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。     

红层岩溶发育特征与地面塌陷形成机理-以咸宁地区为例

通过收集整理前人研究资料、实地踏勘以及现场灰质砾岩取样、磨片及显微镜观测等方法手段,分析了红层岩溶发育特征与灰质砾岩溶蚀机理,同时,结合咸宁地区实际地质条件,建立了岩溶地面塌陷室内物理模型,通过监测抽(排)水与降雨两种情况下土压力、孔隙水压力以及土体位移变化情况,分析了抽(排)水和降雨对岩溶地面塌陷的影响机制。模型试验结果表明研究区岩溶地面塌陷形成机制主要为潜蚀作用,真空吸蚀作用次之。降雨对地表土体产生冲刷,地下水渗流作用造成土体潜蚀、运移;抽(排)水时水位发生骤变,水力梯度变大,加速了泥沙带出,导致含砂砾黏土层逐渐被潜蚀、掏空,加之真空负压的吸蚀叠加作用,促进土体破坏导致失稳,最终发生地面塌陷。由此可知,咸宁地区红层岩溶地面塌陷的形成机制主要是潜蚀作用与真空吸蚀作用交互反应,抽水是其诱发岩溶地面塌陷的主要外因。     

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。     

后寨河流域岩溶含水层脆弱性及其对土地利用方式的响应

岩溶含水层由于其本质脆弱性,对土地利用变化极其敏感,土地利用/覆被变化在很大程度上影响着地下水的水质和水量.以典型岩溶单元—贵州普定后寨河流域为例,分析了流域水文地质背景下的岩溶含水层本质脆弱性,结合流域地下河水近20年的水化学资料,分析了含水层脆弱性对土地利用变化的响应.结果显示:土地利用/覆被变化、农业活动、城镇建设及居民活动都对地下水质变化有明显影响.因此,调整土地利用结构,恢复岩溶植被,改善生态环境是保护和改善岩溶水资源的重要途径.     

贵州喀斯特山区水土流失因素与生态修复对策探讨

贵州喀斯特山区生态环境脆弱,特殊的地质、地貌、降水等自然因素与人为因素的交叉影响使贵州喀斯特山区成为水土流失严重、生态环境恶化、人民生活贫困的地区.本文探讨了喀斯特山区水土流失因素,提出了人为因素是贵州山区水土流失的主要因素,并提出了防治水土流失与土地退化的几项工程技术措施和政策措施,对解决贵州喀斯特山区的土壤匮乏,发展农业生产,改善生态环境有一定的意义.     

江西东乡县亭子上岩溶塌陷形成机理研究

岩溶塌陷地质灾害对江西东乡县孝岗镇西坪村亭子上居民区造成了严重的经济损失和安全隐患。通过钻探、物探及地下水试验分析,亭子上居民区内岩溶塌陷的3个基本形成条件充分,一是岩溶发育强烈,钻孔见溶洞率达81.8%,小于1 m的岩溶顶板达70%;二是具有较厚的含粉质粘土和砂砾石覆盖土体;三是地下水丰富,地下水动力充足。综合认为,在渗流潜蚀和真空吸蚀效应的共同作用下,研究区覆盖土层内形成土洞,再经过降雨或增加荷载导致土体的致塌力上升,使得土洞顶板失稳坍塌形成地面塌陷。     

基于水化学和同位素的典型岩溶水系统溶质演化过程—以西昌市仙人洞为例

仙人洞岩溶水系统是西昌市南部典型的地下水系统,亦是该区饮用水和灌溉用水的唯一水源,对其水源成因和溶质组分演化过程的研究具有重要的科学价值和现实意义。本文以仙人洞岩溶水系统为研究对象,通过分析岩溶水、基岩裂隙水和地表水水化学组分、氢氧同位素和氚同位素特征,探讨了这三类水的成因和溶质演化过程。结果显示：仙人洞三类水阳离子以Ca₂₊为主,阴离子以HCO_3-为主,水化学类型主要为Ca-HCO_3-型水;水化学指标和同位素信息揭示三类水均以大气降水补给为主,但岩溶水属于具有快速通道的深循环、长径流途径的水循环模式,而基岩裂隙水则属于浅表层循环模式。系列水化学图示和离子比值系数表明岩石风化作用、碳酸盐岩溶解和离子交换过程是影响这三类水组分演化的主要化学过程。     

黑河流域地下水电导率空间分异特征及影响因素研究

黑河流域是我国西北干旱区的第二大内陆河流域,地下水电导率γ的研究对保护流域地下水资源,减少流域生态环境的破坏具有重要的现实意义.通过对黑河流域地下水γ的空间变化及其与主要离子的关系进行分析,结果表明:1)整体上,上游浅层及深层地下水γ均较低,明显低于中下游地区,中游浅层地下水γ明显高于深层地下水,下游浅层与深层地下水γ差异不大;2)从区域上来看,中游干流地区浅层地下水γ沿流程呈增加趋势,中、下游沿河道附近浅层地下水γ高于距河道较远地区,上游及中游山前平原地区深层地下水γ较低,明显低于中游细土平原地区,下游居延海—中蒙边界地区与狼心山—额济纳旗城河道附近地区的深层地下水γ存在明显差异;3)地下水γ与各主要离子的关系表明,上游山区地下水γ主要受到Na~+、Cl~-浓度的影响,中、下游地区地下水γ主要受到Na~+、Cl~-和SO_4~(2-)浓度的影响.此外,中游距河道较远地区的深层地下水γ以及下游沿河道附近的浅层及深层地下水γ均受到了农业灌溉活动的影响.     

城市化对岩溶地下河水质的影Ⅱ向及其环境效应①②-以重庆市南山老龙洞地下河流域为例

目前我国已经进入快速城市化阶段,城市化的同时产生的生活污水及废弃物不断增加,对环境的污染加剧。为了了解人类活动尤其是城市化对岩溶地下河水质的影响,对重庆市南山老龙洞地下河流域上游的污水和老龙洞地下河出口处的河水的温度,pH．电导率、溶解氧和阴阳离子等水化学指标进行了一年的连续性观测。结果表明,老龙洞地下河的主要污染源是上游城镇产生的生活污水,各顷指标都超过了国家地下水质量标准,急需治理。     

西南喀斯特山区水资源开发利用模式

喀斯特山区、沙漠边缘及黄土高原是我国的生态环境脆弱带。喀斯特山区特殊的地质地貌环境，造成了喀斯特地区“地高水低”、“雨多地漏”、“石多土少”、“土薄易旱”，致使出现特有的湿热气候下的喀斯特干旱缺水。根据喀斯特地区的特点，提出了在喀斯特地区应因地制宜，采用“集雨工程”、“集流工程”、“提水工程”及兴建地下水库、溶尘洼水库、地表低坝等小微型水利工程，实施分散拦蓄、分散供水，以化整为零方式解决喀斯特山区整体性的干旱缺水问题。     

淄河源区岩溶地下水可开采资源量评价

为解决淄博市博山区农业、生活供水短缺,合理有效地调蓄利用岩溶地下水资源,针对淄河源区实际所处地质、水文条件及区域水文地质参数或水均衡要素不清等问题,本研究提出在开采性试验结果的基础上,应选用补偿疏干法来合理评价淄河源区岩溶地下水资源量.该方法能够适用淄河源区有较大的岩溶地下水储水空间可供调蓄且雨旱季分明等特点,体现"以丰补歉"思想.运用该方法计算出淄河源区可开采资源量为14 390 m~3/d.结果表明,补偿疏干法来评价岩溶地区地下水资源是适用的,它可以更广泛地适用于含水层分布范围有限,但有较大储存量,地下水补给雨旱季分明的北方地区.     

137 Cs在土壤中淋溶迁移的模拟试验

~(137)Cs作为示踪元素广泛应用于土壤侵蚀及泥沙沉积研究中,其在土壤中的稳定性是决定其能否用于示踪土壤沉积与侵蚀的前提条件.但也有学者对应用~(137)Cs示踪技术的重要假设提出质疑,认为被土壤颗粒吸附的~(137)Cs易解吸成Cs+离子,随水流失或被植物吸收.本文利用双层土柱模拟淋溶装置研究了~(137)Cs和土壤粒径组成在不同雨量条件下的淋失和垂直迁移特征.结果表明,在600~3 000mm降雨量内,土壤中~(137)Cs平均质量活度为10.9Bq·kg-1,略小于试验前的11.5Bq·kg~(-1),与雨量并无显著相关性,土壤中的~(137)Cs有向下垂直迁移现象,但并不显著;土壤中~(137)Cs质量活度与土壤中的黏粒含量有很好的正相关性,决定系数R2达到0.73;有待于增加模拟雨量,作进一步研究.     

农业活动对岩溶槽谷地下河水质变化研究*——以重庆青木关地下河为例

为了进一步了解人类活动对岩溶区地下河水水质的影响,同时为岩溶地下水合理利用和防治污染提供依据,于2010年5月中旬到2010年6月中旬期间,对重庆市青木关地下河的pH值、电导率、HCO_3~ˉ、Ca~（2＋）、SO_4~（2-）、Mg~（2＋）以及N0_3~ˉ等水化学指标进行了连续监测,结果表明,青木关地下河水质变化与地下河上游的人类农业施肥活动密切相关,地下河水中C1~ˉ、NO_3~ˉ和SO_4~（2-）变化与地下河上游的农业施肥活动表现出良好的响应关系,施肥期地下水质变化为岩溶地下河水合理利用和防治污染提供依据。     

圆梁山隧道毛坝向斜段岩溶水均衡研究

为了对圆梁山隧道毛坝向斜段岩溶水径流强度、水量收支状况有一个概括的了解 ,以及深入认识隧道通过层位地下水的贮量 ,需要对岩溶水的补径排条件及收支状况进行均衡分析。根据毛坝向斜的地质环境条件 ,采用降水资料类比生成岩溶水排泄量的流量过程曲线的手段 ,较好地实现了缺少足够的水量动态资料情况下的均衡分析。     

神东矿区降雨入渗补给强度研究

神东矿区煤炭资源开发与水资源短缺矛盾的日趋严重,实现地下水资源可持续开发利用,为能源基地建设与开发提供水资源保障迫在眉睫。而实现此目标的前提是准确的计算和评价现有的水资源。研究表明,区域地下水循环方式主要以垂向交换为主,作为地下水资源评价中补给量的主要构成部分,对该研究区降雨入渗量的研究具有十分重要的意义,以前评价地下水资源量时对降雨入渗量的给出大多采用经验估算的方法,此方法存在较大误差。在广泛调查神东矿区包气带岩性结构并结合野外取样、室内参数测定的基础上,采用数值模拟工具建立研究区包气带水分运移数值模拟模型,定量模拟神东矿区内不同地段降雨入渗强度,得出入渗补给系数,为评价区域地下水资源量提供科学依据,拟合出的研究区各岩性水文地质参数也可用于类似区域的水文地质计算。     

长江三峡库区水渗漏引起的地下水污染问题讨论

为明确三峡库区渗漏水对长江下游地区的影响,根据长江径流量的时空分布变化、三峡库区的地质构造、区域水量平衡等,分析长江下游地区地下水的污染源头。结果表明:三峡库区存在深部断裂和暗河系统,库区渗漏水可能通过深部循环通道向长江下游和流域外排泄;长江下游的地下水污染源头不仅包括源区污染、采矿业污染、农业污染、城市生活和工业固废污染,还包括通过深部循环通道的上游污水排泄;上游的水源保护对下游的地下水污染治理至关重要。     

太湖地区农田土壤大孔隙及胶体释放对有效磷下渗的影响

为了进一步验证农田土壤中大孔隙流及农业活动引起的胶体释放对磷素下渗污染地下水的影响,采用太湖地区农田土壤进行平行土柱试验。结果显示:模拟土壤胶体(质量浓度约为50 mg/L)释放情况时,土壤水流中胶体物质和有效磷的垂直迁移速度明显加快,土柱底部(100 cm深度)出流中有效磷的渗漏速率达到0.15 kg/(m2·d),比自然状态增大约15.4%;当土壤中存在约5%(体积分数)的大孔隙情况下,土柱底部的有效磷渗漏速率达到29.9 kg/(m2·d),大孔隙引起的优势流对胶体和有效磷的下渗起主导作用,而土壤胶体物质释放引起的辅助作用约占3.2%。土壤胶体释放对土壤p H和电导率等产生影响,进而影响溶质的运移转化过程。太湖地区农田土壤中广泛存在大孔隙引起的优势流及农业耕作活动引起的土壤胶体释放,为有效磷垂直下渗提供了加速途径,对地下水磷污染造成了较大的影响。     

徐州奎河浅层地下水数值模拟

水动力条件分析是研究污染物运移的基础。基于FEFLOW建立研究区二维地下水流数值模型,并用地下水长观资料对模型进行检验,进而分析了河水和地下水的补排关系,为研究地下水污染提供依据。     

喀斯特峡谷区土壤侵蚀的经济损失初步估值与分析--以花江示范区为例

以典型的喀斯特峡谷区———贵州省花江示范区为例,针对示范区土壤侵蚀的现状,利用环境经济学理论和方法,选择了土壤侵蚀造成土壤肥力损失(N、P、K)、土地废弃损失、水分流失损失、泥沙淤积滞留损失4方面作为衡量土壤侵蚀经济损失的指标,提出喀斯特峡谷区土壤侵蚀的经济损失估算方法,同时对示范区2004年度土壤侵蚀所带来的经济损失进行初步估值及分析,反映出示范区不同石漠化等级地区土壤侵蚀经济损失的程度和特征:土壤侵蚀的经济损失非常严重且主要集中在中轻度石漠化地区。     

云南鹤庆西山地质构造对岩溶发育的控制作用分析

为探究地质构造对岩溶发育的控制作用,选择鹤庆西山为研究区,采用地质调查与钻探数据相结合的方法,分别对地层岩性、地质构造、地表与地下岩溶现象和分布规律进行综合分析.结果表明:受印支运动、喜山运动等多期构造运动影响,研究区整体形成以NNE-NE向为主的构造格局.根据规模的不同,将研究区构造划分成区域性断裂带、次级断裂、大型...