水-岩-气相互作用引起的水化学动态变化研究--以桂林岩溶试验场为例

利用多参数自动记录仪对桂林岩溶试验场的降水量、水位、水温、pH值和电导率进行了监测,数据采集间隔根据参数变化的程度由2min到1h不等。结果发现,岩溶裂隙水在洪水期间pH值呈降低趋势,而电导率呈升高的不寻常变化。与此相反,对于岩溶管道水,同样是在洪水期间,它的pH值是升高的,而电导率呈正常的降低。考虑到Ca2 和HCO-3分别为地下水中主要的阴阳离子(>90%),及它们与电导率的线性关系,计算得到了洪水期间方解石的饱和指数(SIc)和水的CO2分压(Pco2)的变化情况。发现洪水时裂隙水的Pco2高于正常情况的Pco2,而它的SIc值比正常情况低。与此相对,对于管道水,尽管同一洪水期间其SIc降低,但Pco2也降低。从这些结果,可以推断,至少有两个关键的过程控制着洪水期间的水化学变化。一个是雨水的稀释作用,另一个是水-岩-气的相互作用。然而,对于裂隙水来说,后者的作用可能更重要,即在洪水期间,高浓度的土壤CO2溶解于水中,则更具侵蚀性的水能溶解更多的石灰岩,从而增强水的电导率。而对于管道水,雨水的稀释作用更重要,因为研究区较高的pH和低电导率的雨水能更快地通过管道流出,所以,要了解岩溶系统水化学的变化,仅考虑水-岩相互作用是不够的,我们还必须重视CO2气体对岩溶系统中水化学变化的影响。总之,水-岩-气相互作     

桂林会仙岩溶湿地水化学昼夜动态变化 及其影响因素

岩溶区地表河流与岩溶湖水化学的动态变化及水生植物固碳作用的研究,有助于加深对岩溶作用的生物地球化学过程特性,即短时间尺度属性的认识。本文利用自动化高精度在线监测和高密度取样,探讨岩溶湖(地下河水补给)水化学的昼夜动态变化及不同水生植物的影响。受气温和水生植物光合作用的影响,白天水温、pH、溶解氧、无机碳同位素值呈同步上升,而Ca2+、HCO-3含量、电导率下降。沉水植物群落分布区水化学等指标昼夜变幅大于挺水植物群落分布区,水温、pH、Ca2+、HCO-3、溶解氧、无机碳同位素值在挺水植物区的昼夜变化幅度分别为442 °C、065、18 mg/L、08 mmol/L、1402 mg/L、-2.27‰(δ13CV-PDB),在沉水植物区则分别上升到632 °C、143、24 mg/L、15 mmol/L、2386 mg/L、-5.03‰(δ13CV-PDB),说明沉水植物区的钙沉降与固碳效率更高。结果可为深入认识岩溶湿地水生生态系统,估算岩溶区水生植物固碳潜力奠定科学基础。     

锦屏水电工程区岩溶水化学研究

本文根据水化学成分、水化学动态及溶蚀化学性质的分析，论述了锦屏水电工程区天然水化学性质形成机制，岩溶发育强度，岩溶水系统及亚系统之间的关系，各自的补、径、排特征以及勘探平洞地下水的补给来源。     

旅游活动输入岩溶地下河系统的水化学指纹记录

地下河系统是岩溶地质景观的重要组成部分,利用特殊岩溶地形地貌建立的国家重大科技基础设施成为科研和旅游的胜地。为了解旅游活动对岩溶地下河系统水化学的影响,文章分析了大小井地下河系统入口和出口在不同旅游时段的水化学特征。结果表明：受旅游人数影响,污水水化学变化较大;大小井水化学类型为Ca-HCO3型,水岩相互作用产生的Ca2+、Mg2+和${\rm{HCO}}_3^{-}$从入口到出口逐渐增加,而人类活动输入的K+、Na+、Cl−、${\rm{NO}}_3^{-}$和${\rm{SO}}_4^{2-}$则表现出差异性特征。小井地下河系统因受沿途城镇生活排放污水和农业活动影响,水化学波动较大,出口K+、Na+、Cl−和${\rm{NO}}_3^{-}$升高;大井地下河虽受旅游活动输入影响,但K+、Na+、Cl−、${\rm{NO}}_3^{-}$和${\rm{SO}}_4^{2-}$随着地下径流长度增加而降低。HFE−D和Gibbs模型以及离子比例系数分析显示,地下河系统受到了城镇生活排放、旅游和农业等人类活动输入的影响,这一现象应引起足够的重视。     

贵阳市三桥地区岩溶地下水水化学特征及其演化规律

贵阳市三桥地区岩溶地下水是贵阳市重要的生活及工农业用水水源,而贵州省岩溶系统发育异常复杂,对于岩溶水水化学及其演化特征尤其是水-岩相互作用方面的研究尚未见报道,为了保障该地区供水水质安全,以贵阳市三桥地区岩溶地下水为研究对象,通过系统的样品采集与氢氧同位素分析和水文地球化学模拟,针对岩溶地下水水化学组分的空间分布、演化特征及水-岩作用过程进行了系统的研究.研究表明:岩溶地下水水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型、HCO₃·SO₄-Ca型、HCO₃-Ca型和HCO₃-Ca·Mg型;研究区岩溶水主要来源于大气降水补给;研究区水化学特征主要受方解石、白云石、岩盐和石膏的溶解作用以及阳离子交替吸附作用控制.      

山东省肥城断块岩溶水系统地下水水化学特征及演化分析

地下水是肥城地区最主要的供水水源,近年来受到工农业生产、煤矿开采、闭坑、矿井排水等人类活动影响,肥城地区地下水动力场及化学场都发生了变化,为查明地下水的环境质量状况,文章在研究水文地质调查和样品采集分析基础上,综合运用数理统计方法、水化学方法（Piper三线图、Gibbs模型、矿物饱和指数、离子比例分析）等,探讨肥城断块地下水水化学特征及演化规律。结果表明：（1）研究区地下水均呈弱碱性,$ {\mathrm{C}\mathrm{a}}^{2+} $、$ {\mathrm{M}\mathrm{g}}^{2+} $、$ {{\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}}^{-} $和$ {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}^{2-} $为主要离子,主要来源于方解石、白云石及石膏溶解;矿物饱和指数表明方解石和白云石绝大多数处于饱和状态,石膏和岩盐矿物呈溶解未饱和状态。（2）区内岩溶水化学类型主要为$ {\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}-\mathrm{C}\mathrm{a}\left(\mathrm{M}\mathrm{g}\right) $型,其次为$ {\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}·{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}-\mathrm{C}\mathrm{a} $型和$ {\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}·\mathrm{C}\mathrm{l}-\mathrm{C}\mathrm{a} $型。孔隙水主要为$ {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}·{\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}-\mathrm{C}\mathrm{a} $型、局部出现$ {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}{·\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}-\mathrm{C}\mathrm{a} $型。河流水化学类型相对复杂,包括$ {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}·{\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}-\mathrm{C}\mathrm{a}·\mathrm{N}\mathrm{a} $型、$ \mathrm{C}\mathrm{l}·{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}-\mathrm{C}\mathrm{a}·\mathrm{N}\mathrm{a} $型等。（3）区内地下水中$ {\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-} $、$ {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}^{2-} $和$ {\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}^{-} $含量相比1999年、2013年显著升高。裂隙水及岩溶水水质整体较好,局部呈点状变差,孔隙水及河水水质普遍较差,影响区域地下水水质的主要因素有化肥施用、禽畜养殖、生活污水下渗以及煤矿排水等。     

济南泉域排泄区岩溶地下水水化学特征

文章通过分析研究济南泉域排泄区地下水水化学成分特征及形成过程,结合岩溶地下水的补径排条件,揭示了不同位置、不同深度循环的水质存在差异的原因。为保护泉水、优化泉域内地下水的开采方案提供了依据。     

岩溶土壤中CO2浓度、水化学观测及其与岩溶作用关系

本研究选择了具有我国南方岩溶石山地区特点的桂林丫吉村试验场为研究场区,对其岩溶土壤的ＣＯ２浓度变化、岩溶泉水和土壤水水化学指标、石灰岩的溶蚀作用进行了定位长期观测。观测结果显示:（１）土壤ＣＯ２浓度的季节变化在泉水和土壤水水化学上均能反映出来;（２）两个土壤剖面的石灰岩溶蚀试验结果均表明,溶蚀强度随不同土壤深度的ＣＯ２浓度的变化基本是一致的,但土壤水分的差异会造成溶蚀强度的正叠加;（３）两个土壤剖面由于所处小环境、土壤结构和与下垫面灰岩关系不同,使得其中ＣＯ２浓度历月变化特征有一定差异。      

易罗池岩溶水系统水化学及径流过程

应用水化学常、微量元素、同位素分析,结合区域水均衡分析等综合手段,对云南省保山市隆阳区易罗池岩溶水系统的形成机理、径流特征进行了研究。水化学分析结果显示,易罗池泉水和沙河地表水相关性较好;水均衡分析显示,易罗池岩溶水系统中每年通过岩箐组（O1y）灰岩接受大气降水的最大补给量约为100×104m3,占易罗池岩溶大泉出口总水量1 387×104m3/a中的很小比重。本文得出易罗池泉水为沿大宝盖向斜灰岩夹层发育的岩溶管道裂隙水,与上层非可溶岩基岩裂隙水无水力联系;岩溶泉水主要在大宝盖向斜O1y地层灰岩夹层发育,于易罗池排泄,主要补给源为大宝盖向斜北西翼沙河上游朝阳寨一带的地表水。      

岩溶裂隙水动态系统的门限自回归模型分析

以淄河北部岩溶裂隙水系统为例,运用门限自回归模型分析方法,在模拟分析岩溶裂隙水动态系统特征的基础上,探讨北方岩溶区不同类型含水岩溶裂隙介质系统的岩溶发育规律和含水特征。      

岩溶动力系统中的生物作用机理初探

岩溶动力系统是地球表层系统的重要组成部分。生物是地球表层系统中最活跃的地质营力之一 ,它在岩溶动力系统中扮演着重要的角色。地质历史时期 ,生物圈大气圈界面上 ,生物通过植物的光合同化、动植物分泌 ,使大气圈中的CO2 不断转移到碳酸盐岩中 ,形成岩溶发育的物质基础 ,并成为全球最大的碳库 ;生物圈水圈界面上 ,生物形成的生物 (微 )环境改变了水循环的强度和方向 ,并影响岩溶发育 ;生物圈岩石圈界面上 ,生物通过生物物理、生物化学过程 ,殖居碳酸盐岩之上 ,并以之为生存依托 ,生物的新陈代谢过程使碳酸盐岩岩石圈活化 ,使其积极参与全球碳循环。     

北方岩溶地下水系统的调蓄功能分析

提出了岩溶地下水系统\     

陇东盆地地下水水化学特征分析

根据陇东盆地地质构造特征选取2条水化学剖面,对比地下水与地表水水化学资料,分析水化学特征和空间分布规律及水化学形成的主要作用和影响因素;进而揭示了盆地地下水循环特征。泾河河水与地下水联系密切,马莲河是区内地下水的排泄通道。盆地内地下水径流以顺层为主,从东西两翼汇集到天环向斜轴部向上排泄。     

万华岩表层岩溶带岩溶动力系统的特点研究

万华岩地区碳酸盐岩中普遍发育的非碳酸盐岩夹层,以及“土层+裂隙层”表层岩溶带双层结构对岩溶动力系统和水循环具有显著影响:非碳酸盐岩地段的地下水因其矿化度较低,CO2 含量较高,而具有较强的侵蚀、溶蚀能力,导致岩溶动力系统的物质和能量传输非常活跃,一个岩溶泉年溶蚀量(以CaCO3计)达2795.4kg;由于非碳酸盐岩夹层的普遍存在,不仅阻碍地下水向深循环,而且还有利于土壤、植被的发育。土壤、植被与地表岩溶裂隙网络对区内岩溶地下水还具有较好的调蓄作用,以致使区内有众多的小泉点在地表出露。      

岩溶动力系统对典型石灰岩土肥力特征的影响

碳酸盐岩(CaCO3)-CO2(气)-水(H2O)三相组成的岩溶动力系统,通过驱动环境元素的迁移,可影响土壤的基本性质及营养元素的形态和转化.一方面土壤盐基离子(Ca、Mg、K、Na)的大量淋失,另一方面岩溶作用产生的富钙环境使土壤体系中盐基获得补充,形成偏碱的土壤环境,并因此使石灰岩土的阳离子交换量和有机质含量较高,但也降低了土壤铁、锰、磷、锌等元素的有效性,最终对土壤肥力特征及演变产生深远的影响.     

岩溶动力系统的演化及其资源环境效应

首先从岩溶动力系统的结构、功能出发,分析碳酸盐岩中裂隙含水介质岩溶化正反馈过程的自组织机制;继而以鄂西清江流域龙洞岩溶动力系统为例,在详细介绍其形成条件和发育特征的基础上,剖析其自然发展的演化过程,阐述演化结果的重要产物— — 特定的岩溶资源环境效应;最后以保护资源和环境、统筹规划资源开发利用、实现社会经济可持续发展为目标,提出建立人工— 自然复合型岩溶动力系统良性发展的综合调控思路。      

鄂尔多斯盆地南部中生界成藏动力学系统分析

鄂尔多斯盆地南部中生界油气运移的主要动力上部和下部分别以静水压力和差异压实所产生的流体压力为主,据动力学特征、油源发育状况、封闭条件等因素,可将成藏动力学系统划分为四类:(1)它源超压成藏动力学系统;(2)自源超压成藏动力学系统;(3)自源常压成藏动力学系统;(4)它源常压成藏动力学系统.并指出镇原-泾川地区应加强自源超压和自源常压成藏动力学系统的油气勘探,而宜君-旬邑地区则以它源超压、自源超压成藏动力学系统为主要勘探对象.     

枣庄市中区岩溶塌陷特征与成因分析

在已有研究成果的基础上并通过现场调研,系统总结出了枣庄市中区岩溶塌陷特征,即岩溶塌陷的形成与分布在空间上具有方向性,在时间上具有阶段性与集中爆发期。岩溶洞隙发育情况、覆盖层条件和水文动态资料综合分析结果表明,枣庄十里泉地区岩溶塌陷的形成原因主要是真空吸蚀作用。