金佛山表层岩溶泉水化学动态变化浅析

为进一步研究中国亚热带地区表层岩溶水的动态变化规律,了解亚热带岩溶作用机制,通过分析重庆金佛山表层岩溶泉——碧潭泉和水房泉的全自动观测数据,得出以下结论：（1）长时间尺度监测表明,海拔不同的两个泉水之间水化学性质有较大差异。（2）短时间尺度加密观测表明,碧潭泉和水房泉的水化学性质昼夜变化一致,但有区别。（3）在降雨作用下,碧潭泉和水房泉的水化学动态变化一致。（4）两个泉水水位都比较稳定,可以在一定程度上保证附近居民的用水,尤其可用于山顶的旅游开发。研究结论有助于进一步认识表层岩溶水的变化规律,理解亚热带岩溶作用的机理,并且还可以参与到全国表层岩溶对比之中,完善表层岩溶动力系统的分类,指导人们对地表水资源的利用。     

广西弄拉岩溶植被的表层水文地球化学效应

岩溶区植被是岩溶生态系统的重要组成部分,具有旱生性、喜钙性、岩生性和对环境变化敏感的特点.为了更好的恢复植被,加速岩溶生态系统的重建,在广西弄拉岩溶动力系统监测站,通过收集并分析大气降雨、土壤水和表层岩溶泉水的物理化学特征,对典型表层岩溶泉--兰电堂泉集水区内的水源林的表层水文地球化学效应进行了研究.结果表明:植被能降低大气降雨的pH值,增加大气降雨中化学物质(HCO3、K 、Na 、Ca2 、Mg2 和游离CO2)的总含量,尤其是游离CO2的增加能增强岩溶动力系统中的溶蚀动力,有利于岩溶作用;植被能改变土壤的理化性质,减少土壤水的含量,增加土壤的自然含水量,影响土壤水的化学性质;植被不仅通过淋溶等方式增强岩溶动力因子(H2O和CO2)来影响表层岩溶泉水的物理化学性质,还通过自身的生理作用(蒸腾和呼吸)来影响表层岩溶泉水的物理化学性质.因此岩溶区植被不但具有与非岩溶区植被同样的功能,还具有其特有的生态效应.今后岩溶植被的恢复和重建应该从提高当地居民生活质量、可持续发展和岩溶景观等角度来考虑.     

环境对湘西洛塔表层岩溶泉水文地球化学特征的影响

对湘西洛塔不同生态环境类型灌木丛裸露区、旱地与灌木丛半覆盖区、旱地与草丛全覆盖区下表层岩溶泉进行了取样分析,其水文地球化学特征表明:生态恢复对表层岩溶泉水资源具有调蓄作用,使表层岩溶泉在丰水期减峰,枯水期延后;干河猪场、黄家湾、小路湾坡面径流泥沙平均含量分别为94.10 mg/L、389.30 mg/L、1 639.92mg/L,大小顺序为小路湾黄家湾干河猪场;表层岩溶泉水化学组分均以HCO-3、Ca2+为主,HCO-3、Ca2+含量的大小顺序均为黄家湾泉干河猪场泉小路湾泉;表层岩溶泉pH均大于7.00,呈弱碱性;游离CO2在干河猪场泉、黄家湾泉、小路湾泉中的浓度分别为4.06 mg/L、9.38 mg/L、2.78 mg/L,暂时硬度在干河猪场泉、黄家湾泉、小路湾泉中的浓度分别为124.31 mg/L、173.95 mg/L、88.19 mg/L,总酸度在干河猪场泉、黄家湾泉、小路湾泉中的浓度分别为4.62 mg/L、10.67 mg/L、3.16 mg/L。pH的大小顺序为小路湾泉干河猪场泉黄家湾泉;暂时硬度、游离CO2、总酸度的大小顺序均为黄家湾泉干河猪场泉小路湾泉,说明良好的植被覆盖具有更好的水文地球化学效应。     

氢氧同位素在岩溶水成因分析中的应用——以乌海市千里山岩溶泉域为例

本文以乌海市千里山岩溶泉域为例,利用雨水中氢氧同位素组成,用线性回归法求得了本地区大气降雨直线方程,并与全球雨水线对比,分析了本地区降雨与气候相关的一些特点;根据泉水的δD—δ18O关系与雨水进行对比,论述了泉水的补径排条件;利用雨水样品的取样高程与δ18O值的关系,求得了本地区18O的高度梯度,从而计算出了泉水的平均补给高程;利用泉水中放射性同位素氚含量(T)分析,估算了泉水的年龄。在用同位素方法的分析过程中,同时结合水动力条件进行了对比验证,证实了氢氧同位素方法分析岩溶水成因的适用性。     

昆明市黑龙潭岩溶泉对不同降雨过程的响应

在利用CTDP300多参数水质自动记录仪对黑龙潭弱承压岩溶泉物理化学参数连续监测基础上,重点探讨了黑龙潭泉在无雨、连续弱降雨和连续强降雨3种情境模式下的泉水物理化学参数变化特征。结果表明:(1)在无雨条件下,气温对黑龙潭水物理化学日动态有重要影响,电导率与pH值与气温显正相关。pH值的滞后与植被的光合作用、呼吸作用有关。(2)连续弱降雨下,物理化学动态变化幅度小,滞后降雨时间约半个月。电导率没有出现大幅降低是由于下渗降水在含水层中与碳酸盐岩有充分时间接触溶蚀造成的。(3)黑龙潭物理化学动态对强降雨十分敏感,滞后时间约为四五天。电导率先快速下降,后迅速回升,水温在整个过程中表现为缓慢下滑。pH没有大幅变化。     

贺兰山北段岩溶地下水特征

干旱气候条件下的贺兰山地区岩溶含水岩组主要为下奥陶统天景山组灰岩,岩溶水主要受近东西向推覆构造的控制;本区岩溶水主要补给来源为大气降雨直接渗入补给,径流方向由东向西,最终向山前平原第四系沉积盆地排泄;贺兰山北部地区岩溶水相对于鄂尔多斯盆地周边岩溶水而言,是一个较完整的独立的岩溶水系统。但根据其内部构造控制及水动力场、水化学场、同位素场的不同,划分了2个岩溶水子系统;初步查明了该区岩溶水赋存特征,断层破碎带及影响带为岩溶发育的主要部位和富水地段。     

重庆金佛山岩溶区表层岩溶生态系统CO2浓度分析

以重庆金佛山林地、裸地表层岩溶生态系统CO2浓度的实际观测资料为基础,探索表层岩溶系统CO2浓度变化规律.结果显示,这种变化与土壤温度有密切关系,林地与裸地各个层次土壤的CO2浓度与土温呈一致性变化,这构成了表层岩溶生态系统对外界条件的灵敏响应.研究进一步揭示了林地植被平抑这种动态效应,而裸地则响应于温度变化.     

西桌子山地区岩溶地下水储存与分布特征

干旱气候条件下的桌子山地区岩溶形态主要为裂隙及溶隙,岩溶含水岩组主要为中奥陶统马家沟组,岩溶水主要受近南北向推覆构造的控制,断层破碎带及影响带为富水地段。根据控水构造将研究区内岩溶水划分为岗德尔山、桌子山南段、桌子山北段及千里山四个子系统。根据水动力场、水化学及同位素场特征分析了各子系统补径排条件,其主要受降雨补给,其次为沟谷第四系潜流补给、东部白垩系地下水及上覆碎屑岩裂隙水的补给。岩溶水主径流方向由东向西,通过山前地带,最终排入黄河。通过对动态长观资料的分析确定了本区岩溶水动态类型。采用补给量法计算了岩溶水的天然资源量为0.23×108m3/a,可开采资源量为4.02×104m3/d,并论证了其保证程度。     

土壤CO2、土壤水的动态特征及其 对岩溶作用的驱动

为了研究不同土壤CO2浓度和不同土壤水化学条件下的岩溶作用发生程度,文章对广西桂林地区的土壤CO2浓度、土壤水和石灰岩试片溶蚀速率进行了监测,结果表明：1）该地区土壤CO2浓度具有明显的季节性变化特征,总体上夏季是其他季节的3~5倍,最大值时达到60 899.64 mg/m2,而最小值时仅为5 587.21 mg/m2;2）就相同深度的土壤CO2浓度来说,洼地大于坡地,夏季时洼地比坡地高近20 000 mg/m2,且深层土CO2浓度大于表层土,其平均值比表层土高4 353.54 mg/m2;3）坡地和洼地土壤水水化学指标平均值分别是：pH为7.49和6.41、电导率为300和78 μS/cm、Ca2+为60和15.43 mg/L、 为2.78和0.44 mg/L,坡地处的pH、电导率、Ca2+和 均高于洼地;4）从溶蚀试验说明该地区的岩溶作用发生程度非常明显,说明土壤CO2和土壤水能驱动岩溶作用的发生。     

三峡库区腹地降水pH值和电导率特征

通过三峡库区腹地城区(万州)和郊区(云阳县高阳镇)2014年12月~2015年11月降水样品的pH值和电导率数据,探讨了库区腹地两功能区降水酸度和电导率特征。结果表明:城区和郊区降水的年均pH都低于5.6,城区环境(5.44)比郊区(5.53)稍低,酸雨发生频率分别为37.50%和27.91%,而电导率则是城区环境比郊区稍高,分别为34.98μS·cm^(-1)和29.72μS·cm^(-1),说明三峡库区腹地受到了不同程度人为活动的影响,城区较郊区严重。季节变化上,城区和郊区pH值大小顺序分别为春>夏>秋>冬和春>秋>夏>冬,而电导率均为冬春季高于夏秋季,这样的季节变化由污染物的季节性排放和降雨强度共同决定。     

Karst subzone division in vertical cycle zone and its significance

Vertical cycle karst zone has been studied for more than 100 years, however karst subzones in the zone have never been divided and affected depth of CO2 from rainwater in the zone has never been studied. On the basis of field observation, survey and chemical analysis, the difference of karst processes indicated by CaCO3and pH values in fine and loose sedimentary strata as well as limestone strata, and the vertical cycle zone ascertained by predecessors can be divided into three subzones, that is, the upper first subzone, characterized by unsaturated water solution and strong dissolution processes, the middle second subzone, characterized by supersaturated water solution and precipitation, and the lower third subzone, characterized by unstable water solution and weak dissolution or weak precipitation. The three subzones can indicate the vertical co2 cycle. In fine and loose sediment strata, the bottom of the first subzone is the lower boundary strongly influenced by co2 from rainwater, soil and air; all co2 from rainwater, soil and air is almost exhausted in the second subzone. In the early developmental period of karst process in limestone strata, karst funnels and vertical caves do not form, vertical seeping of rainwater and soil water is very slow, and co2 from soil, rainwater and air almost can reach the third subzone, but in the middle and late developmental periods, karst funnels and vertical caves occur, co2 from soil, rainwater and air can reach deep seasonal change zone and horizontal cycle zone and quicken development of karst morphology. Deep karst morphology near groundwater level under vertical cycle zone develops better in the middle and late periods of karst process.     

垂直循环带内岩溶亚带的划分

1 Introduction On the basis of flowing direction and characteristics of karst processes, four basic vertical karst zones were divided long ago, namely, vertical cycle zone, seasonal alternative cycle zone, horizontal cycle zone and deep cycle zone (Yang e…     

塔克拉玛干地区气候变化对全球变暖的响应

从地面水汽压(大气含水量)、平均风速、湿润指数、相对湿度和气压的角度分析在全球变暖的情况下,塔克拉玛干地区气候的年和季节变化特征,结果表明:①年和四季平均风速呈阶梯式下降趋势,具有显著减小的线性趋势,并于1973年发生了由大到小的突变。②夏、秋、冬季和年地面水汽压(大气含水量)自20世纪80年代以来呈较大幅度波动式上升,具有显著的线性增加趋势。夏、秋季地面水汽压于1969年和1973年发生了由少到多的突变。秋、冬季大气含水量的显著增加并没有导致降水量的增加,降水量的变化不能充分反映大气含水量的变化。③夏季湿润指数有显著增加趋势,春季有微弱的上升趋势,而降水量夏季和年有显著增加趋势,春季有微弱的上升趋势,说明综合反映气候干湿变化的湿润指数变化与单用降水量表示的气候干湿变化不完全一致。④夏、秋季和年相对湿度呈波动式上升趋势,夏季和年相对湿度分别于1970年和1974年发生了由低到高的突变。⑤年和四季的平均气压40a来无变化。     

重庆焦石片区岩溶水动力水化学及其动态特征分析

在对焦石片区岩溶水系统的水动力特征分析的基础上对水化学类型进行了总结,并结合降雨资料与典型泉域流量或水位动态关系的研究,得出了岩溶水系统分为汇合流型和分散流型两种水动力;其主要的水化学类型为重碳酸盐型水;岩溶水的动态变化对降水反映极为灵敏,主要受降水量大小的控制。     

西安南郊不同人工植被下土壤CO2浓度研究

 利用红外CO2监测仪对西安南郊不同植被、不同深度条件下的土壤CO2浓度进行了多次昼夜观测。观测结果表明:从早8:00到次日早8:00,土壤CO2浓度具有从低到高再到低的昼夜变化规律,这种变化特点与昼夜温度变化基本一致,但两者在时间上并不完全同步；土壤CO2浓度从总体来看是白天和夜间很接近；松树林下的土壤CO2浓度大于草地土壤CO2浓度,草地土壤CO2浓度大于竹林下的土壤CO2浓度。     

基于CERES的宁夏空中云水资源特征及其增雨潜力研究

利用2009-2014年NASA地球观测系统(EOS)云与地球辐射能量系统(CERES)云资料和气象站降水资料,对宁夏北部引黄灌区、中部干旱带及南部山区3个具有不同地形、地貌、气候特征的地区云水资源及增雨潜力特征进行了对比研究。结果表明:宁夏地区大气可降水量在空间分布上呈现从东南向西北方向递减,从季节变化看表现出随夏秋春冬依次递减的特征。在东亚季风和贺兰山地形的共同影响下,全年总云量和低云量在南部山区最大,北部川区最小。云光学厚度与水云粒子半径及冰云等效直径呈显著的负相关关系,其中中部干旱带相关关系最强是开展人工增雨效果最显著的地区。随着全年四季天气气候变化,宁夏人工增雨主要潜力区会逐渐由春季的贺兰山沿山、中部干旱带地区,移动到夏季的银川以南同心以北和固原西南部地区,秋季缩减到海原、西吉一带。     

全球气候变暖情景下黑河山区流域水资源的变化

利用有关水文气象观测资料,对全球气候变暖情景下祁连山区黑河流域水资源的变化特征、成因及趋势进行了分析,并在此基础上提出了未来各种假定气候情景下黑河山区径流变化的计算模式。分析及计算结果表明:黑河山区水资源对全球气候变暖的响应十分明显,但受其特殊地理位置的影响,水资源的变化又有着显著的地域性特征。总体上,山区的气温和降水随全球增温均呈上升和增加的趋势,且气温上升的幅度大于全球平均水平,山区径流亦随降水量的增加而增加,但增幅随着气温升高而逐渐减小,除非遭遇到比较极端的气候情景,如气温升幅与降水减幅同时出现较大值的"暖-干"气候组合或气温降幅与降水增幅的同时出现较大值的"冷-湿"气候组合等。因此,可以预计,未来几十年里黑河山区水资源量虽随着降水、气温的变化而上下波动,但变化相对稳定,其幅度基本在目前出山径流量的±10%左右范围内。     

柴达木盆地气温、降水突变与周期特征分析

利用柴达木盆地6个站1954—2003年逐月气温、降水量资料,分析其近50年来气温、降水突变和周期特征。结果表明,盆地年气温与夏、秋、冬季气温增加趋势超过0.01显著性水平临界值,春季气温增加和年较差减小趋势达到0.05显著性水平。降水序列中,只有年降水与夏季降水增加达到0.10显著性水平。盆地各气温序列均有突变发生,年气温在20世纪80年代前期发生极显著暖突变,秋、冬季气温突变较春、夏季显著,冬季气温突变时间较其他季节偏早,在各气温序列中年较差突变时间最早。年降水在1976年发生突变,四季降水中只有春、夏季有突变。周期分析显示,盆地年气温变化的主周期按强弱依次为12 a、7 a和3 a,年降水主周期则依次为9 a和4 a。     

贵州省黔南地区可利用降水资源的气候变化特征分析

利用1962～2011年贵州省黔南地区12个气象站的月降水和月平均气温资料,采用高桥浩一郎经验公式计算月蒸发量,根据水量平衡关系,得出各月的可利用降水量,分析黔南地区可利用降水量的变化趋势和地域分布特点,结果表明:近50年黔南年可利用降水呈现减少的态势;夏季和冬季呈现增多的趋势,春秋季节呈现减少的趋势;可利用降水在5～7月丰富,其中6月最为丰富,占全年的24%;可利用降水地域分布表现为中部偏西偏东丰富,南北偏少。