广西环江锥状峰丛喀斯特景观演化机制

广西环江喀斯特世界自然遗产提名地是贵州荔波喀斯特世界自然遗产地的拓展地。环江喀斯特地貌发育演化受岩性、地质构造、断层、节理、裂隙和地下水文系统等因素影响。岩层由纯度较高的石灰岩和白云岩等可溶性碳酸盐岩构成,地壳运动使该地抬升,岩层受力发生褶皱并隆起断裂,断层节理发育;降雨、较高的温度以及地表-地下水对可溶性岩石进行侵蚀-溶蚀作用,使侵蚀基准面下降,河流下切,地表因长时间受剥蚀和溶蚀,地貌演化由幼年期经青年期进入壮年晚期。发育成峰丛谷地、洼地、峡谷及峰林洼地、谷地、盆地和多层洞穴等为主的形态多样的锥状喀斯特地貌景观。环江喀斯特自寒武纪以来经历了形成山间盆地和石炭系巨厚碳酸盐岩的沉积成岩阶段及喀斯特化作用,地貌发育演化经过3个主要阶段,即褶皱断块山地―盆地形成阶段、喀斯特峰丛―峰林发育阶段和喀斯特峡谷形成阶段。演化模式遵循峰丛洼地→峰丛谷地→峰丛峡谷→峰林洼地→峰林谷地地有序正向演替规律。揭示了热带-亚热带锥状喀斯特地貌发育主要阶段及演化过程。     

福建龙岩龙石空洞发育双酸模式

发育在早二叠世栖霞组大理岩化夹硅质层和含硅质结核的石灰岩中的龙石空洞,是华东地区重要的风景旅游洞穴。是一个干洞与地下河相结合的洞穴系统。由于栖霞组石灰岩与上覆的童子岩夹煤层砂页岩、文笔山砂页岩及下伏的泥盆纪石英砂砾岩呈断层接触,断层接触带形成了地表沟谷。燕山晚期花岗岩侵入时导致栖霞灰岩变质。在地形上,夹煤层砂页岩不仅覆盖在栖霞灰岩上,而且出露部位比灰岩体高。出自煤系地层的水会顺坡或垂直流入灰岩体。出自煤系砂页岩的地下水pH值为3.78～4.73,SO4-2达到240mg/l。源自泥岩夹薄层砂岩和花岗岩地区的地表水,具有pH值6.85～7.25及低Ca2+、HCO3-值水也会流入灰岩体。直接出露灰岩体,雨水入渗土壤,溶解土壤CO2后再进入石灰岩。因此,龙石空洞系统是外源水与内源水共同作用的结果,是由碳酸水和硫酸水联合作用的新型洞穴双成因发育模式的一例。     

《地热》录像教材的构思

地热是地球内能释放的一种形式。地热的产生，地热从地下深处向地表放散，分散的地热在地质条件下的富集，地表水下渗受热，或接触地下炽热岩体而变成地下热水和水蒸汽，地下热水义如何沿着断层或裂隙上升到地表，这些自然现象的发生过程，都是在地面以下进行，并是一个连续的动态过程。这些过程仅仅靠教师讲解，     

唐家会矿区水文地质条件及矿井充水条件分析

唐家会矿区位于鄂尔多斯高原东北部,准格尔煤田中部,区内煤炭资源丰富。由于水文地质条件复杂,构造比较发育,给矿区安全生产带来风险。依据对矿区的水文地质条件分析,认为矿井主要充水水源为大气降水、第四系孔隙水、白垩系保安群孔隙裂隙水、石炭—二叠系砂岩裂隙水、奥陶系岩溶裂隙水。地下水补给来源以大气降雨渗入为主,地表水渗漏补给为辅。充水通道主要为断层、陷落柱以及导水裂缝带、煤层底板矿压破坏带和封闭不良钻孔。     

河北临城白云洞洞积石形成与风化现象研究

发育于中寒武统厚层状鲕状灰岩和薄层泥质灰岩中的河北临城崆山白云洞是一个上下三层 ,总长 50 0m、面积 4 2 0 0m2 的小型旅游洞穴。洞内碳酸钙景观极其丰富 ,尤其是石幔、卷曲石、石葡萄。白云洞老洞积石已发生了强烈的风化 ,洞积石已变得疏松 ,易折断和掉块。在老洞积石强烈风化处或在风化洞积石上 ,发育了新的洞积石。在白云洞所在的崆山山脊上保留了三十万年前形成的大型石笋基群和洞穴石葡萄、石瘤和钙板等。根据洞穴中的裂隙网和迷宫洞道、洞穴太湖石、地下湖及地下水补排特征 ,作者认为白云洞是喀斯特地下水对石灰岩泡蚀作用的产物。     

三峡库区梁滩河流域水化学与硝酸盐污染

运用水化学和水质分析技术,测定了三峡库区梁滩河流域地表水体和地下水体中的水化学组成和硝酸盐氮含量,揭示了梁滩河流域地表水和地下水水体的水化学组成和硝酸盐污染的空间分布规律、来源及循环过程。结果表明:梁滩河流域地表水的硝酸盐污染表现为沿着地表径流从上游到下游呈现出加重的趋势,这种污染趋势与养殖业、生活和工农业废污水的沿程直接排放有着直接关系;而地下水硝酸盐污染呈现出流域上游和下游较轻、而中游东侧支流区域较重的空间分布特征,这种空间分布特征与地表水体中氨氮和有机氮的含量、地表水与地下水之间的补给排泄关系、厚层土壤包气带的存在以及土地利用状况等因素有着密切的关系。     

云南石林喀斯特小生境木本植物多样性特征

喀斯特生境与生物多样性的关系及对人为干扰的响应是喀斯特生态恢复的重要内容。以石林世界地质公园为例对此进行研究。从喀斯特溶痕与植物生长发育关系角度看,石林的小生境可分出节理溶沟、裂隙溶沟、楔状槽沟、深溶蚀坑、溶蚀石堆、浅溶蚀盘、溶蚀穿洞、溶蚀井或圆形溶槽和溶蚀廊道等9种。这些小生境的长度在31~340 cm,宽度在10~261 cm。在原生林、次生林、灌丛和灌丛草地等四个群落中调查了各个小生境的木本植物,共记录40科92种,个体数11420株,其中以溶蚀廊道的木本植物总数最多,溶蚀穿洞最少。物种和数量保持最稳定的小生境是溶蚀石堆和裂隙溶沟。各小生境群落间的物种相似性指数很低。裂隙溶沟、深溶蚀坑、楔状槽沟、溶蚀石堆等小生境在人为强烈干扰后,仍保留有部分乡土植物繁殖体,其他小生境缺乏,这些繁殖体对生态严重退化区的喀斯特植被恢复具有重要意义。喀斯特生境的尺度影响森林植被的自然恢复。保护喀斯特地质遗迹可以促进生物多样性恢复和保护,石林世界地质公园提供了例证。     

基于GIS和RS的喀斯特流域SCS产流模型应用

参数λ是SCS产流模型的一个重要参数,模型研究者将标准值λ=0.2作为模型的参数值。但模型参数没有考虑地貌类型对产流的影响,喀斯特地区不同地貌类型下地表坡度、土层厚度、地层岩性、基岩裂隙的发育程度等方面均存在很大差别,而这些因素都直接影响着流域的产流机制。在考虑地貌类型对喀斯特流域产流影响的基础上,通过率定不同地貌类型下的λ值对SCS模型进行改进。以GIS和RS技术作为获取流域地貌类型、土壤类型和土地利用方式等空间信息的主要手段,运用实测降雨径流资料对参数λ进行率定。由于喀斯特地区很少存在具有单一地貌的流域,仅靠实测数据很难确定各地貌类型的λ值,本文尝试通过对地貌结构与λ值关系的分析确定适合喀斯特流域的参数λ,从而建立起喀斯特流域SCS产流模型。模型在贵州平湖流域的应用结果表明,建立的喀斯特流域SCS产流模型的模拟精度较SCS产流模型有了很大提高,说明建立的喀斯特流域SCS产流模型比较合理,可以应用于喀斯特典型流域。     

瞬变电磁法解释煤矿地下含水构造研究——以内蒙古东明露天矿为例

内蒙古呼伦贝尔东明露天煤矿矿坑边帮地下水渗漏的问题日益严重,矿区原有的疏干降水井排水能力及效果已不能满足生产需求,同时对矿区生态环境也造成一定程度破坏。目前,对矿区周边的水文地质条件和水力联系缺乏精准全面的认识和数据。通过瞬变电磁法对矿区地下水渗漏较严重的西北部进行三条勘探线(77个物理点)勘查,结果表明该区存在三处视电阻率低阻异常带,判定其主要为含水断层(裂隙)所致;结合矿区地形、地层岩性与矿区地下水矿化度,对上述异常带进行了科学合理的综合解释,并结合新施工的疏干降水井抽水验证了上述异常的可靠性,为矿区后期布置疏干降水井圈定了靶区,对当地同类型矿区地下水渗漏灾害治理起到了应用示范作用。     

瞬变电磁法解释煤矿地下含水构造研究—以内蒙古东明露天矿为例

内蒙古呼伦贝尔东明露天煤矿矿坑边帮地下水渗漏的问题日益严重,矿区原有的疏干降水井排水能力及效果已不能满足生产需求,同时对矿区生态环境也造成一定程度破坏。目前,对矿区周边的水文地质条件和水力联系缺乏精准全面的认识和数据。本文通过瞬变电磁法对矿区地下水渗漏较严重的西北部进行三条勘探线(77个物理点)勘查,结果表明该区存在三处视电阻率低阻异常带,判定其主要为含水断层(裂隙)所致;结合矿区地形、地层岩性与矿区地下水矿化度,对上述异常带进行了科学合理的综合解释,并结合新施工的疏干降水井抽水验证了上述异常的可靠性,为矿区后期布置疏干降水井圈定了靶区,对当地同类型矿区地下水渗漏灾害治理起到了应用示范作用。     

官厅水库及永定河枯水期水体氮、磷和重金属含量分布规律

于枯水期 (冬季和春季 )在官厅水库库区及永定河沿线 1 3个地点采集了表层水样品 ,分别测定了原水和过滤水中 N、P和重金属的含量 ,同时进一步分析了过滤水中不同形态氮的含量 ,初步探讨了枯水期官厅水库和永定河水体 N、P及重金属含量的分布规律及污染特征。研究结果表明 ,官厅水库库区及永定河沿线重金属基本没有污染 ,大多低于地表水 类标准 ,极个别样点超过 类但仍低于 类标准。 N、 P污染比较严重 ,大部分样点的总氮、总磷指标超过湖泊水库 类标准 ,个别样点甚至超过 类标准。不同地点 ,各形态 N的含量有显著差别 ,体现了外源污染的区域分布规律。     

Surface sediment characteristics and tower karst dissolution, Guilin, southern China

Dissolution of extensive outcrops of limestone and dolostone in humid tropical and subtropical southern China produced numerous caves and residual hills that are referred as tower karst. This study identifies and relates the physical and chemical characteristics of the surface sediment with the limestone bedrock in Guilin to assess the influence of the limestone dissolution process on sediment composition.The results of this study indicated that (i) both limestone and dolostone of the region are very pure (99.5% and 98.5% of CaCO₃ and MgCO₃, respectively); (ii) the material composition of limestone and dolostone is different from that of soil and sediment of the region: constituents of surface sediments are highly related with the clastic sedimentary rocks, such as the mudstone, but show negative correlation with limestone and dolostone; (iii) the limestone formations are highly resistant to physical weathering and disintegration; their durability versus physical weathering and their high susceptibility to chemical dissolution account for why residual towers can form and persist; (iv) a dual-zone environmental structure exists vertically downward from the surface in Guilin: the zone of unconsolidated clastic sediments that is predominantly acidic, and the zone of karstified limestone that is predominantly basic. The evidence suggests that the environment and processes differ in these two zones. The chemical dissolution of limestone that formed tower karst of the region is not mainly responsible for the accumulation of clastic sediment on the surface.     

中国南方表层岩溶带的特征及形成机理

表层岩溶带以密集发育的岩溶微形态呈不规则带状组合于浅层地表为特征。它广布于中国南方岩溶区，但其规模、形态和分布特征三地质、气候等因素的控制。表层岩溶带的存在使南方岩溶区具有浅表层岩溶水循环与地下管道水循环耦合的二次岩溶水循环的结构特征。坚硬纯灰岩的广泛分布，高温多雨、雨热同期的亚热带季风气候为中国南方表层岩溶带的发育提供了极为有利的条件，四大圈层的交汇，碳-水-钙循环活跃，使表层岩溶带的岩溶动力作用明显高于其下部包气带甚至饱水带。表层岩溶带形成是地表强烈岩溶化过程的结果，强的溶蚀动力，水流的快速溶蚀并达到碳酸盐成分饱和状态是表层岩溶带发育机理的关键。     

Ice- and cryogel-soil composites in water-retaining elements in embankment dams constructed in cold regions

There are a number of serious problems connected with building and repairing water-retaining elements in embankment dams in cold regions. One of them is the difficulty in finding inexpensive clay materials with the necessary structural properties and using them in the winter. Another is the cracks that appear in the upper part of a dam when the core freezes to the banks, and leakage along the cracks threatens to destroy the dam. Still another is the process of erosion at the bottom of the core which may occur through fissures in the rock foundation of a dam and in transport constructions. Also, the behaviour of water-retaining elements during earthquakes is unreliable. All of these problems can be solved by using ice- and cryogel-soil composites created by cryotropic gel formation (CGF). Our laboratory investigations demonstrate that the materials proposed for water-retaining elements have the necessary permeable, plastic, thermophysical, and strength properties to solve all of these problems. Certain constructions of water-retaining elements which may prove to be both safe and cost-effective are proposed. However, these ice- and cryogel-soil composites need to be field-validated before they are used in dams and transport structures in cold regions.     

喀斯特地貌演化与喀斯特含水层特性

本文根据喀斯特含水层的结构、喀斯特地貌发育的动力过程,探讨不同的喀斯特地貌演化阶段及其相应的喀斯特含水层特征。     

黄土岩溶泉岩溶发育特征综合研究

为进一步查明黄土地下水岩溶作用的强弱与变化规律,我们于2004年6月到2005年6月对长安县杨万村黄土岩溶泉进行了每月2次的观测,实验结果显示：杨万村岩溶泉pH值变化在6.89～7.38之间,年均值为 7.12,具弱碱性特点;电导率变化在634.36～758.27 μs\5cm-1之间,年均值为 681.61 μs\5cm-1。从当年6月到次年6月,黄土岩溶泉pH值在总体上呈现降低—升高—降低的变化规律,电导率呈现降低—升高的变化规律,pH值波动性较大。岩溶泉水的pH值和电导率受降水量、水温和CO2含量高低控制。水温、降水量和CO2含量高的夏、秋季,pH值小、电导率大;水温、降水和CO2含量低的冬、春季,pH值大、电导率小。由岩溶泉水的pH值和电导率大小变化得知,夏、秋季该泉岩溶作用强,冬、春季岩溶作用弱。与镇安渔洞河灰岩岩溶泉相比,黄土岩溶泉流量稳定、pH值低、电导率高,且pH值、电导率日变化显著。存在差异的主要原因为两地岩溶水的补给方式不同,黄土岩溶泉水具有典型地下水的特征,以薄膜水缓慢补给为主,而渔洞河岩溶泉以管道和重力水快速补给为主。     

哈达山水利枢纽对第二松花江下游地区汞污染的影响

通过调查第二松花江10个典型断面沉积物、江水中总汞及江水中不同形态的汞浓度,研究了建坝对于库区汞污染的影响。建坝之后,由于水文条件改变,悬移质发生沉降,库区沉积物中汞浓度将会增加,库区会变成汞的汇。库区下游出水处江水汞浓度将降低至0.032 μg/L。每年通过推移质输沙向库区输入约4.37 kg汞,通过悬移质输沙向库区输入约856.8 kg汞。由于输沙的影响,每年将会在库区形成厚约1.23 cm的沉积物。库区上游沉积物的再悬浮、水库淹没区汞的溶出,对库区汞通量影响不大。     

粤北岩溶山地土壤地下漏失程度评价指标构建探讨

为了弥补岩溶区地下土壤漏失程度评价指标体系空白,基于在粤北岩溶区连南县多个岩溶山地采矿断面、公路修建断面实地调查获得的56条裂隙、40个漏斗和多个孔穴的调查数据,以及粤北岩溶丘陵、峰林区英德市岩背镇、九龙镇等40多个样方的地表景观实地调查资料,探讨构建岩溶地下土壤漏失程度评价指标与标准。首先,充分考虑了土壤漏失途径、阶段、各指标的关联性、断面调查数据及数据采集的可操作性等,将定性指标与量化指标结合,采用裂隙、洞穴、漏斗3个一级指标和与溶洞连通度、断面比、密度,洞穴类型、数量、位置,漏斗深宽比、形状、周边裂隙发育情况9个二级指标,构建了岩溶区地下漏失无漏失、轻度漏失、中度漏失、重度漏失分级标准;其次,将基岩、地貌、地形、岩石裸露率、植被结构、类型、盖度和土壤深度等地表景观特征作为地下漏失程度的辅助参考指标,使地下漏失评价与地表石漠化程度评价能够有机结合,共同形成岩溶环境评价的整体系统。