云南蒙自断陷盆地岩溶地下水流向研究

岩溶地区地下水径流特征复杂。以云南蒙自断陷盆地为例,通过开展水文地质调查、示踪试验、综合研究等,揭示了不同水文地质单元岩溶地下水径流方向:蒙自盆地内东山—蒙自(Ⅰ-1)、大屯(Ⅰ-2),蒙自盆地东南黑龙潭(Ⅰ-3)单元内岩溶地下水整体由南东流向北西;新安所(Ⅰ-4)单元内由南向北;蒙自盆地南部8号暗河(Ⅱ-1)、9号暗河(Ⅱ-2)两个水文地质单元内岩溶地下水由北流向南,对研究西南典型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。     

云南断陷盆地浅循环岩溶水赋存规律初步研究

断陷盆地是云南省主要的盆地类型.研究断陷盆地岩溶水赋存规律,对于科学地寻找和合理地开发利用岩溶水资源,具有重要的社会经济意义.通过总结云南岩溶断陷盆地中岩溶水形成规律,并对典型断陷盆地进行研究,归纳了裸露型、裸露-覆盖型、裸露-埋藏型和滞水型4类浅循环岩溶水的赋存特征.裸露型岩溶区具不均匀的洞隙系统,为快速管道流,覆盖型岩溶区含水层等效于多孔介质特征,其垂向上的分层结构差异较大,多为幔速扩散流,地下水多在盆谷地边缘呈暗河、大泉方式排泄,深覆盖区、埋藏区往往补给不畅,水量有限,应着重于暗河和大泉的调查及其补给迳流区的研究;滞水型属有阻条件的裸露型岩溶水,赋水分散且水量有限,适宜解决山区缺水困难.针对云南不同大地构造区断陷盆地,提出相应的岩溶水合理开发方式.     

云南省岩溶水赋存特征

云南省岩溶水赋存特征,从宏观到微观层面主要表现为:高原面上总体岩溶含水层的富水性比较均匀,其中的汇水型岩溶断陷盆地内,岩溶含水层特征等同于多孔介质。高原面边缘、河谷斜坡地带岩溶含水层的富水性极不均匀,其中在汇水—径流型岩溶断陷盆地内,上游部分富水性比较均匀,靠近下游转换带及其以下溶洞管道区富水性极不均匀。在一个完整的水文地质单元内,饱水带水位埋深基本接近集中排泄点的水位。通常,补给区实质上主要是透水层;径流区基本具备含水层的特征;排泄区方形成了名副其实的含水层。特定的微地貌组合形式,能够反映岩溶水的运动、赋存特征,应注意调查研究。      

鄂尔多斯盆地地下水勘查

鄂尔多斯盆地矿产资源丰富，生态环境脆弱，地下水资源分布不均，水质复杂。在研究盆地周边岩溶区岩溶发育规律，地下水富集规律，地下水的补给、径流、排泄条件的基础上，将周边岩溶区划分为9个岩溶水系统，进一步划分为25个岩溶水子系统。白垩系自流盆地初步揭示了深部赋存有丰富的地下水，地下水受岩相古地理、地下水补径排条件等控制，水质差异较大。总结了东部黄土覆盖区的地下水类型及开发利用模式。     

滇东岩溶盆地水文地质类型

本文论述了滇东地区岩溶盆地的水文地质特征,按结构——成因的原则进行了类型的划分,分为(1)底伏压流溶蚀盆地;(2)并迭潜流压流侵蚀溶蚀盆地;(3)多层潜流压流自流断陷盆地。对上述各类盆地建立了水文地质模式,综合了它们的含水层时代、厚度和埋深,水位和流量,地下水类型。提出滇东岩溶盆地有两个发育时期,一是新第三纪形成断陷盆地及部份溶蚀盆地:二是第四纪形成侵蚀盆地及一些溶蚀盆地。     

岩溶断陷盆地湿地成因类型及水流系统特征研究

云南断陷盆地岩溶湿地众多,是云南高原生态系统的重要组成部分,但因各种原因,造成湖泊淤积、水面面积缩小以至消亡,滇东地区的湖泊退化较为明显,近30年内有20多个天然湖泊过早消亡。文章开展滇东岩溶断陷盆地内具有代表性的通海湖泊退化型（杞麓湖湿地）、泸西地下水聚积型（黄草州湿地）、宣威地下河淤塞型（格宜串珠状湿地）三种类型典型岩溶湿地研究,主要研究湿地的成因类型及特征、湿地“三场”（径流场、水化学场、温度场）特征,分析岩溶断陷盆地内天然形成的湿地地质条件、水文地质条件、水环境影响因素及定量评价水环境质,以及岩溶湿地自然及人为影响因素、影响形式、作用强度、效应和水源减小、污染加剧、水质下降、湿地萎缩等及其生态环境问题。研究结果表明,通海湖泊退化型（杞麓湖湿地）受人为和自然因素影响较大,水质水量是其退化的主要原因;泸西地下水聚积型（黄草州湿地）受湿地内地下补给、净化、修复,水质总体较好;宣威地下河淤塞型（格宜串珠状湿地）受区域地下水水位变化影响,地下水总体丰富。文章研究成果为岩溶断陷盆地湿地的保护、科学研究、利用、生态修复提供地质依据。     

杞麓湖泄水暗河淤塞的不良环境效应分析

杞麓湖岩溶盆地为一封闭的汇水径流型断陷湖盆,汇水面积内的地表地下水流入杞麓湖后,从岳家营落水洞灌入式补给高寨暗河系统,通过地下暗河岩溶管道径流至东部的华宁盆地后以暗河形式排泄。由于泥砂堵塞暗河岩溶管道,导致落水洞最大泄流量不断减小,削弱了杞麓湖的水资源调节功能,引发洪涝灾害;淤塞物及径流迟缓引起污染、污染水置换缓慢又加剧了暗河污染;为解决淹蓄矛盾修建的调蓄水隧道施工以来,岩溶渗漏使得隧道沿线地下水位下降,疏干了山区农村水源,导致地面沉降变形,间接引出一系列新的环境地质问题。     

岩溶区多重介质水流模型研究进展

数值模拟技术广泛应用于地下水资源评价工作中,为水资源合理开发利用提供科学依据。本文针对岩溶区的数值模拟技术展开研究,综述了岩溶区地下水流建模技术的主要方法和研究进展,介绍了SWMM模型、UGRFLOW模型、CAVE模型、CFP模型等多重介质模型的建模方式和运行原理。岩溶区地下水赋存介质复杂,管道、裂隙和空隙多重介质并存,水流特征多样,等效连续介质模型不能很好地刻画岩溶区复杂的地下水流特征。随着对岩溶水流系统研究的深入,二重和三重介质模型逐渐应用于岩溶区地下水流模拟工作中,取得较好成果,但仍存在如忽略中宽裂隙的导水作用、岩溶管道设置单一、模型适用性不强等问题。今后应从解析岩溶含水介质的结构特征入手,关注中宽裂隙在地下水流系统中的导水作用和水流特征,改进管道流模块以更好地刻画复杂的地下河管道,改进不同介质间水流交换量算法,提高模型精确性和适用性。      

基于示踪试验的王寨盆地水文地质条件研究

王寨盆地是大武富水地段的一个特殊补给区,地质条件较为复杂,水文地质条件的研究相对较少,利用示踪试验对该区进行水文地质条件研究,是一种简单有效的方法。本次示踪试验采用钼酸铵作为示踪剂,历时75天,钼离子浓度历时曲线分为单峰型、双峰型和多峰型,地下水视流速平均值为23373m/d。通过试验揭示了王寨盆地岩溶发育特征为溶孔、溶隙、裂隙、管道、溶洞并存,地下水径流通道有单一管道型、单管道有水池型、多管道型和多管有水池型,具有多向性和复杂性;主要的地下水径流通道有3个,均汇入淄河断裂带;地下水流向以西南、东南、正东(东北)为主,整体流动较为缓慢,溶质的运移以正东(东北)方向最快;王寨断层和边河断层具有良好的导水性。因试验在枯水期进行,降雨量较小,地下水开采的日周期性影响也相对稳定,故试验时段地下水流场较稳定,试验结果所揭示的水文地质问题也较准确。     

泸西喀斯特断陷盆地地表水与地下水流域边界与水动力性质

在详细调查基础上,采用系统科学及水文地质分析方法,依据地形地貌、地层岩性、地质构造、示踪试验、地下水排泄基准面、喀斯特发育条件及发育规律等剖析论证流域边界,并通过钻探及示踪试验进行验证。研究结果:（1）对泸西喀斯特断陷盆地南东部的水系统边界向北移进行了修正,证实了三塘一带深部不发育的喀斯特是地下水分水岭边界,使得泸西喀斯特断陷盆地流域的径流系统和边界圈化更加准确;（2）泸西喀斯特断陷盆地流域地表水、地下水转化频繁,地表水径流特征主要以小江河在水库、河流、伏流间的径流转化过程为体现,地下水在侵溶山区接受大气降水补给后,上层径流以泉、暗河的形式在泸西盆地底面排泄后转化成地表水,最终汇集于盆地南部、通过工农隧洞及落水洞排向小江,而下层径流则以小江水面为基准,通过深层径流排泄。      

山东临朐盆地新构造运动特征及其对地下水的控制作用

地质构造,特别是新构造对基岩地下水的赋存、分布规律起着控制作用,也是找水定井的关键。在临朐盆地水文地质调查及钻探成果资料分析的基础上,结合解析区域新构造运动特征及其表现形式,选取部分典型实例,从地下水类型空间分布特征、侧向补给径流条件、赋存空间特征等方面分析了新构造运动对盆地地下水的控制作用,并归纳了研究区在新构造运动控制下发育的典型蓄水构造类型。得出结论:(1)临朐盆地地质背景条件复杂,新构造活动强烈,且具有多期性和多方向性活动特征,形成了盆地现代地貌格局和地质结构,从而控制了不同类型地下水的空间分布;(2)在新构造运动控制下,盆地西部、南部抬升,岩溶发育,成为地下水直接补给区,侧向径流补给构成盆地地下水的主要补给来源;(3)受构造活动强度、岩性结构和地下水径流条件的影响,五井断裂两侧碳酸盐岩裸露区为地下岩溶强径流带,岩石透水而不富水;五井—冶源段为地下岩溶强富水区;冶源水库以北、石佛堂—临朐断裂以东至盆地东部边界,为非可溶性层状岩类弱富水区;盆地东边界双山-李家庄断裂沿线为新生代玄武岩孔洞裂隙及古风化壳裂隙水较富水区;(4)临朐盆地发育4种典型蓄水构造类型,即,断裂带型、接触带型、水平层型、复合型等,其中,断裂带型蓄水构造为盆地主要蓄水构造类型,也成为研究区找水打井的主要目标。     

滇东地区断陷岩溶盆地裸露—覆盖型岩溶水系统特征剖析——以吴家营岩溶水系统为例

岩溶断陷盆地裸露-覆盖型岩溶水系统是滇东地区的主要水文地质类型。本文系统地剖析了吴家营一带的水文地质及水资源特征,可以代表这一类型。其中,裸露型岩溶区具不均匀的洞隙系统,为快速管道流;覆盖型岩溶区含水层等效于多孔介质特征,为慢速扩散流。这类岩溶水系统的水资源大部分在山边暗河出口或大泉排泄到地表;覆盖区由于盆地断陷幅度大,往往补给不畅,水资源有限。因此,对这类岩溶水系统应着重于暗河和大泉的调查观测,对覆盖区不宜轻易投入太多的勘探工作量,不然,效果往往不理想。     

滇东地区断陷岩溶盆地裸露一覆盖型岩溶水系统特征剖析——以吴家营岩溶水系统为例

岩溶断陷盆地裸露一覆盖型岩溶水系统是滇东地区的主要水文地质类型。本文系统地剖析了吴家营一带的水文地质及水资源特征．可以代表这一类型。其中，裸露型岩溶区具不均匀的洞隙系统，为快速管道流；覆盖型岩溶区含水层等效于多孔介质特征，为慢速扩散流。这类岩溶水系统的水资源大部分在山边暗河出口或大泉排泄到地表；覆盖区由于盆地断陷幅度大，往往补给不畅，水资源有限。因此，对这类岩溶水系统应着重于暗河和大泉的调查观测，对覆盖区不宜轻易投入太多的勘探工作量，不然，效果往往不理想。     

江西省东乡红色断陷盆地的水文地质特征及裂隙水资源

本文分析了江西省东乡县红色断陷盆地的水文地质特征,着重研究了红盆外缘含水系统中的地下水顺导水断裂向盆地径流对形成红壤裂隙的补给资源所起的作用,并概括出三种类型的剖面。指出每一种剖面应研究的重点,粗略估算了地下水资源。最后阐述了红层地区裂隙水的找水方向和调查方法。     

基于CFP的岩溶管道流溶质运移数值模拟研究

多重岩溶含水介质的复杂性导致岩溶地下水流动及溶质运移的数学模拟成为地下水研究难点之一。为了探讨岩溶多重含水介质中地下水流溶质运移特征,文章构建了管道流CFP水流模型和MT3DMS溶质运移三维耦合数值模型。在阐述管道流CFP和MT3DMS基本原理的基础上,通过建立水文地质概念模型算例（1个落水洞、4个直管道）,探讨岩溶管道水流及溶质运移规律,分析讨论不同水文地质参数对浓度穿透曲线的影响。研究结果表明:管道流CFP模型能够刻画岩溶管道与基岩裂隙水流交换特征,MT3DMS模型能够模拟穿透曲线的拖尾现象,符合实际岩溶区特征。随着水力梯度、管道直径及管道渗透系数增大,孔隙度减小,浓度曲线峰值越大,峰值到达时间越快,浓度穿透曲线越对称。得出结论:耦合CFP水流模型和MT3DMS溶质运移模型能够刻画岩溶管道流溶质运移规律,为研究岩溶复杂介质污染物运移特征提供一种思路和途径。     

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。     

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。      

定量示踪试验在地下水污染防治中的应用——以福泉市龙井湾为例

龙井湾岩溶管道地下水系统为研究区主要发育的地下水系统之一。为准确确定岩溶地下水来源、径流方向以及地下水流速和岩溶管道介质特征等,以1 400 g荧光素钠为示踪剂,通过分析接收点试剂历时曲线分析管道结构,计算地下水流速和其回收率。试验结果表明:龙井湾岩溶管道总体为单支岩溶管道,但中间可能串联了多个地下溶潭。烟科所溶洞至龙井湾泉地下水最快流速为22.1 m/h,最慢流速为10.2 m/h,主峰平均速度为18.8 m/d。并通过计算示踪剂回收率,龙井湾岩溶泉(S1)接收点回收率为10%,大井边(S2)接收点回收率为65%。为后期厂区地下水污染防治提供依据。     

明月峡背斜南部张关—排花洞岩溶水系统地下水径流模式解析

川东明月峡背斜地下岩溶发育的强烈非均质性造就了独特的地下水径流模式,孕育出区域复杂的岩溶工程水文地质问题,查明明月峡背斜南段地下水径流模式对指导区内隧道工程选址及建设具有重要意义。文章在已有研究基础上,以“张关—排花洞”岩溶水系统为研究区,通过系统厘清区内水文地质条件,深入剖析区内地下水水文地球化学特征及水动力条件,明确区内岩溶含水介质不均一性控制下的地下水小尺度径流规律。结果显示:研究区地下水在平面上表现为形似“扫帚状”的径流模式:在补给、径流区,三叠系下统嘉陵江组一段（T₁j1）、嘉陵江组三段(T₁j3)地层（强岩溶化）与嘉陵江组二段（T₁j2）、嘉陵江组四段 （T₁j4）地层（弱岩溶化）呈间互状分布的特点导致相邻地层之间水力联系较弱,以地层为单位形成多个相对独立的岩溶水子系统;在研究区排泄区,受控于势汇最强的T₁j3内部管道流对其他地层地下水持续的袭夺效应,地下水统一汇聚至排花洞暗河出口向御临河排泄,各岩溶水子系统最终整合为一个岩溶水系统。      

利用示踪试验时间-浓度曲线分析岩溶管道结构特征

岩溶管道结构特征对岩溶水资源的合理取用、保护及地下工程安全施工均具有重要影响。目前在利用示踪试验曲线分析岩溶管道结构特征时,难以通过曲线叠加、钝锋、不规则上升和下降等形态准确解释多条岩溶管道连接关系、地下湖所处位置和地下水状态。运用地下水溶质运移理论,推导出岩溶管道流溶质运移模型,根据模型绘制三维溶质运移形态和理论时间-浓度曲线,结合水力学相关知识,对岩溶管道连接关系、地下湖位置及岩溶管道流形态变化对应的时间-浓度曲线进行解释。得出以下主要结论:（1）曲线出峰个数对应岩溶管道条数,由于管道径流长度及流速存在差异,双管道并联曲线存在3种模型,分别为2个孤立的单峰、下降曲线存在双峰叠加和2个连续上升的叠加峰;（2）单管道曲线下降梯度个数对应地下湖个数,多管道需结合管道个数和地下湖位置具体分析下降梯度和地下湖个数关系,根据地下湖位置将双管道并联岩溶管道划分4种类型,即地下湖存在于未分支管道、主管道、支管道、主管道和分支管道上;（3）曲线形态极速变化标志着管道流发生表流和承压流的相互转化。研究结果可为岩溶地区地下水保护及地下工程安全建设提供保障。