料收集、分析与对比,总结广西区内目前发现的岩溶天坑的发育背景和资源特征,提出广西天坑资源类型划分方案,并在对比分析国内外天坑开发利用现状的基础上,提出广西天坑的开发利用建议。【结果】广西天坑的品质在全国、全球都具有特殊的地位,而且在数量上位居全球、全国之最。广西天坑资源划分为12个类型,具有观光旅游、休闲养生旅游、探险猎奇、科普教育、科学研究、影视拍摄、地下水开发利用等重要价值。【结论】建议进一步查清广西天坑资源家底、统筹规划利用天坑资源、深化与拓展已经开发的天坑资源的利用。     

北部湾海域水质综合污染指数和浮游植物多样性指数评价

【目的】探讨环境污染评价方法,以期反映广西北部湾海域污染水平的客观情况,推进海洋生态环境质量评价方法的进一步发展,为该海域的环境生态研究以及富营养化问题研究提供依据。【方法】利用水质综合污染指数和浮游植物多样性指数分别对广西北部湾海域2010年6月和2010年9月调查的数据进行污染程度评价,并讨论利用多样性指数评价的合理性。【结果】广西北部湾海域污染等级处于轻中污染至无污染之间,其中利用水质化学因子进行综合评价的结果为轻污染,利用浮游植物多样性指数进行评价的结果为轻中污染至轻污染或无污染。【结论】水质化学评价与水质生物学评价在海域污染程度上存在一定的偏差。利用浮游植物多样性指数评价海域水质污染程度,其评价标准仍有待更多的调查来验证和修正。在实际评价中不能单从指数结果就轻易下定论,应结合理化监测结果,才能得到实际结论。     

北仑河口水交换能力及物质输运的数值模拟研究

【目的】随着入海污染物的不断增加,北仑河口海域的生态环境保护面临严峻挑战,因此对其水交换能力和物质输运特征进行研究尤为重要。【方法】基于COD调查结果,应用ECOMSED模型模拟北仑河口海域的水交换能力以及夏季与冬季的COD输运特征。【结果】北仑河口海域的水交换半周期为4.5d,水体交换80%的时间约为29d。北仑河口海域夏季两侧的COD浓度比冬季高0.4mg/L,冬季中央区域COD浓度则比夏季高,这一方面与夏季较强的羽状流引起的较强水交换有关,另一方面与该区域冬季存在气旋式涡旋有关。【结论】北仑河口海域的羽状流及环流结构对污染物浓度分布有重要影响。     

广西岩溶水资源与社会服务功能

广西岩溶分布广泛且类型多样,岩溶水资源普遍服务于农业生产、城市与农村供水,或应对极端气候产生的干旱等。认清水资源的形成、演变趋势和动力机制,能使其更好地发挥社会服务功能。本文以广西5个具有长期研究积累的岩溶场地为例,采用地下水分层观测技术展示了表层岩溶带的调蓄过程,提出表层富水带可以成为石漠化治理和缓解干旱的找水方向;设计洞穴滴水观测装置,展示了渗流通过包气带的过程,提出干旱和内涝的地质成因;建立洞穴交互带的观测方法,展示地下水与地表水的交互过程,指出地下水与地表水交互作用成为水源地环境退化的驱动力;建立地下河的氮流失模型,显示农业活动引起的氮流失过程,总结地下河系统中氮的循环机制并提出固氮方案;建立地下水潜蚀作用的观测方法,展示潜蚀作用的机制,提出城市地下空间的保护和利用需要综合考虑水动力侵蚀和化学溶蚀。岩溶地区水资源与水环境问题的认识需要结合岩溶水的补给、下渗、径流、排泄过程的观测,揭示问题产生的机制,实现岩溶水资源的可持续利用。     

莱州湾西部海域营养盐分布特征及营养化程度评价

【目的】对莱州湾西部海域的无机氮和磷酸盐分布情况进行分析,了解和掌握莱州湾西部海域的环境质量状况。【方法】以2011年8月该海域的监测数据为基础,分析该海域水质营养盐分布特征,并对营养化情况进行评价。【结果】莱州湾西部调查海域营养盐总体呈自西向东递减的趋势,河口附近为营养盐的高浓度区;相关性分析表明,盐度与无机氮、磷酸盐、COD呈显著负相关性(P0.01),而COD和无机氮、磷酸盐呈显著正相关性(P0.01);莱州湾西部调查海域无机氮污染较严重,调查海域所有调查站位的无机氮含量超《海水水质标准》(GB 3097—1997)的第一类海水水质标准,而磷酸盐含量则有37%调查站位超《海水水质标准》(GB 3097—1997)的第一类海水水质标准。【结论】莱州湾西部调查海域富营养化较严重,相关环保部门应加强监管,严格控制陆源污染。