典型背斜槽谷区岩溶水资源空间分布格局与水质特征——以宜居河流域为例

文章选取典型背斜槽谷区——宜居河流域作为研究对象,结合不同水文地质单元对流域岩溶泉进行出露特征及水质分析,研究结果表明:(1) 二叠系、三叠系含水层的调查泉点水化学类型全部属于HCO3-Ca型水,而寒武系、奥陶系含水层部分泉点属于HCO3·SO4-Ca型水,这可能与该地区的岩性及人类活动有关;流域内93.8%的岩溶泉点水质等级为优良和良好,可作为饮用水源;(2)流域内岩溶泉流量<10 L·s-1的岩溶泉数量占78%,平均流量仅为0.84 L·s-1;流量≥10 L·s-1的岩溶大泉平均流量达76.56 L·s-1;此外,发现不同岩性地层在岩溶泉发育的数量和流量上皆有差异,表现出岩溶泉发育的极不均一性;(3) 在可溶岩与非可溶岩接触带、断裂构造带、陡崖处、地势较低的弱承压泄流区、深切河谷及峡谷两侧切割处5类地点易出露岩溶泉。      

贵州后寨流域岩溶地下水资源评价及干旱特征分析

岩溶泉流量时间序列蕴含大量岩溶含水系统水动力特征信息,可为岩溶地下水资源量的确定及水文干旱分析提供重要途径。本研究基于长系列泉流量时间序列,推求流量理论频率曲线,通过拟合的理论频率曲线获得后寨岩溶典型小流域在95%、80%、50%、20%保证率下的岩溶地下水流量为0.25m3/s、0.23m3/s、0.39m3/s、0.57m3/s。在概率为80%的流量截取水平下,获得岩溶含水系统1991～1997的中最严重干旱为1993年,干旱历时为195d,缺水量为2.9×106m3。泉流量时间序列的理论频率分析能很好的应用于岩溶含水系统地下水资源计算和干旱特征分析,为岩溶含水系统水资源的合理优化配置提供依据。     

娘子关泉流量衰减原因的初步定量化分析

以娘子关泉为例,从水资源系统观点出发,通过系统水资源要素间转换关系的分析,对引起娘子关泉流量的衰减原因进行了初步量化计算。结果表明,在娘子关泉1956- 1979年和1980- 2000年前后两个系列平均流量所减少的4. 07m3 /s中,由于降雨减少、气温升高引起的泉流量减少量为1. 28m3 /s; 泉域西部采煤等导致的水环境变化引起的泉流量减少量为0. 84m3 /s;岩溶地下水直接开采引起的泉流量减少量为1. 48m3 /s。      

基于多元线性回归的表层岩溶泉流量预测

利用贵州省安顺市普定县陈旗小流域泉流量动态变化及降雨观测资料,根据泉流量系列自相关和偏自相关以及降雨-泉流量系列互相关分析,确定泉流量系列以及降雨-泉流量响应滞时,建立泉流量与降雨及前期泉流量的多元线性回归模型。率定期(模型参数率定的时段)模型的输出结果与实测流量过程线较为吻合,效率系数为0.996,均方误差为3.0×10-7m3/s,平均相对误差为2.12%。验证期效率系数为0.985,均方误差为3.96×10-7m3/s,平均相对误差为5.36%。研究也同时表明,随着预测时段的增长,泉流量消退阶段的预测误差增大,因此文中所建模型用于10小时之内泉流量预测较为可靠,六场降雨后泉流量退水过程预测的泉流量相对误差平均值小于5%。      

黔西南泥堡金矿床构造特征及其控矿作用

位于扬子板块西南缘的右江盆地是我国卡林型金矿的集中分布区之一,素有滇-黔-桂"金三角"之称.泥堡金矿是右江盆地西北侧一个大型矿床,矿区构造主要有NEE向泥堡背斜、二龙抢宝背斜和同方向的F1、F3、F4、F5和F9断层,以及产于F1断层下盘的层间破碎带等.详细构造调查和新近勘查资料的综合研究表明:F1、F5和F9为逆冲断...     

黑龙洞泉域地下水流数值模拟与预测

为了对黑龙洞泉域水资源进行评价, 通过对地质条件、水位观测资料的深入研究, 以水均衡原理、地下水渗流理论为基础, 建立了黑龙洞泉域地下水渗流数值模型.以灰色序列预测模型为辅助手段, 结合历年的降水规律, 对未来现状开采条件下的年均降水量、地下水流场、水位及泉流量进行了不同保证率条件下的预测, 若2010年为丰水年(保证率20%)、平水年(保证率50%)、枯水年(保证率75%), 黑龙洞泉汛期地下水位标高分别为超过130m、达到130m、低于130m, 汛期泉流量分别为超过10m3/s、7m3/s、5m3/s.计算结果有利于指导黑龙洞泉域地下水资源的管理和开发利用.      

管道流模型参数敏感性分析及其在许家沟泉域的应用

在岩溶含水系统中，作为主要排水通道的管道对泉流量动态具有一定的控制作用，而管道特征参数对流量变化亦有影响。为确定管道各参数的影响，前人以管道发育的岩溶水系统为研究对象，进行了短时间序列泉流量响应的分析探讨，而对岩溶管道不十分发育的岩溶水系统的研究较薄弱。为此，本研究结合北方岩溶水系统的发育特征，借助CFP管道流模型对管道各参数对岩溶系统流量和流态的影响程度及各参数的敏感性进行了分析，而后基于河南鹤壁许家沟泉域岩溶水文地质特征构建了泉域的MODFLOW-CFP模型，对泉域岩溶地下水渗流进行了模拟，并对不同降水保证率下的泉流量进行了预测。结果表明:管道流量与管壁渗透系数、管道坡度和管径呈正相关，而随弯曲度和埋深的增加管道流量呈先增大后减小的趋势。管壁粗糙度对流量的影响较小，且呈现出一定的波动性，尤其是当管壁粗糙度较小时，波动比较明显。经敏感性分析发现，管壁渗透系数和埋深的敏感性最高，其次为弯曲度和管道坡度，而管道直径和管壁粗糙度敏感性最低。许家沟泉域在25%降水保证率下，年最大泉流量为0.45 m3/s，平均泉流量为0.36 m3/s；在75%降水保证率下，年最大泉流量为0.41 m3/s，平均泉流量为0.31 m3/s，与实际情况吻合。该法可为我国北方岩溶区水资源评价及泉域水资源开发保护提供借鉴。     

GM(1,1)分解模型与ARIMA模型在岩溶地下水模拟中的对比研究——以柳林泉流量模拟为例

本文运用GM(1,1)分解模型和ARIMA模型分别模拟柳林泉流量。根据影响特征将泉水流量变化分为两个时段研究:1957—1973年泉水流量处于自然状态;1974—2009年泉水流量受气候变化和人类活动双重影响。运用第1时段的数据建模获得自然状态下泉水流量的模型,将模型外推,获得第2阶段自然状态下泉水流量,然后根据水量平衡原理,减去同期实测流量,获得人类活动对泉水流量衰减的贡献。GM(1,1)分解模型的结果显示,从20世纪70年代到21世纪初柳林泉衰减量为2.26m3/s;ARIMA模型的结果为2.32m3/s;与同期实际衰减量2.27m3/s比,相对误差分别为0.44%和2.20%,表明两种模型都适用于泉水流量的模拟。对比人类活动和气候变化对柳林泉流量衰减的贡献,两个模型得到同样结果,即人类活动的贡献是气候变化的8～9倍。实证研究显示,GM(1,1)模型适用于指数序列的模拟,对具有周期波动的泉水流量,可通过周期修正提高精度;而ARIMA模型能够较好地反映泉水流量相对于降水量的时间滞后效应,能比较准确地模拟泉水流量与降水量的量化关系。      

极端降水对娘子关泉流量的补给研究

采用广义极值Pareto分布模型（GPD）研究娘子关泉域的月最大降水,并在剔除人类活动造成的泉水流量下降趋势（亦即平稳化）后,研究不同重现期的极大月降水量与平稳化后的泉水年平均流量的关系,以获得极端降水与泉水流量的相关关系。结果表明,娘子关泉域的极大月降水与之后第2 年的泉水年均流量关系最为密切。此外,文中还给出了相应的量化关系表达式,并据此估算娘子关泉域重现期为20、30、50、100年的月降水量分别为280 mm、295 mm、315 mm、338 mm,其对之后的第2年的年均泉流量补给分别为1.58m3/s、1.83m3/s、2.16m3/s和2.55m3/s。      

贵州省贞丰县雄黄岩金矿床地质特征及找矿方向

雄黄岩金矿床位于黔西南灰家堡矿田东段,矿床受灰家堡背斜控制,矿床位于灰家堡背斜东段枢纽产状由缓变陡地段,主要矿体赋存于中上二叠统茅口组与龙潭组岩溶不整合面构造蚀变体中,矿体分布于背斜核部800 m,矿体规模大;其次赋存于龙潭组中上部不纯碳酸盐岩中,矿体分布于背斜核部300～500 m.构造蚀变体普遍具金矿化,能否形成工业矿体受卷入地层厚度、岩性组合、蚀变强弱及古岩溶地貌等因素控制.通过对该矿床地质特征的研究,特别是构造蚀变体矿化研究和深部地球探测,认为在该区沿灰家堡背斜轴线向东延伸段、两翼构造蚀变体及北翼F101断层带中仍有矿体存在,具有较好的找矿远景.     

柳林泉域降水补给的时滞研究

柳林泉位于山西省柳林县东川河河谷,是中国北方最大的岩溶泉之一.1984～2005 年间的平均流量为 3.29 m3/s.流域内的大气降水是泉水的主要补给来源.根据柳林泉域水文地质条件的灰色系统特征,通过对泉域降水补给的时滞问题研究,提出了带有时滞的灰色关联分析模型.在此基础上,运用该模型对泉域不同地区的降水量与泉水流量进行了时滞分析.结果表明,柳林泉域不同区域的降水对柳林泉域的补给时滞存在差异.离石、中阳和方山的降水时滞分别为 3 a、4 a 和 6 a.该方法可应用于山西省其它岩溶大泉的岩溶水动态分析.     

Determining the groundwater potential recharge zone and karst springs catchment area: Saldoran region,western Iran

Assessing the groundwater recharge potential zone and differentiation of the spring catchment area are extremely important to effective management of groundwater systems and protection of water quality. The study area is located in the Saldoran karstic region, western Iran. It is characterized by a high rate of precipitation and recharge via highly permeable fractured karstic formations. Pire-Ghar, Sarabe-Babaheydar and Baghe-rostam are three major karstic springs which drain the Saldoran anticline. The mean discharge rate and electrical conductivity values for these springs were 3, 1.9 and 0.98 m³/s, and 475, 438 and 347 μS/cm, respectively. Geology, hydrogeology and geographical information system (GIS) methods were used to define the catchment areas of the major karstic springs and to map recharge zones in the Saldoran anticline. Seven major influencing factors on groundwater recharge rates (lithology, slope value and aspect, drainage, precipitation, fracture density and karstic domains) were integrated using GIS. Geology maps and field verification were used to determine the weights of factors. The final map was produced to reveal major zones of recharge potential. More than 80 % of the study area is terrain that has a recharge rate of 55–70 % (average 63 %). Evaluating the water budget of Saldoran Mountain showed that the total volume of karst water emerging from the Saldoran karst springs is equal to the total annual recharge on the anticline. Therefore, based on the geological and hydrogeological investigations, the catchment area of the mentioned karst springs includes the whole Saldoran anticline.     

Geochemistry and hydrology of perched groundwater springs: assessing elevated uranium concentrations at Pigeon Spring relative to nearby Pigeon Mine,Arizona (USA)

The processes that affect water chemistry as the water flows from recharge areas through breccia-pipe uranium deposits in the Grand Canyon region of the southwestern United States are not well understood. Pigeon Spring had elevated uranium in 1982 (44 μg/L), compared to other perched springs (2.7–18 μg/L), prior to mining operations at the nearby Pigeon Mine. Perched groundwater springs in an area around the Pigeon Mine were sampled between 2009 and 2015 and compared with material from the Pigeon Mine to better understand the geochemistry and hydrology of the area. Two general groups of perched groundwater springs were identified from this study; one group is characterized by calcium sulfate type water, low uranium activity ratio ²³⁴U/²³⁸U (UAR) values, and a mixture of water with some component of modern water, and the other group by calcium-magnesium sulfate type water, higher UAR values, and radiocarbon ages indicating recharge on the order of several thousand years ago. Multivariate statistical principal components analysis of Pigeon Mine and spring samples indicate Cu, Pb, As, Mn, and Cd concentrations distinguished mining-related leachates from perched groundwater springs. The groundwater potentiometric surface indicates that perched groundwater at Pigeon Mine would likely flow toward the northwest away from Pigeon Spring. The geochemical analysis of the water, sediment and rock samples collected from the Snake Gulch area indicate that the elevated uranium at Pigeon Spring is likely related to a natural source of uranium upgradient from the spring and not likely related to the Pigeon Mine.     

Geological characteristics and analysis of hydrothermal genesis in the Suijiang-1 well in Yunnan Province,China

The geothermal water hydrochemistry and isotopic characteristics of boreholes in the Suijiang-1 well in Yunnan Province were studied based on the actual drilling geology, regional geological structure and hydrogeological conditions. The analysis results show that the geothermal water is SO_4-Ca·Mg type, the recharge elevation is 1 381-1 646 m, the recharge source is atmospheric precipitation, the geothermal reservoir temperature is 42-45 ℃, and the geothermal water is controlled by lithology and geological structure conditions of study area. Atmospheric precipitation enters the groundwater circulation system through the surface karst form of the Wujiaobao anticline, northwest-southeast tensile faults, fissures and karst depression, and geothermal water formed through the rising deep cycle water temperature, then blocked by the double rivers' fault zone and drilling explosion.     

Geological characteristics and analysis of hydrothermal genesis in the Suijiang-1 well in Yunnan Province,China

The geothermal water hydrochemistry and isotopic characteristics of boreholes in the Suijiang-1 well in Yunnan Province were studied based on the actual drilling geology, regional geological structure and hydrogeological conditions. The analysis results show that the geothermal water is SO4-Ca?Mg type, the recharge elevation is 1 381-1 646 m, the recharge source is atmospheric precipitation, the geothermal reservoir temperature is 42-45 ℃, and the geothermal water is controlled by lithology and geological structure conditions of study area. Atmospheric precipitation enters the groundwater circulation system through the surface karst form of the Wujiaobao anticline, northwest-southeast tensile faults, fissures and karst depression, and geothermal water formed through the rising deep cycle water temperature, then blocked by the double rivers’ fault zone and drilling explosion.     

Bibitalkhone and Gariveh Springs paradox symbol of the Pabdeh karstic anticline in southwest Iran

The main discharging sources of the Pabdeh karstic anticline in the southwest of Iran are two closely spaced springs called Bibitalkhone and Gariveh. Both springs have emerged about 200 m apart at the trend of a crushed zone resulted from the hidden Pabdeh thrust fault and a contact with salty-gypsum layers. Although superficially similar geological conditions of these springs, their discharge and water quality are different. The discharge, electrical conductivity (EC), and water type of the Bibitalkhone Spring are more than 2 m³/s, over 1000 μS/cm, and Cl–Na, respectively, while those of Gariveh Spring presented in order are 0.05 m³/s, less than 500 μS/cm, and HCO₃–Ca (Mg). Hydrogeological, hydrochemical, tectonic, geomorphologic, and geophysical data were used to verify these diversities. The results marked that geological and tectonic settings of the area is governing different discharge rates and chemistry of the springs.     

全球地质矿产数据库质量控制体系建立与应用

全球地质矿产建库数据资料涉及众多来源、多种存储格式、不同语种和多级尺度,保证建库数据质量是提供优质信息服务能力的关键。在全面分析国外地质矿产数据与资料特点的基础上,系统阐述了全球地质矿产数据库建设流程、建库标准规范、质量控制机制和质量检查方法。通过应用表明,全球地质矿产数据库建设的质量控制体系具有较强的实用性和广泛的推广性,在国外地质矿产数据库建设中具有一定的借鉴意义和推广价值。     

重庆温泉研究进展

文章通过综述当前重庆温泉研究的相关文献,总结了前人在重庆温泉形成的地质背景、分布状况、类型、水化学特征及形成机制等方面的研究现状,并分析了重庆温泉研究和开发利用中存在的问题。重庆温泉中人工揭露较自然出露多,温度以中低温为主,泉口流量集中于10~50 L/s,色度、浊度小,水化学类型受围岩性质影响,以SO4-Ca型为主。其形成过程为:大气降水在大巴山脉及川东褶皱带背斜顶端碳酸盐岩出露区域渗入地下深部,被地温加热后沿褶皱带背斜轴部向南移动,在河谷深切处或断裂构造处出露形成温泉。重庆温泉的开发利用存在环境污染、资源利用不合理、开发不力等问题,认为应当加强温泉形成机理、温泉资源评价与保护、温泉水系统数值模拟、温泉废水处理等方面的研究,以确保温泉水资源的可持续利用。      

基于信息熵原理的区域用水结构时空演变特征研究

用水结构是社会经济发展对水资源需求差异的集中体现。选取广东省1980～2015年用水数据,运用信息熵理论研究该区域用水结构时空演变特征,并采用重心模型进行验证。研究结果表明:(1)1980～2015年间,广东省用水结构信息熵总体呈上升趋势,用水系统的稳定性和均衡性增强;(2)用水结构空间演变呈现显著的区域性差异,用水结构信息熵重心逐步向珠三角地区转移。农业用水重心逐步向粤北地区转移,工业用水、生活用水和城镇公共用水重心逐步向珠三角地区转移。     

重庆金佛山泉水地球化学特征及其空间分布意义

2006年7月和9月在重庆金佛山地区选取22个地下水出露的泉点.对泉水的地球化学性质进行详细调查。利用野外和实验室测量手段得到了主要阴离子和阳离子浓度与物理化学参数。分析得知:研究区泉水的水化学类型为Ca-HCO_3和Ca、Mg-HCO_3;结合地质和地貌背景把它们分为6个泉群,分别讨论各泉群的空间分布意义;估算泉水方解石(SI_C)、白云石(SI_D)和石膏(SI_G)的饱和指数,即可反映地层岩性、地形和地下水的运移时间对水质的影响,该区地下水基本上是来自大气降水的下渗.没有深部含水层的上升混合.这些泉水的地球化学特征以及它们的空间分布规律能够很好地反映区内地质状况.该研究可以为金佛山地区地下水资源的调查和环境保护提供基础数据。