延河泉岩溶水系统Sr/Mg、Sr/Ca分布特征及其应用

山西省延河泉岩溶水系统是我国北方岩溶大泉之一。依据碱土金属比值Sr Mg、Sr Ca与矿化度关系,分析了延河泉岩溶水系统Sr Mg、Sr Ca分布规律及形成条件。从补给区到径流区、排泄区,Sr Mg、Sr Ca值逐渐增高;径流条件好,Sr Mg、Sr Ca值低;径流条件差,其值高;径流滞缓区最高。并且Sr Mg、Sr Ca值主要受径流条件控制,不受人为作用的影响。因此,Sr Mg、Sr Ca是比较理想的天然示踪剂。根据Sr Mg、Sr Ca值将延河泉岩溶水系统划分为三个子系统,即下河泉子系统(泉1、2、3、5),延河泉子系统(泉4、6),南部散泉子系统(泉7、8、9)。     

山西娘子关泉群及其水的来源

娘子关泉域群泉是中国北方最大的岩溶泉,泉域汇水面积达7 436 km2,前人认为:泉域内岩溶水由北、西、南3面向娘子关一带径流汇集,由于娘子关一带下奥陶系燧石团块或条带白云岩相对隔水层隆起,并被桃河侵蚀出露,使岩溶地下水溢出地表成泉群,其主要含水层为中奥陶系含石膏碳酸盐岩。但各泉的水化学、同位素特征有差异,娘子关泉群并不是出自统一源。文章通过水化学、同位素、水文地质剖面等方法研究得出: 娘子关泉域存在两个含水层、三个子系统:中奥陶系灰岩含水层和中上寒武系白云岩含水层;西部奥陶系岩溶水系统、东部奥陶系岩溶水系统和东部中上寒武系岩溶水系统。泉域内城西泉与程家泉出露于中奥陶系下马家沟组泥灰岩之上,含水层为中奥陶系灰岩裂隙、溶隙水,由于区域下马家沟组泥灰岩隆起隔水出露地表成泉,属于东部奥陶系岩溶水系统;坡底泉、五龙泉、河北泉、水帘洞泉、苇泽关泉其补给主要来源于中上寒武系含水岩组,为承压上升泉,属于东部中上寒武系岩溶水系统。      

娘子关泉域岩溶水氢氧同位素特征及影响因素浅析

为了研究娘子关泉域岩溶水状况及补给运移规律,系统采集了泉域内岩溶水、地表水样品,分析测试了样品的δD、δ~(18)O值,利用氢氧同位素方法,通过分析氢氧同位素特征及其影响因素研究岩溶水的补给来源及各含水层的相互联系。研究结果表明,大气降水和河流渗漏补给是泉域内岩溶水的主要补给来源。由于大气降水的高程效应和温度效应,导致泉域内δD、δ~(18)O值存在一定的差异。由于受到强烈蒸发后的大气降水及河流渗漏水的补给,河流沿岸岩溶水的δD、δ~(18)O值相对较高。同时对娘子关泉群城西泉、五龙泉和集泉站的D和~(18)O同位素分析结果表明,城西泉水来源于近源低海拔的补给源;而五龙泉和集泉站泉水来源于深循环、远距离、较高补给高程与地表水交换弱的补给源。通过以上研究,进一步明确了娘子关泉域岩溶水的补给运移规律,为当地政府合理开发及可持续利用娘子关泉域岩溶水资源提供了理论支撑。     

郭庄泉流量衰减机理研究

为研究郭庄泉流量衰减机理,以郭庄泉流量的衰减量为母因素,煤矿排水量、岩溶水开采量、降水量及汾河流量为子因素。采用灰色关联度分析法,分析泉流量的衰减量与相关因素之间的关系。分析结果可知:郭庄泉流量衰减最为密切的因素为岩溶水的开采量,其次为矿坑排水量,再次为降水量及汾河流量,说明郭庄泉流量的减小与岩溶水的开采及煤矿的开采有密切的关系;在后期保护工作中应加强地下岩溶水的开发利用管理,避免乱采现象,加大采煤保水的研究,有效合理开发利用区域地下水资源。研究结果对修复郭庄泉流量,保护郭庄泉域生态环境具有重要意义。     

渭北中部筛珠洞泉补给来源的再认识

筛珠洞泉位于中低山区与渭北黄土台塬区衔接地带。筛珠洞泉区地势整体趋势为西北高东南低,北部以中低山为主,海拔在1 200-1 600 m之间,多由裸露和隐伏碳酸盐岩组成;西南地势逐渐降低,海拔在800-1 000 m之间,为以唐王陵向斜为主的一系列褶皱构造,由奥陶系碎屑岩和碳酸盐岩组成;东南部地势呈阶梯状下降,山前地带海拔多在400-500 m之间,为裸露碳酸盐岩区与山前冲洪积扇区的接触地带。筛珠洞泉作为渭北中部最大的岩溶泉,对于其补给来源前人已做了大量的研究,较为一致的认识是泾河渗漏是筛珠洞泉最主要补给来源,且筛珠洞泉是渭北中部筛珠洞泉域隐伏岩溶系统的集中排泄点。本文根据氢、氧和锶同位素的研究成果,结合水文地球化学及岩溶水文地质条件,对筛珠洞泉的补给来源提出了与前人研究不同的认识,即筛珠洞泉的补给以筛珠洞泉域外西南部岩溶地下水为主;在所有的补给来源中,大气降水、河水及岩溶水所占比例分别为11%、37%和52%;在岩溶水补给中,西南部、西北部及坝址区岩溶水所占比例分别为77.9%、19.7%和2.4%。在此基础上,本文还根据氚同位素资料估算筛珠洞主泉岩溶水的平均滞留时间为62-64年。     

柳林泉岩溶地下水监测分析

柳林泉是山西省水资办与吕梁地区水资办确定的重点监测水源.从上世纪七十年代开始对水量水位、水质进行监测.在多年的监测中积累了大量的水文资料,监测成果为评价柳林泉岩溶地下水、指导柳林泉开发利用和保护提供了科学依据.本文对柳林泉的监测成果进行分析,得出了结论并提出建议.     

采煤对峰峰矿区黑龙洞泉岩溶水系统影响程度评价

在分析峰峰矿区采煤与黑龙洞泉岩溶水系统关系和矿床水文地质资料基础上,确定开采规模、构造复杂程度和岩溶水水压等9个因素为采煤对黑龙洞泉岩溶水系统水量、水质和环境影响的主要因素,运用基于MAPGIS的层次分析法。就采煤对黑龙洞泉岩溶水系统影响程度进行了评价．将峰峰矿区采煤对黑龙洞泉岩溶水系统影响程度分为强、较强、中等、较小、小五个等级,为矿区煤炭资源科学开采和区域水资源保护提供了依据。     

介绍两处地质景观——孔山寺泉及棒槌山泉

笔者作为河海大学教师,在南京附近地区多年带学生实习和野外地质踏勘,认为有两个较好的水文点,适合于普地、地貌、水文地质教学实习用。兹介绍如下。孔山寺泉水出露地质条件示意剖面孔山寺泉该泉位于南京市东南,湖山村之孔山北坡处。距南京市约20ｋｍ,交通方便。孔山寺早已不复存在,而泉水依旧为生产及生活提供着方便。孔山寺泉出露在孔山北坡山麓的栖霞组石灰岩和龙潭组煤系页岩地层的接触部位。泉水自石灰岩裂隙中流出,注入孔山寺小水库中,据说雨季最大涌水量可达400ｔ/ｄ。由于栖霞组石灰岩导水,处位高,而龙潭组页岩处位低且阻水,灰岩受…     

岩溶水水化学特征在水文地质条件分析中的应用——以娘子关泉群岩溶水系统寿阳区为例

娘子关泉群岩溶水系统寿阳区从补给区到迳流区、排泄区水化学特征变化具有明显的规律性,岩溶水自北向南随着中奥陶统灰岩含水层埋深由浅变深,富水程度由强变弱,径流条件由积极趋滞缓,矿化度、总硬度和SO42-由低变高。为水文地质条件的分析与建立水源地和矿山防治水提供了地质依据。     

垂直气候带岩溶动力系统特征研究——以重庆金佛山国家级自然保护区为例

利用CTDP300多参数自动记录仪对重庆金佛山国家级自然保护区碧潭泉和水房泉的降雨量、水位、水温、pH值、电导率进行了监测。结果表明,不同海拔高度的表层岩溶泉水化学对环境变化十分敏感,且具不同的表现形式,气温和土壤CO2浓度是引起水化学动态变化的两个重要因子。位于海拔较低的碧潭泉气温,土壤CO2浓度相对较高,岩溶作用也相对强,位于海拔较高的水房泉则相对较弱。受气温控制,前者的水温、pH表现出明显的白天高,夜间低的昼夜变化规律。降雨过程中,至少有两种效应在影响水化学性质:雨水的稀释效应和CO2效应,前者对碧潭泉水化学变化影响较大,降雨可引起泉水电导率、水温及pH的显著下降,降雨强度越大,下降速度与幅度越大,而从泉水电导率下降、pH值略有上升看,两者均对水房泉的水化学变化产生了影响。     

娘子关泉水流量的GM(1,2)时滞预测模型

娘子关泉位于山西省阳泉市平定娘子关附近,多年平均流量10. 93m3 /s,是我国北方最大的岩溶泉群。泉域西高东低,西部多为古生界二叠系、中生界三叠系砂页岩覆盖,大气降水入渗在这里形成浅层地下水,这些浅层水是深层岩溶含水层的间接补给水源; 泉域东部为岩溶裸露区,大气降水直接入渗补给深层岩溶水。由于岩溶泉域地质结构的复杂性和含水介质的多重性,泉域降水对泉水补给具有明显的灰色动态特征和时滞效应。本文应用灰色系统理论方法,建立了GM( 1, 2) 时滞模型,运用该模型对娘子关泉水流量进行了预测,结果与实际相接近。      

柳林泉域岩溶地下水资源开发利用现状分析

通过对柳林泉域岩溶地下水开发利用现状进行系统分析研究,,总结出柳林泉域岩溶地下水资源在开发利用中存在的主要问题,得出实施柳林泉域内保护岩溶水水质、水量和污水处理回用及节约用水等工程性措施同步协调进行的结论。     

青藏公路沿线不冻泉地区构造控水机理研究

地处多年片状冻土(岩)区的不冻泉补给源为北部昆仑山主脊南坡现代冰川底部的冰雪覆盖融区水、冰雪消融水、大气降水和地表水。补给源水进入不冻泉NE向张扭性活动断裂(F2)构造—地热融区导水通道,运移至不冻泉NWW向压扭性活动断裂(F1)时受阻,于F1和F2断裂交汇部位的共用上盘近断裂破碎带旁侧富集,并上涌至地表,形成上升泉,这是不冻泉地区构造控水的主要机理和不冻泉天然上升泉形成的主因。为解决当地冬季缺水问题,宜在F1与F2断裂交汇部位NW侧共用上盘适当部位布置供水水文地质钻孔,可找到水量丰富、水质良好的地下水。     

高黎贡山南段主要热泉水化学同位素特征研究

笔者应用水化学同位素技术,对高黎山南段主要热泉成因及循环特征进行了研究,取得了一些重要认识。研究区热泉水为低矿化、碱性、Na-HCO3型水;热泉水主要为大气降水起源,循环速率较快,水岩作用不充分,径流环境多处于相对开放的氧化环境之中。以黄草坝泉、三官泉特征比较明显;地下水补给区主要位于泉点附近高程在1800 m的区域范围之内,为附近区域大气降水补给形成;存在浅层、深层两种混合作用形式,黄草坝泉、三官泉现代大气降水混合比在90%以上;热泉热储温度为100～200℃,循环深度在2000～4000 m。     

北京西郊玉泉山泉水复涌条件及方案预测分析

由于地下水的大量开采及永定河补水的减少,玉泉山泉水自1975年断流.随着南水北调工程的实施,在西山地区进行回灌和压采区域地下水成为可能.利用GMS数值模型,以河道补给、人工回灌、关井压采等手段设计4种调蓄方案,分析玉泉山泉复涌可行性及复涌后对地质环境的影响.研究表明,方案四可优先作为玉泉山泉复涌的调蓄方案,该方案主要利用在永定河引水渠和南旱河沿岸进行大口井回灌,回灌量约为8000万m3·a-1,同时,岩溶水集中水厂停采,其余开采量保持现状不变.在此方案下,区域水位平均每年上升0.84 m,预计到2050年末,玉泉山泉水位51.9 m,达到出流水位.     

郭庄泉流量衰减趋势分析及保护对策

根据对郭庄泉流量衰减原因、水质污染及泉水资源开发利用管理中存在的问题进行分析,提出注重生态环境建设,防止水质进一步恶化,加强基础工作研究,加强采煤排水管理,防止泉域内岩溶水开采条件恶化,加强节约用水,提高泉水资源利用效率四项泉水保护的建议。     

辛安泉流量变化的时间序列分析

利用时间序列分析方法建立了描述辛安泉流量变化过程的混合回归模型。该模型表明辛安泉当年流量与前1年流量、前11年降水量及前1年岩溶水开采量有关。通过模型对泉流量变化的影响因素做进一步分析，结果显示：1980年是辛安泉流量变化的转折点，大气降水对1980年前的泉流量变化具有控制作用，而岩溶水开采量迅速上升则是1980年后泉流量不断衰减的重要原因。     

极端降水条件下北京西山黑龙关泉响应研究

2012年7月21日,北京房山区发生特大暴雨,暴雨从21日10时开始到22日2时结束。总降雨量达228mm,是北京60年一遇暴雨。暴雨后,黑龙关泉域岩溶水系统内的各种水资源要素都对其形成积极响应。依据岩溶地下水位统测、区域地质构造以及地貌条件综合分析黑龙关泉地下水系统补、径、排。研究黑龙关泉地下水系统对7.21洪水响应。从地下水位、地表河流、泉水水量、岩溶地下水化学分析7.21洪水前后变化情况。降水后,大石河流量最大达221m~3/s,水化学类型中带硫酸根离子的样品数显著增加。7月15日,实测黑龙关泉水流量为0.31m~3/s,7月21日上午实测为0.30m~3/s,25日分别对大石河的黑龙关泉口上、下游进行实测,获得泉水流量为3.47m~3/s,到29日降至2.34m~3/s,流量变化较为剧烈,与大石河水对岩溶水的补给密切相关。为进一步研究北京黑龙关泉域岩溶水的变化规律和岩溶水资源评价及合理开发利用提供了科学依据。     

娘子关泉域岩溶水SO42-、δ34S特征及其环境意义

在分析区域地质、水文地质条件及水化学同位素的基础上,研究了山西娘子关泉域岩溶水的SO42-、硫同位素分布特征。研究表明:（1）泉域西北、西南地区岩溶水的SO42-主要来源于石膏的溶解;（2）泉域中部汇流区岩溶水的SO42-含量高而δ34S值低,其中的SO42-主要来源于煤系矿坑水,这是因为温河、桃河及南川河沿岸的岩溶水接受了被矿坑水污染的河水的渗漏补给以及部分地区受到钻孔串层污染;（3）娘子关泉群中城西泉水中的SO42-主要来源于煤系矿坑水,而五龙泉和集泉站水中的SO42-主要来源于石膏的溶解;（4）泉域东北部及东部河流沿岸以外的地区,岩溶水中的SO42-主要来源于大气降水、石膏溶解,并受到所处地层岩性的影响。      

山西省辛安泉岩溶水系统特征及泉流量预测模型

在对山西省辛安泉岩溶水系统及泉流量进行分析、研究基础上,建立系统泉流量的多元回归模型、趋势—周期—随机模型、门限自回归模型和灰色系统模型,预测泉流量,并通过拟合及预测结果,对各种模型功效做出评估。