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。     

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。     

鲁中南岩溶水资源综合类型及合理调蓄研究

鲁中南岩溶区是中国北方半干旱温带岩溶区中具有代表性的地区之一。该区岩水资源分布具有明显的不均匀性和大面积分散补给而局部富集等特征。岩溶形态以溶蚀裂隙洞穴为主，地下水类型多为裂隙溶洞型。在对该区岩溶水补给，富集，径流及排泄特征的研究基础上，初步将本区地表水和地下水资源划分为两大类型，即地下岩溶水径带变化带水资源类型和排泄带水资源及地下岩溶水资源类型。对该地区地表水和地下水的合理调蓄问题进行了系统的分析和总结，并提出了相关的对策。     

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。      

岩溶泉典型径流曲线的建立及应用

泉是岩溶地区普遍而最有意义的现象之一。它是研究水文地质条件的基本出发点,也是水资源评价的主要对象。笔者首先分析了影响岩溶泉径流特征的因素,认为降水和岩溶发育尤为重要。在降雨分配特征基本一致的滇东地区,岩溶发育程度的影响进而上升为岩溶泉径流分配的主导因素。岩溶类型有别,岩溶的发育殊异,则含水介质的调节能力有很大差別,因之,岩溶泉的径流特征亦表现出不同的类型。     

山东莱芜盆地东部水文地质条件及富水块段特征

基于在莱芜盆地开展的1∶5万水文地质调查工作,详细论述了盆地东部地区水文地质条件,将区内地下水类型划分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水、碎屑岩类孔隙裂隙水与岩浆岩变质岩类裂隙水四类,并总结了其含水岩组富水性;分析了区内地下水补给、径流、排泄特征与地下水动态变化特征;通过收集分析区内钻孔资料,总结了岩溶区岩溶发育特征,发现区内岩溶发育主要集中在200 m以浅,以溶蚀裂隙、蜂窝状溶孔为主;对清泥沟断裂、兴隆山-高峪铺断裂、铜冶店-孙祖断裂等主要控水断裂进行分析,提出东泉、清泥沟、丈八丘三个岩溶水富水块段,分析了各块段的富水机理,并提出各富水块段允许开采地下水量,为地下水合理开发利用提供一定参考资料。      

石期河流域岩溶水系统及其水资源构成分析

在深入研究石期河流域岩溶水系统含水介质结构特征、水资源形成的基础上,通过对流域岩溶水总排泄口流量动态长观资料系列的分析,选择2005年丰水期内最后一次洪峰(年内最大洪峰)后的流量衰减过程,根据该过程的数据资料建立本流域岩溶水总排泄口的流量衰减方程,并利用该流量衰减方程对流域岩溶水资源的构成进行定量分析研究。结果表明,石期河流域岩溶水系统在2005年最大洪峰状态下,可自然排泄的岩溶水资源总量为69 469.95×104 m3, 其中:流域坡面产流占3.64%,赋存于大型溶洞或管道中的溶洞-管道水占4.53%,赋存于小型管道或强岩溶化裂隙中的管道-裂隙水占74.10%,赋存于细小溶蚀裂隙中的溶隙水占17.73%。从衰减期的初始时刻起,它们各自可供消耗(可作为有效利用岩溶水资源)的时效分别为2日、8日、35日和126日以上。      

安龙—木咋岩溶地下水化学特征研究

安龙-木咱片区为贵州西南重要的经济发展中心,岩溶地下水是区内重要水资源。该区域储水构造岩溶水系统,为封闭系统,含水岩组为三叠系白云岩,含水介质为溶孔、溶隙,地下水分布较均匀。通过对该研究区域岩溶水背景条件、水化学特征,沉积环境、地球化学背景和水文地质条件进行分析,并对其地下水化学特征成因进行探讨。结果表明,岩溶含水介质组合类型以溶孔-溶隙、溶洞-裂隙为主,水化学类型主要为HCO3--Ca2+·Mg2+型。同时以岩溶地下水系统为研究单位,论证了黔西南高原台面的岩溶山区地下水化学具有"平面分块"和"垂向呈层特征"。     

溶蚀作用下古岩溶盆地系统中介质场演化模拟

为了研究古岩溶盆地在溶蚀作用下碳酸盐岩油气储层介质场的演化规律,基于地下水渗流理论和碳酸盐溶蚀动力理论,用数值模型模拟了均质盆地和非均质盆地2种岩溶盆地含水系统发育过程。岩溶盆地含水系统演化过程中总伴随着裂隙差异溶蚀,不管均质盆地还是非均质盆地,都越来越非均质化,强溶蚀带集中在潜水位及优势裂隙附近,在侵蚀基准面和构造裂隙及层理等大裂隙处会形成高孔隙率、渗透率的良好储层。受介质场非均质化反作用,岩溶高地区潜水位随系统演化不断下降,潜水面处的强烈溶蚀随水位不断下切而使高地区改造成竖直裂隙发育的厚储层;坡地区水平径流活跃,易于形成水平裂隙发育的储层;平原区水位相对稳定,溶蚀作用主要发生大裂隙和侵蚀基准面处,但在大裂隙网内经溶蚀可形成局部高孔隙率储层。对比两子模型发现,在岩溶盆地含水系统中,主导渗流场都要经历由局部流场向二级流场、二级流场向全局流场的转变,前者发生在坡地区内部,后者发生在坡地区与平原区之间;流畅的渗流场转换更有利于介质场发育,受大裂隙网导水作用,非均质盆地比均质盆地更快捷、更顺利地实现主导流场升级,溶蚀作用更强烈,3 ka后非均质盆地比均质盆地的孔隙率增幅大34%。     

华蓥山中段某岩溶水系统循环演化条件变化分析

针对华蓥山岩溶山区岩溶泉水枯竭,水质污染等问题,为查明其原因并做好防范措施。本文根据已有资料和实际调查研究,对比分析华蓥山中段某岩溶水系统天然条件和人工活动下循环演化条件的变化,主要表现在含水介质特征、岩溶水补给径流排泄特征、水化学特征和水资源量等方面的变化。分析引起岩溶水系统循环条件变化的影响因素并提出合理建议,研究结果对区域岩溶水资源的合理利用和水环境良性循环有较好指导作用。      

地下水的分类和基岩裂隙水的基本概念

论文深入地论述了“地下水类型”及“基岩裂隙水”这两个重要概念的认识过程。根据新近的地下水勘探资料,论文指出了目前通用的地下水介质分类存在的问题,提出了地下水介质分类的新方案和基岩裂隙水的新概念。     

山东张宝庄铁矿水文地质特征研究

张宝庄铁矿矿床位于当地侵蚀基准面以下,呈似层状,倾角多在45°以上,埋深20～888m。对矿区3个主要含水层及其之间的水力联系进行分析,这3个含水层分别为第四纪全新世冲洪积孔隙水含水层、基岩风化裂隙水含水层和泰山岩群变质岩构造裂隙水含水层,各含水层之间水力联系较弱。另外还研究了矿床充水因素、预测矿床正常涌水量和最大涌水量,在此基础上划分该矿区水文地质条件为中等类型。     

地下水位下降对采矿覆岩下沉影响探析

地下采煤会导致地表下沉盆地的形成。然而地下水尤其是承压水的流失即水位降低对地表下沉盆地的形成存在不可忽视的影响，而对两者之间的关系及其过程的力学机理是岩移领域亟待研究的课题之一。矿区地下水位降低的主要原因为承压水通过采动裂隙向下渗流、煤层开采前顶板岩溶含水岩层的疏干以及地面人为钻井取水。根据对一具体矿区地下水位下降对地表沉陷影响实测数据的分析得出，在以采煤为主导条件导致地表下沉的过程中，几乎全部的开采沉陷量中均包含有由于含水层释水而造成的沉陷量。通过对上覆岩层力学机理分析，指出水位降低对覆岩移动、地表下沉的影响是由于一定地质条件下可渗水性岩石的物理力学特性、渗水对其它岩石的软化、释水后原冲积层的压密固结以及水渗透过程中的水岩耦合作用等因素综合作用所致。同时，在以上理论的基础上还探讨性地建立了地下水位下降对地表下沉贡献模型，在此模型基础上可以建立2个或2个以上影响因素对地表下沉的贡献模型。最后以框图形式概括了地下水位下降及其对地表下沉影响的综合过程。     

地下水中氟含量与温度、pH值、(Na++K+)/Ca2+的关系——以河南省永城矿区为例

氟是人体必须的元素之一,人体氟的主要摄入来源是饮用水.永城矿区是饮用水型地氟病发病区.地下水中氟的含量与水温、pH值以及地下水的水化学成分有关.从定性和定量方面讨论了矿区地下水中氟从固相转入液相的过程,详细讨论了水温、pH值以及地下水的水化学成分对该过程的影响.     

汉石桥湿地引水工程的可行性及对地下水的影响研究

以汉石桥湿地引水工程为例,结合北京市人民政府关于实行最严格水资源管理制度的意见,从水资源承载能力出发,收集和调查项目区的水资源状况和供水现状,分析项目需水合理性,供水方案的可行性和可靠性,本地区水资源条件对项目用水的保障程度等,以及项目用水对区域水资源和其他用户的影响情况。     

时间序列模型和有限元模型在地下水资源评价和开发中的应用——以徐州市裂隙岩溶水为例

针对徐州市地下水长期无节制开采和管理不善而引起的多种环境地质问题,建立了与研究区裂隙岩溶含水层相适应的地下水流模型,并运用有限元方法进行求解。考虑到大气降水的多寡及其分配状况是影响地下水资源的最终决定因素,同时建立了研究区大气降水的时间序列模型,并应用于评价该区地下水资源,从而在宏观上为徐州市合理开采裂隙岩溶水资源提供科学依据。其结果对我国其它类似地区地下水资源的合理开采具有指导意义。     

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.     

Estimating groundwater recharge rates in the southeastern Holstein region, northern Germany

In the southeastern Holstein region, located to the east of the metropolitan zone of Hamburg, northern Germany, a groundwater investigation program was conducted from 1984 to 2000 by the State Agency for Nature and Environment (Landesamt für Natur und Umwelt, LANU) of Schleswig-Holstein, Germany, with the aim of providing long-term, ecologically acceptable groundwater management plans for the region. The focal point of the investigation comprised the determination of groundwater recharge rates. The investigation method was based on the transfer of available lysimeter results from other regions to comparable regions within the area studied. With the help of lysimeter equations, potential amounts of percolation water were calculated. The groundwater recharge rate was then determined after subtraction of the surface runoff which was calculated for the entire area. All computations were performed with a spreadsheet program. Groundwater recharge rates were calculated for two areas. One consisted of roughly determining groundwater recharge rates for the total region (1,392 km²) of southeastern Holstein. The overall goal of these investigations was to identify potential areas of water exploitation. Areas in which groundwater recharge rates are high and groundwater outflow is low are particularly suited to water exploitation, since inflow rates into deeper aquifers are high. These areas are located on the flanks of the Elbe and Stecknitz River valleys. Subsurface groundwater runoff to these lowlands would be reduced through groundwater withdrawal. However, the resulting decline in shallow groundwater tables would be so small that it would have no detrimental ecological effects. Groundwater recharge rates were also calculated for a 110-km² area in the outskirts of Hamburg (Grosshansdorf model area) which is intensively developed for water supply. These investigations showed that the amount of groundwater recharge is already being withdrawn to a large extent. Approximately 65% of the recharge rate is currently withdrawn by the waterworks in this area, thus making further increases in exploitation rates unjustifiable from an ecological point of view. Electronic Publication     

苏州-无锡-常州地区浅层地下水系统可采资源量评价

苏州-无锡-常州地区超量开采深层地下水已引起严重的地质灾害,因此对该地区浅层地下水资源进行科学评价,查明其可开采资源量十分重要.通过对苏州-无锡-常州地区浅层地下水水文地质条件和沉积特征的研究,将浅层地下水划分为4个子区,分析了各子区的特征及补给、径流、排泄条件,并运用GMS软件对全区浅层地下水进行了数值模拟,在给定的水位约束条件下,得出该区可持续开采水资源量为10.57×108 m3/a.     

从涨退水看鄱阳湖水位-湖面面积关系

鄱阳湖是我国最大的淡水湖,鄱阳湖水位-面积关系对研究鄱阳湖生态环境的变化具有重要意义。目前研究所建立的鄱阳湖水位-面积关系各异,存在一定的不确定性,其原因在于忽略了涨退水对鄱阳湖水位与面积的影响。在考虑鄱阳湖涨水与退水过程的基础上,利用鄱阳湖2000~2014年实测水位数据与对应的遥感影像数据,分析了鄱阳湖同一水位出现多个水面面积情况下湖泊不同面积的空间分布及其成因,并对鄱阳湖水面面积与水位关系的不确定性进行了分析。研究结果表明:(1)鄱阳湖水面面积与水位关系存在不确定性,主要受鄱阳湖涨水与退水过程中鄱阳湖水面比降不同的影响;(2)在同一水位条件下,涨水过程中鄱阳湖水面面积往往大于退水过程的水面面积,同时水面面积的增减变化与涨水退水的幅度变化趋势呈一致性;(3)涨水与退水过程对鄱阳湖水位与面积的影响主要表现在中低水位,随着水位增长到高水位时,这种影响会越来越小。