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。     

湘西洛塔岩溶水的综合开发与持续利用

洛塔以屋檐洞地下河系为主,地下水资源丰富,地表水缺乏。采用修建溶洼水库、地下河出口和岩溶泉围堰、堵地下河引水的开采方法,在深埋大于200m的地下河内开凿引水隧道,引水灌溉并供人畜饮用,取得了良好的效益。通过对表层岩溶带地下水的开发,解决了分散居民长期困扰的生活用水问题。根据区内水资源分布特点,总结出高洼堵洞修建溶洼水库;斜坡谷地堵截引水;河间谷地建立梯级电站开发水能资源;发展林业,增加森林对地下水资源调蓄能力的水资源持续开发利用模式。      

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。      

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。     

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.     

贵州喀斯特地下河分布特征及开发利用研究

地下河为贵州省喀斯特地下水赋存的一种独特方式,是碳酸盐分布区的一种独特的喀斯特现象,是以溶蚀作用为主形成的地下廊道、溶洞和溶蚀组成的复杂的喀斯特地下水管道系统。是碳酸盐岩分布区重要饮用水资源及水电能源的重要组成部分,针对地下河发育的主要层位、分布与地质构造关系、地下河形态特征和发育强度以及开发利用状况进行分析研究,结果表明,地下河的储水空间和水量随季节变化,其开发利用主要以拦、堵、提、引、蓄、疏等为主,因地而宜地采取综合开发利用治理形式。充分利用地下水资源和空间,在有利地形和地质构造部位,修建地下水库或利用自然落差引水灌溉与发电,为同类研究提供参考。     

广西岩溶地下水开发利用素描图选登

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峰丛洼地区地下地表联合成库地下水开发模式--贵州普定马官水洞地下河开发利用

岩溶峰丛洼地区地表和地下岩溶均极为发育,并相互连通,成为统一的、有密切水力联系的岩溶空间系统。在查清岩溶系统的基础上,充分利用地下地表岩溶洼地与地下洞穴空间联合成库,是岩溶地下水开发利用的重要方式之一。本文以贵州省普定县马官水洞地下河为例,对该类型地下河的开发利用经验进行了总结,为岩溶地区同类岩溶水系统的开发利用统供参考例证。     

鄂西岩溶槽谷区地下河系统水资源构成及其结构特征

鄂西岩溶槽谷区水资源时空分布不均一,水资源构成复杂,开发利用难度大。以湖北宜昌香溪河流域雾龙洞地下河系统为例,选取2012年两次典型洪水过程,基于流量衰减法,对地下河流量衰减过程进行划分,定量评价洪峰状态下水资源的分类及构成,并利用年内最大洪峰对计算参数进行验证,讨论了地下河系统储水结构特征。研究结果表明:在鄂西岩溶槽谷地区,溶洞水和溶洞裂隙水所占比重小,岩溶管道系统的发育规模有限;中宽裂隙水和微裂隙水所占比重达70%以上,裂隙介质是地下水最主要的储水空间;裂隙水构成地下水资源的主体,为水资源开发利用提供有利条件。     

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。     

屋檐洞溶洼水库坝体工程条件与渗漏分析

溶洼成库，是岩溶区地下水开发的主要途径之一。屋檐洞溶洼水库是封堵地下河形成的地下、地表联合水库，堵体位于距地表182m的地下河道中。除主体工程外，坝体上部有厚110m的松散堆积作为天然坝体。通过实地勘测、钻探及物探等成果资料和地下河试堵工程观察分析，上部松散体主要由滑坡堆积而成。本文对滑坡体的成因条件和坝体工程地质特征进行分析，认为滑坡是由水流冲刷、地貌、岩体结构及外应力等的共同作用产生的，对坝体的稳定具有一定的影响，但滑坡体渗漏是成库的关键。按不同渗漏条件，可分为上部松散体及岩溶裂隙和层间错动带的渗漏，渗漏点分布于550m高程以上。通过研究，该坝体在采取相应工程措施处理的基础上，蓄水高程可达650m左右，可形成以地下河道为主要蓄水空间的溶洼水库。     

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。      

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。     

岩溶地下河中砷迁移过程及其影响因素分析——以广西南丹县里湖地下河为例

以广西南丹县里湖地下河作为研究区,对砷在地下河中的存在形态,迁移过程及其影响因素进行了分析。结果发现,里湖地下河中砷浓度较高且与人类活动密切相关;由于地下河中相对较低的氧化还原环境,使毒性更强的 As（Ⅲ）含量超过 As（V）,占总无机砷的53%,增加了该地区发生砷中毒的风险;总 As、As （III）和 As（V）在地下河中衰减了51%、36%、59%。相关性分析结果表明,沉积物中的 Fe、Ca、Mn、有机质及水体中的 Ca2＋与沉积物中的砷呈现显著正相关关系,有助于水体中砷的吸收;而水体中的 Cl-、SO 2-4、HCO -3与沉积物中的砷呈现负相关关系,不利于砷的吸附,其中 HCO -3的抑制作用最为明显。与非岩溶区水体相比,Ca 和 HCO -3成为影响砷迁移转化的主要因素,因此在岩溶地下河砷污染治理中应考虑岩溶区的水文地质特点,提高砷的污染治理效率。     

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。     

广西百朗地下河水和沉积物中有机氯农药的分布特征

为了解典型岩溶地区广西乐业百朗地下河表层水和沉积物中有机氯农药的分布特征,采集地下河不同断面的水和沉积物样品,利用气相色谱仪测定了19种有机氯农药。结果表明:(1)百朗地下河表层水中19种有机氯农药总量(∑OCPs)浓度为1.95～71.45ng/L,HCHs和DDTs浓度分别为未检出至58.40ng/L和未检出至0.44ng/L;(2)沉积物中∑OCPs浓度为0.75～14.85ng/g,HCHs和DDTs浓度分别为0.11～3.52ng/g和0.03～2.90ng/g;(3)地下河表层水和沉积物中有机氯农药的分布与吸附作用、环境温度以及和地下河连通的天坑的底部的土壤侵蚀有关,即因温差作用,大气沉降的有机氯农药易富集在天坑底部(“冷陷阱效应”),并在土壤侵蚀作用下向水体移动,使地下河沉积物中有机氯农药浓度升高;(4)百朗地下河出口沉积物吸附系数最低,但水中有机氯农药浓度较高且种类最多,推测可能是地下河沉积物中因有机氯农药被释放而引起二次污染;(5)表层沉积物中大多数断面的异狄氏剂浓度及乐业县城附近断面的DDTs和DDD浓度在风险评估低值与风险评估中值之间,表明百朗地下河处于较低的生态风险水平;(6)目前,流域部分断面尚有新的γ-HCH(林丹)和DDTs农药输入。由于有机氯农药长期累积,可能对地下河生态系统造成危害,应采取防治措施。      

雅鲁藏布江中游某水电站库区泥石流工程影响分析

雅鲁藏布江中游某水电站在库区6.7km范围内发育有11条泥石流沟,泥石流发生频率较低。本文主要通过对库区各石流沟的危险性、堵江可能性及对水电站工程设施的影响三个方面进行分析讨论,进而综合分析库区泥石流的工程影响。其中3条沟距离坝址较近,危险性较大,会对坝址区水工建筑及施工安全造成一定影响,库区泥石流不会造成严重的堵江问题。水库蓄水后,库区泥石流堆积区急剧后退,对水库正常运营影响较小。     

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。      

缺土的板寨原始森林区岩溶地下河系统的水—碳动态特征

利用水文水化学自动记录仪, 对缺土的板寨原始森林区岩溶地下河系统径流排泄点进行了3个水文年(2007-01—2010-06)的自动监测, 运用水均衡计算、岩溶水流量衰减分析和H、O稳定同位素等方法, 对该地下河系统径流排泄点的水—碳动态进行了研究.结果表明: (1)原始森林的蒸散发异常强烈, 入渗系数低, 地下河产流少; (2)在缺乏土壤盖层的条件下, 即使是原始森林, 其水文(Q)、水化学(HCO₃-浓度)调控能力仍然有限, 因而岩溶作用强度和碳汇能力较低.这些特征反映出土壤在水资源和碳循环调控中的重要作用.      

重庆南山老龙洞地下河流域岩溶地下水DIC和δ13CDIC及其流域碳汇变化特征

以重庆南山老龙洞岩溶地下河流域为例,通过分析地下河水DIC变化特征与来源,估算了流域岩溶碳汇通量,并探讨了自然条件和人类活动对岩溶碳汇的影响。研究结果表明,老龙洞地下河的水化学类型为Ca-HCO3-SO4型,显示其形成过程中受碳酸盐岩碳酸溶蚀和硫酸溶蚀共同控制。地下河水DIC浓度为3.1~6.3mmol/L,其中夏季因受降雨稀释作用影响DIC较冬季的低;地下河水δ13CDIC值介于-3.8‰~-13.1‰之间,且夏季比冬季偏高约2‰。根据地下河水DIC浓度和流域径流量计算出流域岩溶净碳汇通量均值约为167.31×103mol/(km2?a)。降雨条件下,流域岩溶碳汇通量随流域径流量的迅速增加而增加。另外,流域碳酸盐岩溶蚀还受到人类活动产生的硫酸型酸雨影响,使得地下水δ13CDIC值相对偏高,它在一定程度上减少了流域碳汇通量。