西南典型断陷盆地岩溶地下水径流特征研究

西南岩溶山区断陷盆地广布,自然资源和环境条件优越,岩溶地区地下水径流特征复杂,水资源时空分布不均,是地下水资源勘查和开发利用的主要对象。通过对云南蒙自断陷盆地岩溶地下水开展现场调查、示踪试验、综合研究等,查明蒙自盆地岩溶地下水径流特征主要为:径流方向复杂多变,同一水文地质单元存在不同流场,径流垂直分带明显,管道流与裂隙流并存、管道流为主,径流途径长、状态复杂、流态多变等基本特点。确定了南洞流域地下水南边界,改变了传统认识。对研究西南岩溶区地下水径流特征、合理评价和开发地下水资源具有重要的理论意义和实际应用价值。     

断陷盆地生态环境地质分异及石漠化演变机理的研究途径

针对2016年度国家重点研发计划项目"喀斯特断陷盆地石漠化演变及综合治理技术与示范"之课题一"断陷盆地生态环境地质分异及石漠化演变机理",旨在揭示喀斯特断陷盆地碳、氮、钙、水在生态系统中的迁移规律,阐明生态系统演替和石漠化演变过程及驱动机制。为此,选择蒙自盆地南洞地下河流域和泸西小江喀斯特盆地流域石漠化治理示范区,在对岩性、地形、地貌、生态水文、植被、社会经济、气象、土壤等因子分异特征研究的基础上,利用径流小区定位观测、同位素技术、生态化学计量学和模型模拟预测等技术手段,定量刻画典型流域植被与水文过程的交互作用,确立流域生态需水关键期及需水量,明确植被生态水文耦合过程对碳、氮、钙、水等物质传输的影响,评价生态系统碳固持能力,获取影响生态系统演替和石漠化演变过程的关键控制因素,预测生态系统演替和石漠化演变趋势,进而为喀斯特断陷盆地石漠化区面向生态的水资源合理配置和生态功能恢复提供理论依据。     

云南泸西岩溶断陷盆地水循环系统及水资源循环利用方案

云南泸西岩溶断陷盆地水资源丰富,但水资源时空分布极为不均,水资源利用率低.盆地地貌具有水平分区明显,垂向分级清楚的特点,盆底沉积平坝区是南盘江流域的局部上层排泄基准,其间残存和恢复重建的湿地具有调节和净化水的功能,且高程接近于供水需求区带.因此,分析和构建地表水-地下水联合调度的水资源循环利用方案,可有效提高水资源的利用率.通过研究泸西典型岩溶断陷盆地流域的地质环境条件与水循环系统,查明其水资源赋存状况、可开发资源量和开发利用现状,以地球系统科学为指导,应用系统分析、水文及水文地质分析评价等方法,结合黄草洲、平海子湿地生态的恢复重建和涵养,提出岩溶断陷盆地水资源的循环利用方案,一是黄草洲湿地生态的恢复重建和涵养,采用物理、生物、化学措施进行水处理净化,泵站提水供应生产、农业灌溉循环利用,形成生态恢复工程-资源循环利用的方案;二是工农隧道调蓄时空不均的内涝,引自平海子水库,旱季供灌溉、雨季供发电;有效提高岩溶断陷盆地水资源的循环利用水平.云南岩溶断陷盆地众多,可在盆地下游建湿地或净化池,处理生活污水和地表水,提水输送、隧道引水调蓄内涝、抗旱,解决时空不均的水资源利用.该方案可操作性强,在断陷盆地推广运用前景好.     

岩溶区地表水与地下水资源及环境统一评价的流域边界划分研究

岩溶地区地表水流域与地下水流域边界的分异形式有三类,即:地表分水岭与地下水流域边界在平面分布上基本一致;地表分水岭超出了地下水流域边界;地下水流域边界超出了地表分水岭。岩溶区地表水与地下水耦合流域的顶界为地表水流域的水面及下垫面,底界为浅循环潜水含水层或潜水—承压含水层下伏的隔水层顶面,在大厚度岩溶含水层分布区,可以弱岩溶发育带的顶面作为底界。其中地表水与地下水两个子系统间的次级边界,为地表水流域的下垫面。结合专门调查（勘查）评价和区域调查评价的特性,提出评价单元划分的原则及方法。这有助于在新一轮自然资源调查评价中,以流域为单元系统地开展水资源及环境调查评价,实行地表水和地下水资源及环境的统一管理。      

石羊河流域水资源开发利用与补给之间的协调性评判

在甘肃省石羊河流域历史水资源开发利用情况简述基础上,结合城镇化进程,提出目前武威市的农业用水来源于祁连山山前水库拦蓄地表水,景电二期延伸工程向民勤所调黄河水及部分地方开采地下水;工业、生活用水均取自地下水,水量供给与天然补给上已处于严重失调状态。就城市地下水源地保护区划分而言,以传统的地下水开采影响半径为基本依据所进行的现代地下水源地保护区划分是不合理、不够科学的,应当在地下水补给、径流、排泄条件分析基础上,将水源地上游整个流域划定为保护区,以永久性解决城市地下水供水中存在的水源地安全问题。另外,针对石羊河流域重点治理规划中的调水方案,比较科学、合理的做法是：应从石羊河流域地下水文地质条件出发,遵循第四世地质历史时期形成的地下水补给、径流、排泄通道,在全流域实施压减灌溉面积、减少地下水开采量的同时,将景电二期延伸工程所调黄河水与祁连山山前部分水库地表水部分地或全部地从石羊河上游———武威盆地上游区域通过灌溉或其它方式下渗,补给进入地下水系统中,最终达到六河水系及下游地下水位停止下降,石羊河下游民勤盆地地下水位持续回升的综合治理规划目标,而不是将水直接调入下游民勤盆地。     

贵州盘县乐民河流域三股水岩溶泉水文地质条件分析

三股水岩溶泉为贵州碳酸盐岩山区典型的岩溶大泉,周边煤企广布,排污现象普遍,岩溶地下水系统较为脆弱,分析岩溶泉形成的水文地质条件是地下水污染防治的基础。在环境水文地质调查的基础上,对岩溶地下水系统边界及补给、径流、排泄特征进行了分析。地表岩溶形态调查及物探成果显示,盘关向斜东西两翼各发育1条岩溶管道,并在三股水一带相互贯通。示踪试验成果表明,平关及小果郎河一带的降雨及地表水与三股水岩溶泉存在水力联系,三股水岩溶地下水系统中的岩溶含水介质以裂隙-管道型为主,裂隙的大量发育使该岩溶地下水系统具备较强的调蓄能力。     

高精度地下水示踪技术及其应用——以毛村地下河流域为例

笔者以桂林毛村岩溶地下河流域的示踪试验为例, 探索高精度地下水示踪方法在岩溶水文地质研究中的应用。实践证明, 该方法较传统示踪方法具有较大优势。试验中, 从地下河主出口回收I号示踪剂为34%, 地下水平均流速为35.3 m/h, 全部回收率约为60%~70%。示踪结果证实毛村地下河流域具有典型河间地块特征, 存在多个排泄出口, 水文地质边界较复杂; 主出口处示踪剂浓度变化呈宽域多峰, 说明具有多管道、沿途多个较大溶潭特征; II号示踪剂在所有接收点都没有收到, 其原因较为复杂和不确定。枯季部分地下水有沿西南方向断层排泄迹象, 雨季是否存在较大径流, 还需用示踪试验来证实; 流量不均衡, 排泄区可能存在潜流。     

黑河干流浅层地下水与地表水相互转化的水化学特征

通过分析黑河干流地表水与地下水的水化学特征,识别沿黑河干流不同地带地下水与地表水的相互转化关系.研究结果表明:(1)在祁连山区,地下水与地表水的转化以地下水向河流排泄为主.(2)南部盆地,在山前戈壁带,出山河水入渗转化为地下水;溢出带地下水以泉的形式转化为地表水;进入细土平原后,汛期河水补给地下水,非汛期地下水补给河水;在农灌区引河水通过田间入渗补给地下水.(3)北部盆地,在金塔灌区,地下水主要接受引水灌溉入渗补给;在金塔灌区到额济纳旗,河流入渗转化为地下水.     

近三十年黑河中下游盆地地下水资源变化特征与演变趋势分析

根据1980～2005年地下水观测资料,对黑河流域中游张临高盆地与下游额济纳绿洲地下水资源变化特征及未来演变趋势进行了分析和预测。结果显示,近几十年来黑河流域中下游盆地地下水资源的变化过程主要分两个阶段。2000年黑河实施调水之前,中游盆地地下水资源主要受地表径流和阶段性土地开发利用的影响,出山径流与地下水资源的关系相对稳定,下游盆地地下水资源受中游用水的影响十分明显;从2000年实施调水后,中游盆地地下水资源与出山径流的关系发生了变化,中游盆地地下水平均水位持续下降,地下水资源量呈减少趋势,而下游额济纳旗盆地由于流入地表水数量增加,相应对地下水的补给量也增大,地下水水位则有不同程度的上升。为此,建议在水资源的利用中,应当充分利用地表水、地下水多次转化过程,最大限度地提高水资源的总体利用率。     

塔里木盆地地下水系统划分

在分析塔里木盆水地质条件的基础上，利用地下水系统理论对其地下水进行了系统划分．塔里木盆地为封闭的内陆干旱盆地，属一级地下水系统，根据盆地的沉积环境条件、地表水流域特征，结合地下水补径排条件，进一步划分出二、三级地下水系统．地下水系统边界和地表水流域边界基本吻合，大流域划分为二级地下水系统，在大流域中，将相对独立的小流域结合地层沉积特点划分为三级地下水系统．盆地内共划分8个二级地下水系统，其中Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ3个二级地下水系统可进…步划分出8个三级地下水系统．地下水系统边界有峡口状输入边界、输入(输出)边界、输出边界、扇问活动边界、地下水分水岭5种类型。     

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。      

北京西山黑龙关泉域岩溶水系统边界与水文地质性质

北方岩溶水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。开展岩溶水系统研究的首要任务是确定系统边界位置及其水文地质性质。以北京西山黑龙关泉域岩溶水系统为研究对象,采用地质学、岩溶动力学、流体动力学、水文地球化学、地球物理勘探等方法,确定黑龙关泉域岩溶水系统是由南部大石河背斜岩溶水子系统和北部百花山向斜南翼岩溶水子系统2个次级系统组成;其含水岩层分别为蓟县系铁岭组、雾迷山组和青白口系景儿峪组、奥陶系、寒武系碳酸盐岩。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、岩溶含水层深埋滞流性边界等类型。     

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。     

Characteristics of karst groundwater system in the northern basin of Laiyuan Spring area

Guided by the theory of groundwater system, based on the groundwater level data from the northern basin of Laiyuan Spring area, the authors took into account factors such as the lithology, geological structure and topography to study the relationship between groundwater recharge, runoff and drainage in this area. It was concluded that the infiltration of atmospheric precipitation is the main source of groundwater supply in this area; the upper layer of the Spring area is distributed with the Cambrian-Lower Ordovician karst water, and the lower layer is filled with the Jixian system karst water. The upper layer of karst water supplies to the lower layer of karst water or the pore water in loose strata through the fault while the lower layer of karst water runs to the three strong runoff belts from the east and west sides of the watershed, southwards into the basin, partially replenishing the pore water in loose strata, or forming fault Springs (e.g. Nanguan Spring, Beihai Spring) when dolomite movement encounters faults. Replenished by atmospheric precipitation and the upper and lower layers of karst waters, the pore water in loose strata joins the groundwater in the southern basin and then flows eastwards, in the end it flows out of the system in Shangfanpu. Through the analyses of groundwater level data and hydrogeological drilling data, based on groundwater D and 18O isotope test results, the karst groundwater circulation system in the northern basin of Laiyuan Spring area is further verified, which provides hydrogeological basis for water resources development and utilization as well as protection in this area.     

鲁中南山区古近系朱家沟组灰质砾岩溶蚀发育特征及水文地质意义

以大汶口盆地南北两侧分布的朱家沟组灰质砾岩为研究对象,通过钻探施工岩心编录、野外井点调查、可控源音频大地电磁法、抽水试验等技术方法研究盆地南北两侧灰质砾岩溶蚀发育特征及富水性,以施工水文地质钻孔为例,系统总结出盆地南北两侧灰质砾岩的富水规律。结果表明:朱家沟组含水层单井涌水量为720~2 027 m3?d-1;受沉积环境和构造发育影响,盆地北部和南部朱家沟组含水层在岩石结构、物性、溶蚀发育特征、地下水补给来源、富水性等方面存在明显差异。此灰质砾岩富水规律在鲁中南山区具有普遍性和适用性。      

滇东南泸江流域岩溶地下水质量及污染影响因素研究

泸江流域是滇东南典型的喀斯特断陷盆地发育区,主干水系连接着多个断陷盆地及坡立谷.根据最新的地下水污染调查资料,流域喀斯特地下水质量总体以Ⅲ类为主,水质超Ⅲ类的岩溶水点中,东部多,西部少,且暗河占比最大,岩溶泉次之,机井最小.主要污染源是工矿企业及城镇生活垃圾污染源,研究分析了污染影响因素为环境水文地质条件的差异、污染源类型及排污强度、岩溶含水层防污性能的强弱程度和岩溶地下水污染机制的不同.详细阐述了岩溶地下水主要污染机制为落水洞或岩溶洞管灌入污染机制、溶隙溶孔含水介质渗透污染机制及浅覆盖型岩溶含水层越流渗漏污染机制.针对性的提出了3条防治对策:一是调整工业布局,切实减少、杜绝污染源;二是调查污染源及污染途径,重视环境水文地质条件对污染物迁移转化的影响;三是编制地下水开发与保护规划,制定相应的管理措施,有效保护水源.     

北京岩溶水系统划分及特征分析

岩溶水是北京市重要的战略后备水源,在城市供水方面发挥了重大作用,岩溶水系统划分对于掌握岩溶水资源、合理开发利用岩溶水是至关重要的。本文结合地质构造、地形地貌、水文地质条件,考虑含水岩组的连续性、不同级别地表水分水岭、地质构造的水文地质性质,将北京地区划分为3个一级岩溶水系统、7个二级岩溶水系统、16个三级岩溶水系统。其中隐伏型岩溶水系统无裸露的可溶岩或零星分布,天然资源少,地下水径流方向主要受开采影响,与上覆孔隙水有密切的水力联系。山前型岩溶水系统可溶岩分布于山区和平原,岩溶水天然补给资源丰富,含水层厚度大、分布广,调蓄能力强,开发利用程度高,排泄区有明显的阻水边界,储水能力强。山区型岩溶水系统可溶岩分布于山区,地下水向河谷、低洼处径流,排泄速度快,储存能力差,开采井零星分布,开发利用程度低。     

滇东南岩溶区找水打井经验——以云南省广南县珠琳地区为例

以1996-2012年期间抗旱打井实例,总结了找水技术方法、勘查工作流程,提出了滇东南高原斜坡地带岩溶区找水要点:分水岭弱径流带,主要目标是在古溶蚀台面上接近区域分水岭的地段、规模较大的溶蚀洼地中的扬起端寻找浅层岩溶水;缓坡区较强径流带,主要目标是寻找面积较大、产状较平缓的悬托弱透水层之上的滞水型岩溶水;斜坡区强径流带,主要应寻找暗河天窗、竖井中的岩溶水。确定井位应遵循区域调查分析+井位附近详细调查分析的工作程序,必要时配合开展物探准确定位;不宜在排泄区、强径流区、峰丛洼地区、大泉、地下河附近、负地形最低部位布井,物探成果应用须与水文地质调查成果紧密结合。      

沅古坪隧道选线的岩溶水文地质问题

避开突水突泥的高风险区是岩溶隧道选线的基本出发点。沅古坪隧道穿过岩溶强发育区,为典型的岩溶深长隧道。岩溶地下河、向斜蓄水构造、两侧水库以及地下水位与顶板的高差大等是影响其隧道安全建设的重要因素,也是选线要考虑的关键水文地质问题。为更好地进行隧道东、中、西三条设计线的比选,在隧道研究区开展了1:1万的岩溶水文地质专题调查,查清研究区岩溶发育和水文地质特征,划分出岩溶地下水系统,从而比较了3条隧道线所处的岩溶水动力水平分带和垂直分带,分析隧道与地下河、岩溶泉的空间关系,并结合物探资料分析了向斜蓄水构造的影响。结果表明:东线隧道穿过地表分水岭地带,处于岩溶水动力系统的补给区和垂向分布带的季节变动带、浅饱水带,基本不与地下河管道立交,远离了流量较大的岩溶泉,降雨补给面积最小,因此,总体涌水风险最小,为最佳隧道线路。西线纵穿赤溪河上游地下水系统的中部,穿过径流和排泄区,处于岩溶水动力垂向分带的浅饱水带,并与多条岩溶管道立交,且临近西侧高家溪水库,涌水风险最大。东线隧道临近黄鱼溪水库的北段、穿过郭家界向斜储水构造核部的南段是涌水高风险区,需扩大岩溶水文地质补充调查,并在施工中加强超前地质预报研究,最大程度避免岩溶地质灾害。