南方小型岩溶流域与非岩溶流域的释水过程及径流组分差异

我国南方岩溶流域和非岩溶流域下垫面条件和含水介质结构的差异造成了不同的产汇流过程及机制,进而导致不同释水时段径流组分的开发利用价值不同。为深入理解岩溶流域的产汇流机制并探索岩溶流域的水资源评价方法,文章对鄂西庙沟岩溶流域和高家坪非岩溶流域共31次洪水过程进行了流量衰减分析,对比分析了两个流域的标准衰减方程、典型次降雨的释水过程以及不同洪峰流量下的径流组分差异。结果表明:岩溶流域的释水过程快于非岩溶流域,其衰减系数比非岩溶流域大40％;两个流域的河流基流均来自裂隙介质释水,裂隙介质为流域的主要储水空间,但非岩溶流域的裂隙介质比例比岩溶流域高8.8％;随洪峰流量增加,两个流域的地表径流占比均呈对数形式增大,地下径流占比均呈对数形式减小;岩溶流域径流组分随洪峰流量变化比非岩溶流域更为敏感,其地表径流占比变幅为4％~40％,而非岩溶流域则始终小于10％。文章定量评价了管道和裂隙介质在流域中的导水及储水功能,在进一步刻画岩溶流域产汇流过程及机制方面进行了有益的探索,研究结果可为岩溶山区水资源评价和流域水文模型的改进提供科学依据。     

溶蚀丘陵型岩溶流域概念性水文模型及其应用

为弥补传统概念性水文模型在岩溶水文模拟上的缺陷,基于三水源新安江模型,采用多个线性水库表达岩溶地下系统的异质性,同时引入流域虚拟面积系数修正岩溶流域的非闭合性。将改进的概念性水文模型应用于湘中南典型溶蚀丘陵型岩溶流域,并在此基础上探讨岩溶流域非闭合性的动态变化。研究结果表明:①改进模型的日径流模拟精度提高11.21%,水量平衡误差及低水误差分别降低23.29%、27.64%;②岩溶地下汇流系统的多向性导致流域非闭合状态具有双重性;③地下汇流面积与时段降雨量呈正相关,然而受地下饱和程度的制约,地下汇流面积的变化率随时段降雨量的增大而减小;④由于岩溶地貌的蓄水滞水作用,地下流域受外侧补给的过程存在滞后性。模型的改进与拓展研究可为岩溶水文模拟提供新思路。     

岩溶高原地下水径流系统垂向分带

大量的矿产资源采掘、地质勘探、洞穴探测、示踪试验等揭露和观测研究发现地下水径流系统的分带性是客观存在的。根据含水层的埋藏条件、地下径流的空间形态、地下水动力性质、地下水循环深度和流程的差异,岩溶高原地下水径流系统垂向上可划分为:浅循环径流带、深循环径流带2大类,进一步划分为:表层径流带、垂向渗流带、季节波动带、潜水—承压水径流带及层状承压径流带、带状承压径流带6个分带。岩溶高原地下水径流系统分带主要由地层沉积旋回、地质构造切割及组合、地形地貌起伏变化、岩溶发育分带特性所决定。      

冷热混合作用下的岩溶地下热水形成机制新认识

岩溶型地热是地热系统的重要类型,岩溶介质的特殊性使得其形成过程中易与浅循环水系统发生更多的相互作用,而有别于其他介质地热系统。本文以四川盆地边缘的铜锣山背斜岩溶地下热水系统为研究对象,通过野外调查、水文地球化学、环境同位素等方法和手段,结合区内地热地质和岩溶地质条件,系统探讨了岩溶地热系统热水出露过程中的冷、热水混合作用,揭示了冷热混合作用对岩溶地热系统形成模式的遮蔽性,并建立了铜锣山岩溶地下热水成因模式。结果表明,铜锣山岩溶地下热水出露过程中冷热水混合作用极为强烈,冷水混入比高达73% ~89%;冷热水混合会破坏热水携带的地热系统信息,使得补给高程和热储温度分别被低估约78%和45%。铜锣山背斜岩溶地下热水形成模式为大气降水在北部2100~2400 m高程的岩溶裸露山区渗入地下,在深循环过程中被地温增温加热,岩溶热储层温度为128~172 ℃,热水受岩溶和构造控制由北东向南西径流,并沿裂隙和岩溶通道向上径流,在此过程中与岩溶槽谷背斜局部浅循环冷水大量混合,混合后的热水以38~62 ℃的温度自然出露于深切河谷地段或被人工揭露。     

非闭合流域岩溶水模型

通过对贵州普定后寨河实验流域的研究,论述了非闭合流域岩溶水形成机制,根据流域地表、地下结构,将全流域划分为4个单元,并考虑各单元的闭合程度,建立了概念性岩溶水模型,为非闭合岩溶流域水文研究提供了新的途径。     

地下径流的参数分割法

本文以地下径流形成的基本规律为基础，联解地下水加的蓄泄方程和水量平衡方程，推导出地下径流的参数分割法，并用费克第一定律进行了证明。该法不但可以求 出地下径流总量，而且还可以求出地下径流过程。作者用湖南省宝盖洞实验流域的实测资料对该方法的参数进行了率定，结果符合该方法所揭示的规律。     

岩溶流域地下水调蓄资源量评价

提出了岩溶水资源调蓄资源量和调蓄系数的概念和评价方法,拓展了岩溶水资源评价的内容。基于水均衡原理,通过估算月度蒸散发量,求取参与调蓄的地下水月度储存量或释放量。选取了中国香溪河流域和清江流域,以及美国Meramec河流域,探讨对比了三个流域径流转化能力与调蓄资源量的差异;以Meramec泉和雾龙洞为例,分析了岩溶含水系统的调蓄作用。结果显示:在降水分布集中、流域坡度大、岩溶发育程度高的岩溶流域内,降水与径流的相关关系好,径流转化能力强,但调蓄能力弱;岩溶裂隙介质是岩溶含水系统对地下水进行调蓄的主要媒介,岩溶发育程度低、裂隙介质比例高的岩溶含水系统具有更强的调蓄能力。     

平治河岩溶流域退水规律分析与降雨径流模拟

以平治河岩溶流域为研究对象,分析其地下退水规律,将其划分为9个子流域,在传统新安江模型基础上,将地下径流划分为慢速和快速地下径流,分别采用两个线性水库进行模拟,构建降雨-径流模拟方案,并选取2011-2015年期间的7场洪水作为率定期洪水,以确定性系数（DC）最大为优化目标,应用遗传算法率定模型参数,而以8场洪水作为验证期洪水进行验证分析,获得率定期合格率为85.71%,平均确定性系数为0.846,验证期合格率为75%,平均确定性系数为0.893,达到乙级精度。其结果表明所构建的模拟方案能够较好地模拟该流域的径流规律。      

论岩溶山区的单元流域治理

中国西南地区大面积分布的岩溶山区是我国环境最恶劣，经济最不发达的贫困地区之一，根据其特殊的环境及水文地质条件，本文提出了“岩溶单元流域”的概念，并探讨了它的内涵，研究路线及治理技术方法。由于岩溶发育的不均一性以及地下水分岭和非可溶岩体的存在，岩溶山区形成了很多由地下分水岭或非可溶岩体所圈闭或半圈闭的“岩溶单元流域”。岩溶单元流域是一个由地表水和地下水组成的完整的水文系统，也是岩溶发育的岩溶洞穴－裂     

桂林岩溶区的水量转化问题

<正>岩溶区的大气降水、地表水、岩土水、地下水同处于一个水循环系统,相互关系密切,水量转化较非岩溶区更为频繁。本文根据广西桂林地区气候背景与岩溶地质条件分析几种主要岩溶含水系统,包括系统结构,系统输入与输出关系(降雨径流关系)以及降雨入渗与水源分配。并针对水量转化中流域不闭合问题,采用水均衡法估算岩溶区地下汇水面积。     

水化学特征在岩溶水系统分析中的应用——以山西晋城长河流域岩溶水系统为例

通过对长河流域岩溶水矿化度、Ca^2＋／Mg^2＋、Ca／Sr及Mg／Sr等的特征分析,长河流域岩溶水系统从补给区到径流区、排泄区矿化度、Can／Mgn、Ca／Sr及Mg／Sr变化具有明显的规律性,岩溶水的流动方向则与以上各水化学指标质量浓度的变化方向一致,即研究区在东、北部灰岩裸露区直接接受大气降雨补给渗漏及部分半裸露区间接补给渗漏,向西以泉水形式排泄到沁河河谷地带,形成沁河河谷排泄带,地下水径流方向为南西西方向。并分析岩溶地下水的径流特征,富水强弱,水岩作用强弱及岩溶裂隙发育规律特征。     

贵州省普定后寨岩溶小流域水文特性研究

本文在揭示后寨岩溶小流域二元流场结构特征的基础上，依据多年水文资料，分析了后寨岩溶流域的降水、径流、暴雨洪涝与干旱特征，阐述了岩溶水资源综合开发利用、因地制宜修建岩溶地下水库拦蓄洪水资源量的重要性。     

岩溶地区径流等值线应用问题探讨

岩溶地区径流等值线应用问题探讨马林武，白生学（云南省水文总站昭通分站）（云南省昭通地区水电局）前言在缺乏实测径流资料时，估算中小型水利水电工程的年径流量，常采用《水文手册》的径流等值线。但岩溶地区非闭合流域能够获得的“截获径流量”是不能用一般径流等值...     

山西柳林泉域岩溶地下水溶解无机碳特征及控制因素

稳定碳同位素可指示岩溶动力系统无机碳循环过程及流域水文地球化形成演化。为揭示山西柳林泉域岩溶地下水循环演化规律及控制因素。本研究对泉域补给区、径流区、排泄区、深埋区29个岩溶地下水的主要离子组分和碳同位素进行测试分析。研究结果表明,流域内岩溶地下水的δ13CDIC,VPDB(DIC—溶解无机碳)具有较大的变化范围,最大值为-8.19‰,最小值为-13.35‰,平均值为-10.09‰。从补给区、到径流区、到排泄区,到深埋区δ13CDIC,VPDB值呈不断增重的变化规律。补给区来源于土壤CO2的比例最高,范围为46.22%~58.04%,平均值为51.13%,其次是径流区,范围为36.22%~58.37%,平均值为42.05%,排泄区和深埋区最小,范围分别为37.61%~41.52%和35.61%~42.26%,平均值分别为39.38%和38.28%。从补给区到径流区、到排泄区、到深埋区,随着径流途径增大和硫酸参与溶蚀的比例增加,DIC(溶解无机碳)中来源于土壤CO2的比例减小,碳酸盐岩来源的碳的比例增加。     

基于物理试验的岩溶区PSSK转化关系研究

为深入了解岩溶地区不同水源转化机理,文章以Basic Hydrology System为平台设计了4组小尺度物理试验。分别对裸露型岩溶区裂隙管道地下径流衰减规律,覆盖型岩溶区土壤达西流、裂隙管道水流转化规律,地表径流、土壤达西流、裂隙管道地下径流三者在覆盖型岩溶区和不同覆盖厚度条件下的转化关系进行了物理模拟。通过试验数据并结合指数衰减方程,得到了裸露型岩溶区流量衰减系数与降雨强度的关系;覆盖型岩溶区以及不同覆盖厚度条件下PSSK(precipitation-surface water-soil water-karst water,降水-地表水-土壤水-岩溶水)转化规律。     

论岩溶地下水系统中的快速流与慢速流

<正> 由于岩溶区多重含水介质(大型岩溶洞穴管道与网络状溶蚀裂隙)受到不同强度降水入渗补给,各类含水介质对岩溶地下水的调节具有明显差异,导致岩溶地下水出现快速流与慢速流这两种不同流态流速的水源成份。研究这两种水源的形成过程,与含水介质结构相互关系以及如何划分这两种水源,不仅有助于岩溶水基本理论的研究,而且在水资源评价与规划中也具有重要意义。通过水源划分,可了解评价区域有多少快速地下径流需经工程措施调节,有多少慢速地下径流可直接作为供水水源。      

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。      

邢台市区地下水饮用水源污染成因及规律的探讨

邢台市区地下饮用水源位于太行山前储存两种相当丰富的岩溶水和孔隙水的百泉泉域径流排泄区。令人担忧的是：浅层孔隙水已受到轻度污染，深层岩溶水出现个别水井水质超标。本文针对几起地下饮用水源污染事例，探讨岩溶水饮用水源污染成因和规律。     

山东荣成沽河流域水资源系统分析

流域水资源系统由降水产流，以及通过水文下垫面的转换，形成的地表径流和地下水流流组成。本文将复杂的沽河流域水 资源系统分解成多个子系统，利用频谱分析方法对各个水资源子系统的转换功能进行定量的分析刻画，并利用地下含水介质子系统的转换特征函数－频率响应函数求取水文地质参数，丰富了水文地质参数的获取途径。     

湖北某隧道岩溶水文地质条件探讨

本隧道隧址区构造强烈,断层发育,是望佛山—聚龙山复式倒转向斜的西段部分。由于隧址区大量出露寒武系可溶岩地层,岩溶发育,对隧道安全建设存在很大影响。通过对隧址区岩溶发育和地下水径流规律的研究,划分相应的岩溶水文地质单元,探讨不同单元岩溶地下水的径流路径及其与隧道之间的关系,研究结果表明,岩溶地层内岩溶发育,洼地、落水洞和溶洞等溶蚀现象大量存在,地下水交替极快,补给来源广,渗流途径通畅,隧址区有岩溶大泉形成。