利用高精度示踪技术和大功率充电法确定地下河系统的管道分布特征——以毛村地下河系统为例

由于岩溶发育的非均一性和复杂性,确定岩溶地下河流域范围及地下河管道的位置是非常困难的。高精度示踪技术可用来确定地下河管道的连通性及地下河流域大致范围;大功率充电法能够准确定位岩溶地下河管道的平面分布特征并追踪地下河系统的管道展布方向。综合高精度示踪技术和大功率充电法等成果,并结合地下河的地表出露特征和钻探等信息进行验证,查明毛村地下河系统的地下河管网分布特征及大致流域范围,探测技术方法组合成效显著。主要成果体现:在毛村地下河系统上游,存在多个地下河管道分支,且还存在一个未被发现的地下河管道,连通各地下河分支;在地下河系统中游径流区,地下河主管道接受周围山体的补给并与次级管道、岩溶裂隙带形成复杂的地下河网状系统;在地下河系统下游排泄区,地下河管道分支呈扇形向排泄点聚集。另外,大功率充电法探测结果显示灯明泉可能是毛村地下河系统的一个分支,但是两者之间的连通性较差,在雨季或水位上涨时,两者之间的联通性可能会有所改善。      

茂兰自然保护区板寨地下河系统的水文地质特征

贵州茂兰自然保护区板寨地下河系统是一个边界封闭的地下水系统,板寨地下河的汇水面积较小,水污染程度低,面临的主要污染来自农业生产。在研究该区水文地质条件的基础上,分析出板寨地下河的主要径流通道,圈定板寨地下河的汇水面积,通过对该系统水化学特征地分析,进一步证实了板寨地下河系统的地下径流途径和地表汇水范围,为科学地保护板寨地下河乃至整个茂兰自然保护区提供依据。     

秘境绎美·地下河串起百窗千谷——广西都安地下河国家地质公园

母年4月春暖花开之际,在广西都安地苏地下河中,一场原生态的演出开始了!在水色碧透的地下河出露的天窗群,数量庞大的桃花水母,舒展着它们那如粉白花瓣般的肢体,在水中蹁跹起舞.每年的7～9月,演出达到高潮.这是大自然对地苏地下河水质的肯定.地苏地下河系统是世界上枯水期流量最大的地下河系统.     

岩溶地区地下河系统水资源定量评价的问题与出路

岩溶地区含水介质的多重性和高度复杂性,给地下河系统的水资源量评价带来许多难题。在分析地下河系统水资源形成、分布和运移特征基础上,认为目前用于地下水评价的主要方法都不太适用来解决地下河系统水资源量的评价和预测问题。作者在比较地下河与地表水多方面的相似性后,建议引入现代水文学的理论方法和模型来解决岩溶地区地下河系统水资源评价问题,并分析了可能需要解决的若干关键问题。针对岩溶水资源的特征,作者认为,改变传统定量评价的思维、引进现代水文学理论方法和充分利用3S技术,是解决地下河系统水资源定量评价的主要出路。      

典型岩溶水系统碳汇通量估算

现代岩溶学研究成果表明,碳酸盐岩在全球碳循环中响应极其迅速,水循环过程中的碳汇效应显著。本研究选取广西桂林寨底地下河系统、广西环江大安地下河系统、重庆北碚青木关地下河系统三个典型岩溶地下水系统,利用各系统地下河的流量和HCO3-浓度的监测资料,采用简单化学平衡模式法估算碳汇通量(CO2)。结果显示,寨底地下河系统的单位面积年碳汇通量为68.82 t/(km2.a),大安地下河系统的单位面积年碳汇通量为81.18 t/(km2.a),青木关地下河系统的单位面积年碳汇通量为100.07 t/(km2.a)。分析认为同一个岩溶水系统的结构特征和环境条件基本上是稳定的;地下河的流量和HCO3-浓度是影响岩溶碳汇强度的关键因素,尤其是地下河流量的变化对碳汇强度的影响显著;不同岩溶水系统的碳汇通量不但受水化学条件和地下水动力条件的控制,同时受土地利用变化的影响。该研究对于改进碳循环模型和评价岩溶地质碳汇有重要意义。     

贵州省大小井地下河系统之间关系分析

贵州省大小井地下河系统是贵州境内最大的两条地下河,流域面积1 943.2Km2,出口位于贵州黔南地区罗甸县懂当乡大小井村。两条地下河紧靠在一起,它们之间地下水系统边界以及是否存在水力联系都尚不清楚,为了弄清两条地下河之间的关系,通过连通法对大小井地下河进行了示踪试验进行分析。研究表明,在航龙至马鞍寨区间,两条地下河系有着密切的水力联系;在鞍寨谷之后则互不关联,相互独立。     

基于ANN模型重塑岩溶地下河系统流量数据可行性研究

西南岩溶地区地下河系统的多层次和多级性特征,决定了其输入因子与响应因子之间为非线性关系,传统的统计方法在揭示此类关系时效果欠佳,而人工神经网络模型( Artificial Neural Ne two rk—— ANN)正好弥补了此项不足,其在原理和构模上均表现出与岩溶地下河系统十分相似的特点。通过对广西地苏地下河系统水量数据的重塑发现, ANN模型重塑的效果明显优于传统的回归分析法,证明了运用ANN模型重塑岩溶地下河系统流量数据是完全可行的。      

桂林寨底地下河硝酸根含量特征研究

工农业生产迅速发展使地下水硝酸盐污染成为世界性的环境问题.因此,研究地下水中硝酸根含量特征具有重要意义,在水文地质条件特殊的西南岩溶地区尤为重要.本文以岩溶地区典型地下河--广西桂林寨底地下河为例,分析了地下河系统不同季节硝酸根含量特征,发现地下河中硝酸根含量受降雨和人类活动影响较大.     

基于“三源模式”的岩溶地下河区污染场地修复治理——以遵义坪桥地下河系统为例

在分析岩溶地下河系统范围内水源、污染源特性的基础上,建立了双源调查、源汇追踪和源头阻控为主要内容的岩溶地下河污染修复治理模式——三源模式。以遵义市坪桥地下河系统为例,利用三源模式对该地下河污染进行修复治理实践。结果表明：研究区分布有各类水点25处,以钻孔、岩溶泉点、地下河出口为主,特征污染物为以NH₄⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Mn2+、Se2+为主;分布有各类污染源点15处,以工业废渣堆放场为主,主要分布在地下河系统下游坪桥工业园区一带,特征污染物同样为以NH₄⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Mn2+、Se2+为主;地下河系统范围内有3条地下水污染通道,均分布在地下河出口与坪桥工业园区Z1(1#、2#)废渣处置场之间;通过对2#废渣处置场排洪竖井-地下河出口这一污染通道上游段进行帷幕工程修复后,地下河出口可减排污水排放量47 244...     

关于南洞地下河系统南边界问题的讨论

岩溶水系统的划分研究是水均衡分析、水资源评价的基础。南洞地下河是中国南方4个超大型地下河系统之一,其水文地质条件复杂,开发潜力巨大。由于南洞地下河系统蒙自盆地内有第三系阻水深槽存在,使得该区地下水位高于南北两侧,部分研究认为该阻水带是南洞地下河系统的南边界。本次通过进一步收集盆地内部和外围水文地质钻孔及地热钻孔资料、野外调查、洞穴探测及示踪试验,认为盆地内阻水深槽并不阻挡深部地下水,南洞地下河系统南边界应南移至南部地表分水岭一带。蒙自盆地及南部地下水流向应整体由南向北。     

西南岩溶地下河系统水流运动数值模型

为深入认识地下河系统水循环规律,针对与周围空隙介质有密切水力联系、分布于饱和带中且具有集中排泄的地下河系统,建立了水文地质概念模型.阐述了该类型地下河系统中不同含水介质水流运动特征及相应的运动方程,给出了数值模型中方程和空间离散方式及模型的求解方法,分析了数值模型中孔隙水和裂隙水自由面、管道有压和无压转换、管道层流和紊...     

云南南洞地下河系统及水资源开发利用

南洞地下河系统,流域面积986km2。年迳流总量2.988亿m3,是南盘江支流——芦江河的重要补给水源,流域由岩溶高原、断陷盆地,盆间丘陵几部分组成。中三叠统个旧组（T2g）灰岩是主要含水层位。地下河系统由多条地下河组成,是早期南洞地下河与大黑水洞地下河经后期发展、演化、归并袭夺而形成。虽水文地质条件十分复杂,但资源丰富,开采潜力巨大,磨石沟地下筑坝,是最优的开发方案。      

板文地下河系统内涝

在查阅东兰县历年水灾纪实的基础上，通过详细剖析板文地下河系统管道特征，认为主流下游段水力坡度小、流速慢是造成系统内灌输的主要内因。同时，区分了拉平洼地内涝和巴纳洼地内涝的差异。拉平洼地地下河管道连通性差、部分淤塞，常常引发天然内涝；而巴纳洼地地下河管道畅通，因岩滩水库蓄水造成库水倒灌，地下河水位抬升，排泄能力降低，使洪水沿巴纳溢流天窗漫溢到巴纳洼地形成岩溶内涝。岩滩水库不仅增加了板文地下河系统内涝范围，而且使最小致涝降雨量从建库前的216.4mm降低到建库后的120mm，从而使内涝更易发生和严重。     

现代岩溶地下河成因研究对塔北奥陶系大型岩溶缝洞体储层勘探的启示——以桂林寨底岩溶地下河系统的剖析为例

研究现代岩溶地下河内大型缝洞空间的形成机理,可成为揭示古岩溶缝洞体储层发育的"钥匙",并指导油气勘探。根据对桂林寨底地下河系统的野外地质调查、示踪试验、物探及钻孔资料研究,基本确定了寨底地下河系统内大型岩溶缝洞发育的展布特征。认为地貌、水系、岩性、断裂等是寨底地下河管道发育的主控因素。结合三维地震技术,对塔里木盆地北部哈拉哈塘某井区晚奥陶世岩溶期岩溶进行了地质背景、古地貌、古水系及古水动力条件分析,刻画了哈拉哈塘晚奥陶世岩溶期的一条古岩溶地下河及其大型缝洞储集空间的分布。勘探结果表明在地下河管道上的钻井均获得高产。     

广东黎水地下河开发利用研究

黎水地下河开发工程方案充分利用了地下河流域的区域地质条件、地下河系统特征及水文地质条件等,有效地提高了地下河流域水资源的利用率,且产生了明显的社会、经济和生态环境效益.其成功经验具因地制宜、开发形式多样、一次性投资、见效快及效益高等特点,可为同类或相近类型岩溶流域更好地利用岩溶水资源、弥补地下河时空分布的差异性、解决岩溶石山地区干旱缺水问题提供经验.     

典型岩溶区地下水系统重金属元素分布特征浅析——以广西坡月地下河为例

地下河为岩溶地下水系统的重要组成部分,为查清典型岩溶区地下水系统中重金属指标的含量变化及空间分布特征,文章以广西坡月地下河系统为例,通过不同断面两次采样分析,重点剖析地下河系统在水文地球化学作用下,地下水中以“五毒”元素及Zn、Al和Mn为代表的重金属元素含量。分析结果表明:坡月地下河水体pH值在7.34～8.10 之间,水体中“五毒”元素、Zn、 Al和Mn的检出含量极低或未检出,质量浓度均远小于国家地下水环境质量标准中的Ⅲ类水质标准,适合各种用途。检出含量较高的点主要为地下河明流段或补给区地表水,含量最高分布在坡心地下河出口水体,其原因是坡心地下河系统区内工矿企业和其它经济活动干扰相对较强,特别是工矿企业的矿石和尾矿渣的露天堆放（如金矿）是引起地下水中重金属元素的检出或超标的重要因素。      

西南岩溶石山地区不同类型地下河开发利用模式探讨

西南岩溶石山地区岩溶发育规律复杂, 给地下河的有效开发利用带来了困难。在近年来西南岩溶区地质调查成果的基础上,系统总结不同岩溶地貌类型区地形地貌条件、岩溶发育特征,提出了6种典型地下河开发利用模式:（1）峰丛洼地区地下河溶洼成库模式;（2）岩溶深切河谷区地下河堵洞成库模式;（3）岩溶槽谷区地表-地下联合成库模式;（4）岩溶垄脊褶皱区隧洞引水模式;（5）峰林平原（谷地）区地下河机井提引利用模式;（6）断陷盆地边缘地区地下河地表-地下联合成库模式。这6种模式的提出,为因地制宜、合理高效开发利用地下水资源,提供了切实可行的方法借鉴,可有效服务国家精准扶贫战略。      

典型岩溶地下河系统暴雨条件下水文水化学动态变化研究

利用HOBO小型自动气象站、WGZ21型光电数字水位计和CTDP300型在线水质监测仪,对典型岩溶槽谷地下河系统暴雨条件下水文水化学动态变化进行了连续监测,运用WATSPAC软件计算方解石饱和指数(SIc)和CO2分压(PCO2)。分析了降雨过程中,地下河系统水文水化学动态变化特征。结果表明:在降雨过程中,地下河系统总体以稀释效应为主,对降雨的响应速度快。其中,地下河入口水化学变化受降雨稀释效应和外界环境因素共同影响,变化复杂。出口水化学变化以稀释效应为主,较入口规律。强降雨初期主要由来自中下游岩溶裂隙和洼地对地下河管道的快速补给;降雨后期和降雨过程结束后主要由来自上游岩口落水洞的注入补给。青木关流域岩溶发育程度高,岩溶管道流畅通性良好。强降雨形成的短时地表产流集中注入、降雨入渗经裂隙的快速补给对地下河水质的好坏造成直接影响。     

利用示踪试验研究巨木地下河成库条件

示踪试验是客观认识地下河管道空间结构的有效手段之一,其成果可成为地下河开发利用的重要依据。通过对以食盐为示踪剂,以摩尔法为检测方法得出的巨木地下河出口水质中Cl#体积质量历时曲线的分析,认为该地下河具多支、网络状特点,系统内含水介质以管道、廊道、裂隙及溶潭的组合为特征,具有较强的调蓄能力,具备筑坝成库条件。     

云南南洞地下河系统边界及性质研究

地下河系统具有固定补给范围和资源要素,是岩溶地下水进行独立循环的基本单元,控制了岩溶水的运移富集、水化学演化特征、资源构成以及环境地质问题。开展地下河系统研究首要任务是确定系统边界位置及其水文地质性质。以南洞地下河系统为研究对象,据野外调查、勘探、试验资料,以地球系统科学理论为指导,运用现代岩溶学、地质学及水文地质学的分析方法,确定南洞地下河系统是由1号暗河和2号暗河系统组成的,其中2号暗河还有叠置于其上的平石板和黑龙潭两个全排型暗河子系统;其含水岩层主要为三叠系个旧组（T2g）灰岩、灰质白云岩、白云质灰岩;根据边界的水文地质性质可以划分为地表分水岭边界、地下分水岭边界、隔水边界、岩溶含水层深埋滞留型边界。