溶井微污染水供水就地处理技术研究

溶井是西南岩溶区主要的分散式供水方式。本文在对典型地区溶井水污染特征分析基础上,通过对现有分散供水水处理工艺原理的分析,提出了溶井供水的水污染防治措施,并结合中试试验,对溶井快渗池的设计思路、设计参数、水处理工艺以及施工中的注意事项进行了详细说明。试验表明,溶井在采取水处理措施后,出水浊度均低于5度,微量有机物去除率大于35%,氨氮可削减60%以上,细菌总数最大可截留95%;溶井快渗池工艺在溶井水处理过程中不需要添加任何药剂,避免了混凝剂和消毒剂对水质产生的副作用和卫生问题,出水水质主要指标基本达到生活饮用水卫生标准。      

基于表层岩溶带调控的峰丛洼地低影响开发构建

岩溶峰丛洼地地区石漠化、饮水困难和水污染等环境问题高发,生态环境十分脆弱。低影响开发概念的引入有助于规范开发行为,促进水资源的高效利用,降低石漠化和地下河污染风险。根据水文条件和开发方式岩溶洼地空间分为坡耕地水土流失敏感区、表层岩溶泉水源地敏感区和落水洞污染输入敏感区。低影响开发模式总体是在3类敏感区实现5个管理目标。坡耕地敏感区的低影响开发目标设置为降低农田耗水量和减少水土流失,开发途径是减少蒸发和调控坡面洪水径流。表层岩溶泉敏感区的管理目标是降雨－径流资源化利用和饮用水安全保障,通过实施雨水收集回用工程和设置水源地保护区来实现。落水洞敏感区需要通过设置径流缓冲区和沉淀过滤池来预防污染物进入。我国南方石漠化地区探索和总结出以表层岩溶带降雨－径流管理为特征的低影响开发模式。该模式要求峰丛顶部留置生态保护区涵养水源。岩溶洼地底部为落水洞排洪预留缓冲区,利用岩溶裂缝设置下凹式绿地,实现自然渗透和净化。“峰”、“洼”之间过渡区划定水源地保护区边界,同时设法增加雨水资源化利用率,补充生态和生活缺水量。低影响开发模式也适用于峰丛洼地发育的东南亚和中美洲等地区。      

鲁西南高氟区生活饮用水供水模式研究

为有效解决鲁西南高氟区生活饮用水供水安全问题,在水文地质环境地质调查的基础上,通过水质分析、岩土样分析、综合评价研究,查明高氟水的分布规律、圈定生活饮用水找水靶区。结合供水水源空间分布特征、供水现状及供水方式,因地制宜,提出了3种供水模式:以浅层孔隙水或岩溶裂隙水为水源的集中供水模式;以深层孔隙水为饮用水源集中供水并且以浅层孔隙水为生活用水水源的分散供水模式,以及以地表水为主要水源的集中供水模式。供水模式的划分可为鲁西南高氟改水工作及供水安全问题提供技术支持与保障。     

城市屋面雨水收集利用工程设计分析

城市雨水作为第三水源开发利用,在其3种汇流介质(屋面、道路、绿地)中,屋面雨水水质相对较好、便于收集,宜于直接利用.以济南大学西校区第1教学楼为例,进行了屋面雨水回灌裂隙岩溶含水层工程及主要构建物的设计,并预算了工程年平均可利用雨量.     

浅层岩溶裂隙水地区管井施工中的一种固井方法

浅层岩溶裂隙水地区供水管井施工中,固井(封闭第四系)这一环节是很重要的。固井的效果如何直接影响着钻进效率、成井质量和水质好坏,因此,很好地研究和解决这一课题是十分必要的。多年来,我们在浅层岩溶裂隙水地区供水管井的施工中,一直     

桂江流域地下水污染途径及防控措施研究

对桂江流域开展岩溶地下水污染调查发现:流域内地下水污染源分为“三氮”污染源、重金属污染源、有机污染源三类;“三氮”污染源主要包括工业、养殖和生活三类污水、生活垃圾渗滤液、农业施用氮肥等;重金属污染主要来自工矿企业;有机污染来自工业、养殖业。污染途径主要有孤峰平原的分散入渗式、孤峰平原的脚洞灌入式、峰丛洼地的消水洞灌入式、溶丘谷地的入渗式和峰丛峰林谷地的天窗灌入式等五类。并对88组地下水样品测试结果进行多指标地下水污染综合评价,结果表明36.5%的水点为“三氮”污染,多以分散入渗进入地下水,其污染形态呈面状分布;15.3%的水点为重金属污染,主要通过峰丛洼地消水洞灌入式补给和溶丘谷地入渗补给两种途径,呈点状分布于污染场地附近;3.49%的水点为有机污染,主要为分散入渗补给途径,污染呈短线状或点状分布。      

城市屋顶雨水回灌裂隙岩溶含水层的国内外案例介绍——兼对济南市屋顶雨水回灌裂隙岩溶含水层问题的思考

通过监测和分析济南市市区降水、屋面雨水水质和水量过程,屋顶雨水属微污染类水,经前期雨水弃流和预处理达到一定质量标准,通过管井回灌到裂隙岩溶含水层,可用于饮用水供水和保护地下水环境。已做的示踪试验表明,北方岩溶含水介质多属多重裂隙岩溶通道,因此在人工开采条件下,回灌应关注快、慢速流带来的不同水质变化问题,包括屋面雨水与裂隙岩溶介质的水岩作用。澳大利亚的案例说明,裂隙岩溶含水层对不同污染物有着不同的衰变效果。100多年来Mount Gambier市城区雨洪水经非承压石灰岩含水层径流一直排放到作为城市供水的蓝湖,到目前它对蓝湖水质没有表现出任何可量度的损害。但对于济南市的屋顶雨水回灌裂隙岩溶含水层,仍有许多问题需要研究。      

川东槽谷区岩溶泉水物理化学动态特征及其环境效应研究——以重庆青木关岩溶槽谷姜家泉为例

以重庆青木关岩溶槽谷姜家泉野外观测试验基地为例,利用CTDP300多参数水质自动记录仪、NITRATAX plussc在线硝氮分析仪及HOBO小型气象站,分别对岩溶泉在不同降雨条件下水化学的动态变化特征进行了监测研究。结果表明:岩溶泉水pH值受偏酸性雨水的影响而降低;水温变化取决于降雨量、持续时间及气温等因素影响。分析认为,电导率的变化随环境的不同而不同,一般降雨环境下雨水的稀释作用仅表现在降雨的开始阶段,之后裂隙含水介质起主要作用;暴雨环境下雨水的稀释作用贯穿整个降雨过程,地下河水质主要受岩溶管道裂隙控制,水动力作用占主要地位。NO3-含量与电导率变化呈正相关,都与降雨量密切相关,从而说明降雨是导致岩溶区土壤元素流失的主要原因,也是造成岩溶山区地下水污染的重要原因。岩溶泉水化学动态变化的监测研究对于解决岩溶石山区居民的饮水、水土保持及石漠化治理具有重要意义。     

峰丛洼地的基岩物质组成与土地退化差异分析

根据可溶岩层组中非可溶夹层的出露情况对我国西南岩溶山区峰丛洼地进行了划分,并对不同基岩物质组成的峰丛洼地的土壤、土地类型及植被、坡面形态和地表径流特征及其差异进行了论述。在此基础上对不同基岩物质组成的峰丛洼地土地退化的过程及其差异进行了分析,进而论证了各地貌部位合理的土地利用布局。      

塔里木盆地奥陶系古潜山碳酸盐岩岩溶储层评价与预测——以轮古7井区以东为例

塔里木盆地奥陶系古潜山碳酸盐岩岩溶储层具有埋藏深、非均质性强的特点。岩溶储集空间主要为后期溶蚀孔、溶洞和溶缝为主。通过古地貌恢复及岩溶垂向分带研究,结合油藏开采动态,对轮古7井区以东地区奥陶系碳酸盐岩岩溶储层评价与预测。研究认为:高产高效井主要位于岩溶缓坡地的峰丘洼地、丘峰洼地及岩溶峰丛谷地的溶丘、溶峰及其边坡部位。垂向上表层岩溶带和垂向渗滤带的上部,开发效果较好,多发育裂缝-孔洞型、洞穴型储层;径流溶蚀带、潜流溶蚀带岩溶发育相对较弱,局部发育小规模溶洞或岩溶管道,岩溶储层以裂缝型或孔洞型为主。在此基础上预测出五个高产高效油气储层岩溶区,为油气勘探与开发提供依据。      

滇东岩溶区表层岩溶水源地特征及其开发利用

表层岩溶水源地是解决分散农村生活用水困难的重要水源，而且分布广泛，水质较好。但水源地含水介质的富水性不均匀，岩溶水动态变幅大，脆弱性突出，易受污染和生态环境变化的影响。由此，表层岩溶水源地生态环境建设及保护尤为重要。表层泉以池、管调蓄系统开发最为有效。表层富水块段适宜打浅井开发，建设庭院式供水工程。采用地质雷达验证地质认识，确定井位，是经济有效的技术手段。     

我国北方岩溶泉域生态修复策略研究

我国北方岩溶分布面积广,岩溶泉水资源丰富,是岩溶区工农业及居民生活的优质供水水源。但在全球气候变化和采煤等强烈人类活动的叠加作用下,我国北方岩溶泉水流量衰减,水质恶化,岩溶泉域生态环境功能下降。通过合理、适度的人工干预,强化岩溶大泉的自然恢复机能,并最终实现泉域生态环境修复,是当前我国生态文明建设的先行区和重点领域。论文在分析研究晋祠泉断流原因的基础上,针对性地提出并科学地评估了汾河二库强化渗漏补给、泉域岩溶水关井压采、煤矿区保水限采、近源生态补水和远源河道渗漏补给等一系列措施及预期效果,以期推进晋祠泉域岩溶地下水生态环境得到根本性改善。该研究工作有望对我国北方岩溶大泉的生态修复形成示范效应,为遏制我国岩溶区生态恶化现象提供科学依据。      

云南泸西皮家寨岩溶大泉束流调压壅水开发示范

皮家寨岩溶大泉为上升泉,流量1072．75～1957．5L／s,出露于岩溶盆地边缘槽谷底部松散土层覆盖区,出口及天然径流途径位置低下。根据该泉所处的具体水文地质及工程地质条件,构思设计了新颖的岩溶大泉束流调压壅水技术方案。方案利用了皮家寨岩溶大泉较高的承压水头和下游存在弱透水岩体、上覆弱透水盖层的有利条件,采用帷幕灌浆形成地下防渗帷幕,与地上束流调压池联合,通过开、闭束流调压池上的引水闸和泄水闸调节水位,对大泉进行束流调压壅水开发,使水位壅高,就势将水流输往更高的地区,实现自流引水灌溉。示范工程的建成不仅取代了原有的提水泵站,节约了抽水费用,而且还消除了下游低洼地带农田的长期积水危害。      

Groundwater resources in karst area in Southern China and sustainable utilization pattern

Occurrence conditions of groundwater in southern karst area are complicated. The water-bearing media in the karst have multiplicity, and the groundwater is hosted in holes, gaps, seams, pipes and caves. The karst water shows heterogeneity where fast and slow flow coexist, and the Darcy and non-Darcy flow coexist, and the liquid flow, the gas flow and solid flow coexist. The evaluation and investigation indicates that the mineable resource of karst groundwater is about 53.44 billion m3/y, and the current exploitation quantity is merely 6.565 billion m3/year. The exploitation and utilization potential is gigantic. In the region there are altogether 2 763 karst subterranean rivers with a total length of 12 687 km. The dry season runoff volume equals to 47 billion m3/year. At present the exploitation is only 10%. Four effective utilization models of karst groundwater resources have been put forward. (1) The karst hills-depression zone formed the surface-underground united reservoir. By digging tunnels, water diversion irrigation and generating electricity, the ecological economy is developed. (2) In the deep-cut peak cluster depression area, by using the high-part Epikarst spring and constructing the regulation and storage water tank, the stereo ecological agriculture is developed. (3) In the karst peak forest plain and hilly-gully area, the pump-type underground regulating reservoir is constructed and the water-saving ecological agriculture is strengthened. (4) In the fault basin region with the surrounding groundwater runoff belting beam backwater, the water resources are jointly controlled to develop a fruit crop base within the basin.     

济南泉域边界条件、水循环特征及水环境问题

济南泉域是市区泉水的汇流及蓄水范围,在其北部城区中心地带出露趵突泉、黑虎泉、五龙潭和珍珠泉四大泉群。为更好地保护和利用济南泉域内岩溶地下水,文章对济南泉域的边界条件、岩溶主径流通道、地下水循环特征及水质变化几个敏感问题进行探讨。利用泉群流量相关分析、流场特征分析、回灌补源分析及自备井调查等手段,重新界定了济南泉域的东边界,将其北部透水段向东扩展至原边界以东约4 km。通过对钻孔岩溶分层统计及缓冲区分析,在山前地带沿党家庄－十六里河－千佛山断裂泉城公园方向地下埋深100~150 m发现一条补给四大泉群的岩溶地下水集中径流带。研究发现,五龙潭和珍珠泉以深循环为主,补给主要来自岩溶地下水,而趵突泉和黑虎泉同时受深循环和浅循环影响较大,趵突泉主要补给来自西部和南部岩溶地下水和地表水,除此以外黑虎泉在东南方向上还有一定量的岩溶地下水补给。目前岩溶水水质变差,南部岩溶裸露区,尤其水库河道周边地带,生态环境亟待治理。      

内蒙桌子山地区凝结水对岩溶地下水补给的探讨

内蒙古桌子山区为西北干旱地区,平均年降水量不足200mm。区内中、下奥陶统碳酸盐岩中岩溶水是当地重要供水水源。该区岩溶地下水氢氧同位素关系图表明,其样点基本分布在当地雨水线左上方,存在明显的反向“氧漂移”现象,这种现象在作者所见到我国北方多数岩溶泉域岩溶地下水的同位素分布是唯一的。通过本区特定的气候、水文地质条件以及自然条件分析认为,本区岩溶地下水中可能存在凝结水的补给,这一观点在2004年8月30日清晨的露水同位素取样分析后得到了进一步支持。      

试论植物作用对热带岩溶发育的影响——以广西弄岗自然保护区为例

鼻岗自然保护区位于广西南部龙州与宁明县交界,是我国目前保存较好的热带岩溶季节性雨林保护区。区内为上泥盆统至下二叠统碳酸盐岩。岩溶地貌以典型的热带切割较深的峰丛洼地为主。岩溶水以地下河迳流形式向左江和明江排泄。 本区热带雨林发育,复盖率达90％,植株密,林冠高。热带植物对岩溶发育的作用,主要是:1)林区气候受树木的影响,年降水量较外围多200—400毫米,相对湿度偏大22％,从而促进地下水的循环和溶蚀作用。2)大量的植物残体枯枝落叶使土壤中腐植质含量较高,并含有较丰富的微生物,所产生的有机酸和其它酸类,对岩石能起腐蚀作用。3)植物根系发达,主根粗壮,常沿岩石裂隙向纵深生长,常导致岩石的破碎崩解,有利于加强导水性能和溶蚀作用。4)林区岩溶水水化学受地质和生物因素的影响,其类型为重碳酸钙型水,一般不含侵蚀性CO_2,方解石饱和指数Slc>O。但个别点侵蚀性CO_2含量较高,而Slc      

山西太原西山汾河二库的泉域归属及其渗漏量计算

山西省汾河二库是建于汾河中上游的一座大型水库。由于水库处于晋祠兰村泉域交界地带的碳酸盐岩河段,水库蓄水并淹没了天然条件下出流的悬泉寺泉群,造成库区岩溶水文地质条件发生根本性改变,直接影响到泉域岩溶水的水资源评价、开发管理和以泉水复流为目标的生态修复的措施制定。本文针对汾河二库修建后的以下两个问题开展了讨论。第一,利用最新调查与勘探资料分析二库修建对岩溶水文地质条件的影响,并对二库库区的泉域归属问题进行了划定,认为悬泉寺泉水的出流受控于汾河河谷内向西倾斜的下奥陶统区域相对隔水层的阻水作用,汾河二库蓄水水位提高近40 m,天然条件下挟持于晋祠-兰村泉域间相对独立循环的悬泉寺泉域降落漏斗被“充满”,泉水消失,形成对岩溶地下水渗漏反补给,水库渗漏水量通过中奥陶统主要进入晋祠泉域,汾河二库以寺头-下槐间下奥陶统出露的地段为界,下槐泉以上划归晋祠泉域,下槐泉以下则划归兰村泉域;第二,利用二库上游寨上水文站、下游的上兰村水文站资料和二库蓄水水位系列资料,由均衡法建立了二库蓄水水位与渗漏量之间的非线性方程,并据此预测,当二库水位提高至905.7 m时的渗漏量为2.862 m3·s-1,而对兰村泉域岩溶水及山前西张水源地的补给量有限。      

典型岩溶槽谷区地下水化学特征及地球化学敏感性分析

利用2012年4月—2013年3月的水化学数据研究了重庆老龙洞地下河流域地下水系统地球化学敏感性。结果表明,研究区表层岩溶泉和地下河水化学阳离子分别以Ca2+、Mg2+和Ca2+、Na+为主,阴离子以HCO3-、SO42-为主;表层岩溶泉雨季Mg2+/ Ca2+摩尔比和地下河雨季Na+/ Ca2+摩尔比旱季大于雨季,表层岩溶泉和地下河雨季 HCO3-/SO42- 摩尔比分别为3.428～6.524、3.122～5.966,旱季HCO3-/SO42-摩尔比分别为5.693～8.664、3.428～6.524,表现出低SO42-、高HCO3-的特征,主要受农业活动影响的表层岩溶泉主量元素地球化学敏感性依次为HCO3-> SO42->Ca2+> NO3-> Mg2+> Na+> K+>Cl-,而受农业活动、工业活动、城镇建设活动等多种因子共同影响下的地下河主量元素地球化学敏感性有所变化,依次为HCO3->Na+> Ca2+> K+> Cl-> Mg2+> NO3-> SO42-,随着人类影响的加剧,离子敏感指数将会有增加的趋势。      

关于山西岩溶泉水资源保护问题的探讨

本文在分析山西高原岩溶泉特征基础上,论述了岩溶泉的保护问题:合理扩泉岩溶水开采的统一规划;溶泉水利用的统一管理。根据岩溶泉形成和“三水”转化的观点提出了人为改变天然水文地质条件,增加补给量,减少排泄量,是增大泉水流量的根本途径。具体措施:植树造林;修建水利工程;引水回灌。