北方岩溶区地表水库—地下岩溶水库联合决策模型研究

建立了我国北方岩治区地表水库—地下岩溶水库联合决策模型。给出了一个实例,并采用有限单元法进行模拟、预报,对各种不同的建库方案进行了优选。结果表明,在我国北方岩治区,进行地表水库—地下岩溶水库联合决策,将可有效地截取地表洪水,增加地下水开采量,调节地表水与地下水资源,从而为解决我国北方岩治区水资源紧缺问题提供了一条有效途径。      

地表溶蚀盆地-地下岩溶联合成库条件分析——以弄岩水库为例

水资源已成为人类社会及经济发展的重要制约因素,国内外都在积极探索不同气候、不同地质条件下水资源的合理开发利用。受地下岩溶发育及气候影响,岩溶地区的地表及地下水资源在时间、空间上分布极不均匀,旱涝并存,通常以单一拦蓄地表水或直接抽取地下水来应对,存在较大局限性。文章在总结分析前人的研究成果上,结合弄岩水库,利用水文系列资料进行相关分析,找出地表水与地下水之间的变量关系及相应可开采水资源量;查明地下岩溶蓄水条件,在岩溶通道设置地下拦蓄工程,实现地表水与地下水联合开发,并利用地表及与地下岩溶水库的调蓄功能均衡供水,有效解决旱涝问题,水资源得以最大化合理利用。      

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。     

广西岩溶地区水资源可持续开发利用研究

由于经济的发展, 人口的增加, 我国21世纪将面临水危机。广西岩溶地区水资源的紧张状况已成为农村脱贫致富、发展经济的颈瓶; 本项研究指出: 加大地下水资源开发力度, 地表地下水联合调蓄, 开发地下调节水库, 建造水源林区等若干对策措施, 可供有关部门在可持续发展战略决策时参考。     

万家寨水库右岸岩溶渗漏试验研究

水库岩溶渗漏是水资源持续利用与安全运行的不利因素。由于岩溶发育的空间不均匀性,渗漏调查难度大。通过微量元素多元示踪试验、地下水环境同位素及水化学分析和数值模拟相结合,对万家寨水利枢纽右岸岩溶渗漏进行综合研究,查明渗漏途径和渗漏强度,为水库渗漏治理提供依据,探索北方水库岩溶渗漏调查的有效途径。     

岩溶地区地表地下水库联合优化调度模型：以贵州普定后寨地下河流？…

岩溶地区由于其独特的地表地下结构,地表水资源较为缺乏,如何充分合理地利用岩溶地区宝贵的水资源,对当地的经济发展有着重要的影响,本文以贵州普定后寨地下河流域为例,根据地表,地下水库的不同储水特性,建立了地表地下水库联合优化调度模型,采用本模型调度,可增加保灌面积１７９．２ｈａ,减少弃水１２９×１０＾４ｍ＾３。充分提高了岩溶地区水资源的利用效率。     

四川北川开茂水库岩溶发育规律及特征探讨

研究区岩溶形态有地表岩溶及地下岩溶,即为岩溶洼地、落水洞及地下岩溶体系.影响岩溶发育的因素有地层岩性、构造、地貌以及水交替条件;岩溶发育具有成层性;库尾的F1、F2断层破碎带附近、坝首及右库岸的三级阶地出露带岩溶较发育.     

中国南方岩溶区的旱涝灾害及治理途径

中国南方岩溶区地处湿润热带、亚热带,水资源充沛,是我国南方水稻区的重要组成部分。一般就地开发20％左右的天然水资源即可满足水稻灌溉的需求。但由于①季风固有的年际和季节降雨分布不均和②裸露型岩溶特有的河川径流的剧烈水文变化,旱季河川径流（含地下径流）多数只能满足25％～30％灌溉用水的需求。 由于缺少调蓄雨季水资源用于旱季灌溉的手段,迄今本区水稻灌溉主要利用未经调蓄的旱季天然径流。这是因为在非岩溶区行之有效的利用地表水库调蓄雨季径流的办法因不利的地质条件在岩溶地区收效甚微,以致天然径流未获有效的调控,终于导致旱涝灾害频繁。 探寻和开发有效的地下调蓄技术,从而建立起适合岩溶地区双层水文网特点的水利建设模式,是当前摆在我国岩溶工作者面前的一项迫切任务。本文根据南方岩溶地貌景观特征进行了农业环境分区,并对现有岩溶水人工调蓄技术及其在三个地貌景观大区中的适用性做了评述。     

岩溶地区地表地下水库联合优化调度模型

岩溶地区由于其独特的地表地下结构,地表水资源较为缺乏。如何充分合理地利用岩溶地区宝贵的水资源,对当地的经济发展有着重要的影响。本文以贵州普定后寨地下河流域为例,根据地表、地下水库的不同储水特性,建立了地表地下水库联合优化调度模型。采用本模型调度,可增加保灌面积179.2ha,减少弃水129×10     

我国南方表层岩溶带及其对岩溶水的调蓄功能

表层岩溶带是地表强烈岩溶化过程的产物,为表层碳酸盐岩各种岩溶个体形态和微形态组合构成的不规则带状的岩溶带,在我国南方岩溶区广泛分布。表层岩溶带对岩溶水的调蓄表现在两个方面: 一是增加入渗补给量;二是延缓降雨后雨水在岩溶水系统停留的时间,并形成了表层岩溶泉。表层岩溶带对岩溶水的调蓄功能大小主要与表层岩溶带的结构、岩层产状、地表覆盖情况和降雨性质有关。石漠化环境与森林环境的表层岩溶带对岩溶水的调蓄功能差异很大。石漠化地区,表层岩溶带泉的出流时间短,动态非常不稳定;表层岩溶带对岩溶管道泉调蓄能力弱,泉水动态与降雨动态一致。森林环境表层岩溶泉则多为常流泉,水文动态比较稳定。表层岩溶带形成的表层岩溶泉为开采深部岩溶水困难的峰丛山区的居民饮水提供了重要的水源,但只有恢复了岩溶石山区森林生态,才能实现表层岩溶泉应有的供水功能。      

水化学特征揭示的济北地热水与济南泉水关系

以济南北部地热田地热水及济南泉域岩溶地下水、泉水为研究对象,通过分析常规离子、微量元素及同位素,探讨了地热水的成因机理、补径排及地热水与上游泉域岩溶地下水、泉水的水力联系。研究认为,研究区地热水与岩溶地下水、泉水为同源补给,地热水属海相含盐沉积岩溶滤水。通过对氢氧稳定同位素和氚同位素法测年结果的分析,初步判定现代大气降水为地热水的主要补给来源。14C法测年结果分析表明,地热水接受更新世古降水补给,地热水为古降水和现代大气降水的混合水。      

塔里木盆地新垦地区奥陶系层间岩溶储层形成机制与控制因素

塔里木盆地新垦地区奥陶系层间岩溶地区缝洞发育,是塔北油气勘探的有利地区。通过储层发育特征分析,发现该区储层主要以裂缝-孔洞及溶洞型储层发育为主,纵向上主要发育在一间房组顶面以下100 m范围内;根据沉积环境、古地貌恢复、岩溶作用条件分析,认为台地相沉积的较纯灰岩是岩溶的基础,多期岩溶作用是优质缝洞储层发育的主要因素,其中一间房暴露期岩溶形成了早期的孔隙,而在这基础上,良里塔格暴露期地下水顺层区域径流岩溶,形成了一间房组、鹰山组大型缝洞空间,该期岩溶是层间岩溶区优质储层形成的最主要时期。在岩溶过程中,断裂或深切河谷控制了地下水径流、排泄方向,即控制了岩溶缝洞储层的分布。根据以上结果,建立了新垦地区层间顺层岩溶模式,以此指导该区奥陶系油气勘探。      

济南市玉符河岩溶含水层多水源回灌补源水量优化方案

随着济南市城区不断南扩,岩溶地下水补给受到严重影响。将地表水转化成地下水是解决济南市保泉和供水安全这一矛盾的现实途径,玉符河流域在其中发挥着关键作用。在玉符河已建成3个地下水回灌工程的基础上,确定合理的玉符河回灌放水流量和放水时间,使地表水能够有效地回灌到岩溶含水层中,减少第四系孔隙水无效补给以及地表水出境排泄显得尤为重要。本文选取济南泉域西部玉符河上游寨而头至南北大桥河段为研究区,结合水文地质条件和地层、岩性等资料,将研究区划分为4个子河段。利用Hydrus-2D对各个子河段的垂直以及侧向渗流进行数值模拟,模拟验证显示拟合效果良好后,继续对地下水位埋深最大、最小以及水位埋深处于两者之间三种情景进行模拟,得出回灌补源水量优化方案:当以约28万m3d-1的小流量放水时,地下水位埋深较大的情况下,持续放水19.5 d;在地下水位埋深较小的情况下,持续放水10.5 d;在地下水位埋深位于最大和最小之间时,持续放水12.7 d。      

基于数值模拟的汾河二库对晋祠泉岩溶水系统渗漏补给作用研究

汾河二库的下闸蓄水，改变了晋祠泉域汾河地表水对岩溶水的渗漏补给条件，对区域岩溶水流场变化有着长远的影响。本研究通过系统梳理库区水文地质条件，勾画地表水渗漏补给岩溶水范围，考虑地层岩性、蓄水高度等因素，确定二库不同蓄水水位下晋祠泉域获渗漏量占比；构建晋祠泉三维岩溶地下水流模型，研究二库渗漏对泉域岩溶地下水补给作用，并预测不同蓄水情景下晋祠泉口水位变化趋势。结果表明:晋祠泉域获渗漏量占比随二库蓄水位非线性变化，最低为92.8%，在二库蓄水位达902 m后稳定在93.7%，而渗漏量与二库蓄水高度呈正相关；泉域岩溶水径流区受渗漏补给作用最显著，其次为排泄区、北部补给区；渗漏补给作用下，地下水位回升值受二库水位和补水距离影响；维持设计水位（905.7 m）和2017年水位（895.9~902.4 m）时，预计晋祠泉口水位分别在2021年7月和2023年1月达到泉口高程。      

济南市玉符河多水源回灌岩溶水水质风险评价

济南以泉城而闻名,保泉和供水安全问题是其面临的巨大挑战,利用多水源进行岩溶水回灌是解决问题的有效措施之一,但是补给水源水质相对岩溶水而言较差,回灌到地下可能存在一定健康和环境风险,需要对回灌系统的水质进行风险评价。本文对比地下水质量标准和地下水水质背景值,重点选择地表源水超标和劣于背景值的风险源监测指标,借鉴澳大利亚含水层补给管理指南,对玉符河多水源回灌岩溶含水层工程运行期的水质风险进行评价。2015年对黄河水、卧虎山水库两种水源多次回灌期间的源水、孔隙水和岩溶水的22项指标进行水质监测和指标分析,风险残余评价结果表明黄河水回灌补源期间,平均浊度的标准指数源水是1.4,孔隙水1.7,岩溶水0.93,硫酸盐平均含量的标准指数源水是0.93,孔隙水0.9,岩溶水0.73,氯离子虽没有超过地下水III类标准,但是在源水中含量是地下水含量的2倍多;卧虎山水库水回灌补源期间,平均浊度的标准指数源水是2.4,孔隙水1.1,岩溶水0.43,硫酸盐平均含量的标准指数在源水0.75,孔隙水0.84,岩溶水0.66,氨氮的平均含量的标准指数源水1.14,孔隙水1.47,岩溶水1.35。因此,浊度、硫酸盐和溶质在裂隙岩溶含水层迁移较快为两种水源玉符河回灌补源工程的共同高风险项和关键控制点。此外,黄河水补源还需注意盐度,卧虎山水库水补源还需控制营养物的污染风险。基于以上评价,还提出了限制回灌量占区域岩溶水资源量比例等建议。      

陇东盆地西部岩溶地下水形成机制研究

陇东盆地西部处于鄂尔多斯盆地西缘逆冲推覆构造带，新元古-下古生界碳酸盐岩裸露或浅埋，构成-南北向展布的岩溶水富集带。通过运用构造控水分析、水化学同位素等方法，对岩溶裂隙水系统进行了深入的分析与讨论。指出本区岩溶水的空间分布明显受南北向逆冲推覆构造控制，储水空间以岩溶裂隙为主，构造条件是岩溶发育和岩溶水富集的主要制约因素。岩溶水化学特征具有明显的南北差异，在补给条件优越的中南部平凉-华亭地区，水化学主要由含水层岩性及其赋存条件决定。岩溶地下水以大气降水来源为主，对于埋藏型岩溶水表现为多源水混合而成。根据岩溶水的空间分布与水动力场特征及其补径排条件，全区可划分为平凉、华亭和环西3个相对独立的岩溶水系统．并以此可作为水资源评价的基础。这些认识对于深入了解西北干旱-半干旱地区岩溶水赋存及富集规律、形成与演化机理和在该区开发利用岩溶地下水资源具有重要的科学意义。     

大藤峡水库岩溶塌陷预防的安全调度研究

水库运行容易在库区诱发滑坡、岩溶塌陷等地质灾害。通过水库运行的安全调度,可有效减少库区地质灾害的发生。本文以在建的大藤峡水库武宣防护区为例,分析计算了岩溶塌陷预防的安全调度水位、排蓄水速度;并根据现场调查,查明了研究区岩溶塌陷发育的地质背景和发育现状,建立了岩溶塌陷发育机理模式。为了分析水库运行改变地下水动力条件对岩溶塌陷发育的影响,运用Modflow软件,建立研究区数值模拟模型,通过数值模拟运算,预测了大藤峡水库不同蓄水水位引起的地下水位变化,以及不同排蓄水速度引起的地下水流速变化;探讨了包气带、潜水层和承压水层区域岩溶塌陷发育的可能性。结果表明:研究区岩溶塌陷预防的水库安全水位高程为51～62 m,蓄水水位安全上升速度为0～1.0 m·d-1和排水水位安全下降速度为0~3.0 m·d-1。      

关于南洞地下河系统南边界问题的讨论

岩溶水系统的划分研究是水均衡分析、水资源评价的基础。南洞地下河是中国南方4个超大型地下河系统之一,其水文地质条件复杂,开发潜力巨大。由于南洞地下河系统蒙自盆地内有第三系阻水深槽存在,使得该区地下水位高于南北两侧,部分研究认为该阻水带是南洞地下河系统的南边界。本次通过进一步收集盆地内部和外围水文地质钻孔及地热钻孔资料、野外调查、洞穴探测及示踪试验,认为盆地内阻水深槽并不阻挡深部地下水,南洞地下河系统南边界应南移至南部地表分水岭一带。蒙自盆地及南部地下水流向应整体由南向北。