重庆市地下河的空间分布及水资源

文章利用ArcGIS软件提取重庆市1∶20万水文地质图信息,统计出重庆市地下河约380条,总长度约为1 898.43km,多年平均流量约144.20m3/s,水资源量约45.47×108m3/a。总的来说,重庆市地下河主要分布在渝东北、东南地区,其分布范围和重庆市碳酸盐岩分布范围一致。同时利用地下河发育密度和多年平均径流模数,结合各地区多年平均降水量,对重庆市地下河水资源的分布规律进行了分析,得出地下河发育密集地区并不一定就是水资源量大的地区;降水量高的地区也不一定是地下河水资源量大的地区,二者在重庆市存在较大差异。这主要是和各地下河的地质背景、构造条件、岩性、汇水面积、降雨特征等因素的相匹配情况有关。     

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。      

广西布泉地下河发育特征及连通性分析

为查明广西布泉地下河岩溶发育规律和分布特征,在1∶5万水文地质调查的基础上,对该区地下水水位动态进行长期观测和示踪,研究布泉地下河地表和地下岩溶发育特征,分析布泉河上游和中游各支流间的连通性。该区地表主要为峰丛洼地,溶蚀强烈,地下河管道主要沿断层展布,平面形态呈树枝型,剖面形态呈阶梯型。地下河中下游管道的地下水水位动态对降雨的响应滞后,上游管道及远离管道区的地下水水位动态对降雨的响应敏感。地下河上游和中游地下水平均流速分别为1 166 m/d和1 079 m/d,地下水总体径流速度较快,上游地下水的水力坡度大于中游。地下河上游管道分支较多,地下水连通性较复杂,中游主管道明显,连通性较好。     

典型岩溶槽谷区地下河水文动态响应研究——以重庆青木关地下河为例

为了更好地掌握重庆青木关地下河水文动态变化规律,2007年5月至2008年6月利用WGZ-1型光电数字水位计和水质监测仪(CTDP300型在线水质分析仪）,对降雨量和地下河水位、水温、pH及电导率进行了连续自动监测,并采用水文动态曲线线型分析法分析了该地下河水文动态变化对降水事件的响应。结果表明,地下河水文动态对降雨响应迅速,水位流量过程曲线线型呈不对称尖峰型,尤其在2007年7月17日出现的大暴雨事件中,最高水位为1.175m,滞后最大雨强6h10min,最大流量为2.5781m3/s,而观测中该地下河最小流量仅为0.0189 m3/s,反映出该岩溶地下河发育强烈,赋水空间较单一、含水层对水资源调蓄能力较弱。电导率、pH和水温对降雨同样快速响应,电导率由602.7μs/cm降到462.09μs/cm,pH由7.23降到7.01,水温由18.9℃上升到19.5℃,各指标滞后不超过15h。      

西南岩溶石山地区岩溶地下水示踪试验与分析——以湖南湘西大龙洞为例

围绕大龙洞水库成库条件调查中存在的疑点问题开展示踪工作。根据示踪试验区的水文地质条件,选择降雨时地表水向地下集中渗漏排泄的狗肉寨极乐村洼地落水洞作为投放点,并在极乐村洼地落水洞的北东大龙洞地下河出口附近的鬼冲地下河、鬼冲泉和大龙洞地下河出口下方对岸100m处的Y034季节性水点(表层带岩溶泉点)及大龙洞地下河出口设置接收点,采用弱酸性红A荧光染料类试剂作示踪材料。示踪结果显示,鬼冲地下河、鬼冲泉和大龙洞地下河与投放点的连通性差;季节性水点Y034与投放点的连通性好;表明通过狗肉寨极乐村洼地落水洞汇集转化成的岩溶地下水与表层岩溶带季节性岩溶泉水水力联系密切,而与鬼冲地下河、大龙洞地下河之间则存在有地下分水岭。      

贵州乌江南源上游流域不同岩溶地貌单元的流量衰减分析

选取云南高原向贵州高原过渡地带上的乌江南源——贵州省三岔河上游流域作为研究对象，分别提取其流域内的花渔洞地下河流域与三塘地下河流域的地形指标，分析两者的流量衰减现状，并探讨了岩溶地表形态和岩溶含水介质结构之间的关系。结果显示:（1）花渔洞地下河流域的平均起伏度为73.2 m，可分为高起伏度的Ⅰ区（均值122 m）和低起伏度的Ⅱ区（均值64 m）两个区，其分别占整个流域面积的14.9%和85.1%；三塘地下河流域的平均起伏度为87.6 m，可分为高起伏度的Ⅰ区（均值106 m）、中起伏度的Ⅱ区（均值81 m）和低起伏度的Ⅲ区（均值48 m）三个区，其分别占流域面积的40.2%，49.7%和10.1%；（2）花渔洞地下河流域各阶段的衰减系数为0.000 3，0.000 1，0.000 06（0.5 h）-1，总蓄水量达2 199.356×104 m3，各亚动态蓄水量分别占总蓄水量的0.1%，9.9%、90.0%；三塘地下河流域各阶段的衰减系数为0.001、0.000 3、0.000 1（0.5 h）-1，总蓄水量为2 310.902×104 m3，各亚动态蓄水量分别占总蓄水量的9.4%、30.8%、59.8%。这表明地面起伏度和衰减动态之间可能存在着关联性，即高起伏度对应岩溶发育强烈的管道流，低起伏度对应导水通道较小的裂隙、溶隙等含水层。      

基于高分辨率示踪技术的岩溶隧道涌水来源识别及含水介质研究

利用高分辨率示踪技术探讨了重庆三泉隧道突水来源,并对含水介质进行了刻画,结果表明:（1）隧道涌水段受长滩地下河影响,而麦阴槽落水洞为长滩地下河的补给来源之一;（2）试验段岩溶含水介质通畅,地下水流速快,为典型紊流态;地下河管道结构不均匀,发育两条过水通道,为主管道并联支管道,无溶潭和地下湖发育;利用Qtracer2软件,计算得到地下河几何参数及水文地质参数:地下管道储水体积为1 148.4 m3,表面积为1.30×106 m2,平均直径为1.37 m,长度为780 m;摩擦系数为0.51,舍伍德数为1 055.1,施密特数为1 140,水力深度为1.08 m,分子扩散边界层厚度为1.3 mm;（3）因试验时间短、试验为小流量期及存在其他地下河出口等条件制约,示踪剂天来宝的回收率较低,上湾洼地与隧道涌水段连通关系有待进一步研究;（4）由于三泉隧道涌水点与地表水具有直接水力联系,且涌水量大,建议引走地表洼地水源、填埋隧道上方麦阴槽落水洞或在隧道下方新建泄水洞排水。      

西南岩溶地下河流量重复统计问题及对策探讨

西南岩溶区的地下河数量及总流量是有关职能部门和专业技术人员关心的两个重要数据。20世纪80年代对西南6省进行统计,结果为2 836条,流量1 482 m3/s;20世纪90年代对西南8省进行统计,并经过近年的数据库校核为2 523条,总流量1 321.7 m3/s;其中流量大于2 000 L/s有120条,合计流量699.7 m3/s,占总流量的52.94%;流量在50~500 L/s地下河最多,有1 311条,占总数的51.55%,其次为流量小于50 L/s的有723条,占总数的28.43%。文章针对上述统计方法存在岩溶地下河流量重复统计、与岩溶大泉流量交叉重复统计两种问题,以大小井和寨底地下河系统为例,给出了具体重复统计量。基于1∶20万水文地质普查资料,大小井和寨底地下河重复统计量分别占总出口流量的57.1%、7.1%;而基于最新调查资料,重复统计量则分别可增加到134.3%, 86.1%。因此,随着1∶5万水文地质调查面积越多,所发现的地下河出口越多,按传统的统计方法其重复统计量则越大。引起上述重复统计问题主要原因是把地下河系统和子系统混合在一起。文章最后讨论了地下河系统的空间属性,提出避免重复统计措施,对西南岩溶区地下河流量正确统计以及具有相同特征的岩溶大泉流量统计有一定指导意义。      

珠江流域岩溶地下河分布特征与影响因素研究

珠江流域岩溶地下河枯季流量约4 738.69万m3·d?1,赋存丰富的地下水资源,探讨地下河分布和发育特征对我国南方岩溶水资源的开发利用具有重要的指导意义。文章以西南岩溶区大量的野外调查工作为基础,结合珠江流域内1∶20万水文地质普查报告,选择348组岩石样品和1 036条岩溶地下河,从岩性、地形地貌、构造、水动力条件和新构造运动等角度总结分析珠江流域地下河发育规律、分布特征及其影响因素。结果表明:地下河在比溶解度介于0.84~1.2的细粒?鲕粒生物碎屑纯灰岩中最为发育,在比溶解度介于0.43~0.61的泥质灰岩中发育较弱。根据地下河形态及水循环演化条件,将地下河分为发育初期单管型、发育多期羽毛型、新构造控制网络型、发育成熟期树枝型4种类型。地形地貌和地表河网决定岩溶地下河运动的趋势和方向;构造控制地下河发育的空间格局,其中构造反接复合部位、压扭性断裂两侧破碎带、与非可溶岩接触带、褶皱弯曲最大部位、背斜轴部破碎带和向斜轴部地下河发育尤为明显;水动力特征影响地下河发育规模和发育深度;新构造运动促进地下河发育向深性、继承性、新生性发展。      

滇东断陷盆地南洞岩溶地下水系统地下河水文动态特征与资源量评价

本文对滇东断陷盆地南洞岩溶地下水系统各地下河的水文动态特征进行了分析,推断了南洞岩溶地下水系统的结构特征.根据岩性构造、地下河发育以及补径排关系,将其划分为四个子系统.分别采用降雨入渗系数法和径流模数法对南洞岩溶地下水系统的天然资源量进行计算,计算结果分别为35610.7万m3/a和33460.2万m3/a.用枯季径流模数法对南洞岩溶地下水系统的可采资源量进行了计算,计算结果为23407.3万m3/a,其可开采资源量巨大.南洞地下河在没有天然补给量的情况下,120天消耗的调蓄量为4503.3万m3,南洞地下河日允许开采资源量为49.4万m3/d.二号暗河建库蓄水条件下库区上游的日允许开采量为75.9万m3/d,蓄水库容来源于工程设计,资源保证程度高.本次研究可为南洞岩溶地下水资源的开发利用和调配提供科学依据.     

基于在线示踪技术的岩溶地下河流场反演与水文地质参数估算

以青木关岩溶地下河为例,利用在线高分辨率示踪技术获取基础数据来探寻岩溶地下河形态特征,估算水文地质参数。试验中示踪剂回收率高达99 %,示踪剂历时浓度曲线有两个孤峰,前后峰值浓度分别为37.63 μg/L和1.21 μg/L, 两个孤峰的偏度和峰度均大于0,据此推测青木关岩溶地下河并无较大溶潭发育,且地下河流态为紊流流态。根据试验所得数据结合地下河地理空间信息,以经验公式估算得到地下河平均流速、摩擦系数、雷诺数、舍伍德数、施密特数等水文地质参数,分别为204 m/d、0.26、127 980、4 165、1 140,表明青木关地下河管道内部结构复杂,地下水环境比较脆弱,且估算得到的雷诺数所表征的地下河水流态与示踪剂历时浓度曲线得到的结果一致。      

本溪水洞的基本特征和形成条件

本溪水洞为我国东北中高纬度地区规模最大的地下河洞穴,全长在5000m 以上,已探测长度3658m。与我国南方地下河洞穴比较,具有纵坡甚小,管道较规则,可探测深度大等特点。岩性、构造和水流最小功能原理是控制水洞发育的基本条件。本溪水洞的发育起始于中更新世,即约40万年前。      

南洞地下河流域4个水文地质钻孔成功出水

<正>据中国地质科学院岩溶地质研究所消息,由该所承担的《南洞地下河流域水文地质综合调查》子项目,在充分收集资料和详细的野外勘查基础上,利用先进的地球物理勘探技术,分别在南洞地下河总出口南边的磨石沟和北边的清塘子布置两条勘探剖面,根据获得的"异常点",推测地下河主管道或主迳流带的位置,最终确定了4个水文地质钻探孔位,开展了第一阶段的钻探工作,经过近150天钻探,总进尺1 100m,单孔深度250~300m,岩芯取样750m,抽水试验     

南洞地下河月径流时间序列的混沌特征及预测

利用基于相空间重构技术、混沌识别与预测理论对1993-2013年南洞地下河月径流时间序列的非线性特征进行了分析,由所获得的延迟时间和最佳嵌入维数实现了月径流时间序列的相空间重构,运用饱和关联维数法和小数据量法计算出南洞地下河月径流时间序列的饱和关联维数和最大Lyapunov指数,并运用Volterra模型对南洞地下河月径流时间序列进行了多步预测研究。研究结果表明,南洞地下河月径流时间序列相空间重构的延迟时间和最佳嵌入维数分别为τ=5、m=8,饱和关联维数D和最大Lyapunov指数λ分别为4.63、0.748 9,从定性和定量的角度证明了南洞地下河月径流时间序列具有弱混沌特征。Volterra自适应滤波模型的预测结果能较好地表征南洞地下河月径流的变化趋势和规律,对18个月内的短期预测精度较高,模拟效果较好。      

四川岩溶地下河空间分布规律研究

利用mapgis软件提取四川省1:20万或1:50万水文地质图信息,初步查清四川岩溶水地下河的空间分布规律,统计得出岩溶地下河约168条,总长度约77.23 km,多年平均枯季流量为470.02 L/s,地下河发育密度为0.88 m/km2,多年平均径流模数为9.52 L/s·km2。四川地下河长度以中、短型为主,小于5 km的占67.92%;流量以中、小流量为主,小于200 L/s的地下河占总量的49%。从区域构造来看,主要分布于准扬子地台的上扬子台坳、四川台坳、龙门山-大巴山台缘坳陷、康滇地轴等;从行政区划来看,主要分布于古蔺县、叙永县、筠连县、邻水县、盐源县等地。     

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。      

丰鱼岩的岩溶景观和旅游开发

丰鱼岩隶属于桂林市南110km的荔浦县, 因洞内盛产一种名叫“油丰鱼”的洞穴盲鱼而得名。主洞口距荔浦县城14km,洞穴沿峰丛谷地发育。丰鱼岩洞穴的形成得益于一条近南北向的地下河,地下河总长约8km ,除有大约100m长的明流外,余均为地下伏流。      

贺州市合宝地下河系统的定量示踪试验与分析

在岩溶水文地质调查中,示踪试验的应用是较为广泛且行之有效的方法。为确定地下河系统的岩溶含水介质结构,采用高精度在线监测技术在广西壮族自治区贺州市合宝地下河主管道上进行示踪试验。试验采用的示踪剂为荧光素钠,在线监测设备为GGUN-FL30野外荧光分光光度计。试验结果显示: 合宝地下河入口S₁与出口S₄之间地下河以管道流为主要特征,结构相对简单,不存在溶潭等地下储水体; 示踪剂回收率为63.18%,说明该地下河还有其他排泄途径,很有可能为地下潜流。基于Qtracer2数据分析可知,合宝地下河枯季水流的最大流速为156.00 m/h,平均流速48.09 m/h,岩溶管道储水量26 714 m³,管道过水断面面积13.70 m²,平均直径4.18 m,弥散系数0.505 m²/s,纵弥散度37.81 m,摩擦系数0.178,雷诺数48 937,舍伍德数1 875.4,施密特数1 140。合宝地下河岩溶极其发育,含水介质不均一性强,为规模较大的单一管道系统。地下水流态呈紊流型,且局部具备承压特征。研究数据及成果为建立地下河系统数值模型提供了依据。     

广西岩溶区地下河分布特征与开发利用

广西岩溶地区已查明地下河445条,其分布受地质、地貌条件控制。地下河出口主要分布于灰岩地层,在白云岩地区分布最低。以峰丛洼地区地下河分布数量最多、规模大,其次为峰林谷地和平原区,岩溶丘陵区地下河数量少、规模小。不同岩溶地貌区的地下河及开发利用带来不同的环境问题,峰丛洼地区以内涝最严重,峰林谷地和平原区的地下河水开发常造成塌陷,岩溶丘陵地区的地下河水污染严重。开发利用方式主要为出口建坝蓄水,天窗提水,地下河堵洞成库,堵截地下河引水发电,建地表、地下联合水库。     

重庆地区岩溶地下河发育与分布的基本特征

岩溶地下河是我国西南岩溶地区地下水资源赋存的主要形式,是重要的水源地。本文以重庆市域范围内1∶20万水文地质普查报告为基础,结合大量的野外调查工作,从岩性、构造、地貌等角度总结了重庆岩溶区地下河发育、分布的基本特征。结果表明在质纯层厚的石灰岩中地下河最为发育,而在其它碳酸盐岩层组中,由于碳酸钙含量下降,岩溶率下降,地下河弱发育或不发育。在重庆地区,受到区域构造条件的影响,岩溶地下河管道多沿构造线展布。区域褶皱（向斜、背斜、褶皱转折部位）、构造复合部位、断裂等地质构造特征均影响了岩溶地下河的发育和分布。重庆地区的层状夷平面地貌,控制了岩溶地下河的补给和排泄,地下河多在低一级夷平面形成的河谷、沟谷中出露。根据重庆地区岩溶水的水动力特征和循环条件,将地下河分为汇流型、分流型和平行流型3种类型。