昆明市岩溶塌陷发育特征和防治措施

昆明市是岩溶塌陷危害较重的城市之一.岩溶塌陷主要集中分布在翠湖一圆通山、金马寺等8个地段,已形成塌陷坑405个,发生时间主要在6-9月,该时段形成的塌陷占全年发生数的73%.岩溶塌陷多发育于地下岩溶发育、松散盖层厚度小于15m、地下水位埋深小于20m的地段.碳酸盐岩岩溶发育、松散盖层厚度较小和水动力条件(降水、地表水和地下水)是昆明市岩溶塌陷产生的必要条件,其中地下水的作用对岩溶塌陷的形成至关重要.昆明市岩溶塌陷机理主要有地下水位升降致塌、地表水下渗致塌和动荷载致塌3种类型.防治方法主要包括避让、合理开采地下水的预防措施和防渗封闭、结构物跨越及地下加固处理的工程措施.     

兰村泉域岩溶水位动态遗传回归模型与岩溶地下水保护

近年来对兰村泉域岩溶地下水的大规模开采导致了兰村泉断流、泉域地下水位大幅下降等一系列问题。本次研究在分析兰村泉域1960年到2003年间岩溶地下水动态特征的基础上,建立该区地下水位动态遗传回归模型,定量分析了各种影响因素对系统岩溶地下水位动态的作用强度。最后,提出了包括削减人工开采、增加入渗补给等保护兰村泉域岩溶水的对策和方案。     

环境同位素在北京平谷盆地山前侧向补给研究中的应用

利用地下水水化学和同位素测试分析成果,结合区域地质、水文地质条件研究了平谷北山山区侧向补给情况和中桥水源地地区第四系松散孔隙水和下伏岩溶水关系。结果表明：研究区第四系松散孔隙水和基岩岩溶地下水均来源于大气降水,地下水化学类型均为HCO-3-Ca2+?Mg2+ 型;平谷北山山前基岩岩溶水侧向补给平原区第四系松散孔隙水和下伏岩溶地下水;通过D值估算得到中桥水源地第四系浅层地下水的山区岩溶水侧向补给和垂向降水入渗补给比例为57：43;中桥水源地基岩岩溶水接受山区岩溶水侧向补给和第四系孔隙水垂向越流补给比例为87：13。研究成果为平谷地区地下水资源量评价和地下水动力场数值模型的建设提供了关键参数,为区域地下水的合理开采和有序回补涵养提供了科学依据。     

环境同位素在北京平谷盆地山前侧向补给研究中的应用

利用地下水水化学和同位素测试分析成果,结合区域地质、水文地质条件研究了平谷北山山区侧向补给情况和中桥水源地地区第四系松散孔隙水和下伏岩溶水关系。结果表明：研究区第四系松散孔隙水和基岩岩溶地下水均来源于大气降水,地下水化学类型均为HCO₃^-—Ca²⁺·Mg²⁺型;平谷北山山前基岩岩溶水侧向补给平原区第四系松散孔隙水和下伏岩溶地下水;通过D值估算得到中桥水源地第四系浅层地下水的山区岩溶水侧向补给和垂向降水入渗补给比例为57∶43;中桥水源地基岩岩溶水接受山区岩溶水侧向补给和第四系孔隙水垂向越流补给比例为87∶13。研究成果为平谷地区地下水资源量评价和地下水动力场数值模型的建设提供了关键参数,为区域地下水的合理开采和有序回补涵养提供了科学依据。     

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。     

泰安旧县水源地地下水位动态特征及可开采量研究

泰安市城区水资源供需矛盾突出,地下水资源开采引发了岩溶塌陷等地质环境问题,亟需查明岩溶塌陷生态水位约束下水源地的允许开采量,确定水源地最优取水方案。以旧县水源地1980—2021年的地下水位、年降水量、地下水开采量、岩溶塌陷等数据为基础,探讨人类活动对水源地地下水位的演变的影响因素,分析发生岩溶塌陷的地下水临界水位。基于Modflow-GWM软件构建泰安城区−旧县岩溶水系统流动与管理耦合模拟模型,探讨防止岩溶塌陷发生的地下水允许开采的资源量。结果表明：（1）孔隙水水位年内动态受降水影响明显,呈现“降水−补给”型特点;岩溶水水位变化呈“枯低丰高”的特征,水位动态变化属降水入渗−开采型;（2）旧县水源地地下水位自1980—1990年呈现大幅下降,1990—2003年岩溶地下水位基本呈现波动下降,2004年后水源地地下水位上升较为明显;（3）研究水位动态与岩溶塌陷关系得出,防止发生岩溶塌陷的水源地临界水位为108 m,处于岩溶含水层顶板以上2 m;（4）通过地下水管理模型,确定在临界水位时模拟区岩溶水可开采量为8.2~8.5 万m^3·d⁻¹,其中旧县水源地可开采资源量为3.2~3.5万m^3·d⁻¹。     

关于龙门石窟景区泉水间歇性断流影响因素的分析

景区内大部分泉水受东西向断裂控制,东西向断裂是常村煤矿、龙门煤矿与泉水联系的重要通道,矿井中的地下水大部分为煤层底板的石炭系灰岩及寒武系白云岩中的岩溶水,在采矿过程中遇到导水断裂造成矿井突水,引起地下水位下降,泉水动态主要决定于煤矿排水量的大小;在双层结构水文地质区,供水井开采地下水可引起浅层水与深层水发生补排关系,是泉水动态变化的间接影响因素。煤矿排水占全区总排水量的80．2％,供水井抽水占全区总排水量的19．8％,因此,影响龙门石窟景区泉水断流的主要因素为矿井排水,供水井开采是泉水断流的次要因素。     

北方岩溶大泉地下水系统的圈划:以太原盆地东西山地区为例

运用地下水系统分析理论, 以山西省太原盆地东西山地区为实例, 利用GIS技术对区内岩溶大泉地下水系统进行了圈划.运用岩相古地理、地质构造和水文地质分析方法, 首次提取了研究区岩溶含水系统的区域隔水底板等高线、边山断裂两壁投影图及岩溶水系统图等定量或半定量水文地质信息, 圈划出了东西山岩溶水系统的局部饱水带、饱水带和碳酸盐岩非饱水带.研究结果表明, 西山地区兰村泉、晋祠泉属于同一个岩溶子系统; 西冶泉岩溶子系统是相对独立的岩溶水系统; 东山基岩山区大部分属于娘子关泉岩溶子系统, 且东山岩溶水子系统与盆地地下水有密切水力联系而与兰村泉-晋祠泉岩溶子系统无直接关系.这些为模拟盆地地下水系统和评价北方岩溶地下水资源提供重要的科学依据, 对前人就太原盆地边山岩溶水系统边界的确定和内部结构的划分提法有了新的认识.      

忻州盆地边山岩溶水系统与盆地孔隙水补给分析

忻州盆地边山岩溶水与盆地孔隙水存在密切的水力联系,岩溶水系统的圈划与分析对盆地孔隙水资源评价十分重要.文章运用地下水系统分析理论,基于地理信息系统技术,定量提取区域地质(岩相古地理、地层与构造)和水文地质信息,绘制了基于区域隔水底板等高线图、典型剖面图、盆地-山区两壁投影图等信息的岩溶水系统图;运用岩溶水系统图分析得出下马圈泉岩溶水系统与盆地孔隙水存在间接汇水、潜流和河流(泉)渗漏等补给关系,并给出了补给量的计算方法,为忻州盆地地下水资源评价与定量模拟提供了新的水文地质依据与基础.     

长沙等城市地下水资源概况及其保护

我省主要城市如长沙、衡阳、郴州、岳阳等,皆开采地下水作生活、工业生产的供水水源或自备补水水源。从开采的供水层来看,主要有三种地下水类型:1)松散岩层孔隙水,2)碳酸盐岩类岩溶水,3)红层裂隙孔隙—裂隙水。这些城市在开采开发地下水过程中,已陆续出现了一些环境地质问题,诸如:地下水污染、岩溶塌陷等。笔者针对这些现象和问题,提出了有关保护地下水资源的建议。     

喀斯特断陷盆地水资源高效开发利用模式构建

在调查研究典型喀斯特断陷盆地水文地质特征、地表水文过程、“五水”转换及水资源均衡,研发地下水高效开发利用、地表水调蓄、水污染风险评估与水质修复、农田节水灌溉及土壤保墒、水资源优化调控等系列技术的基础上,以可持续发展和系统科学理论为指导,构建了喀斯特断陷盆地水资源高效开发利用模式,包括理论与技术支撑体系和开发利用工程体系两个层次。前者的基本构成及内涵为:水资源高效开发利用工作流程、理论依据及技术支撑,是模式的理论与技术内涵;后者为沿着盆地地表、地下水的形成、运动和转换过程,从上游山区到下游河谷区,逐级分区部署的水资源开发利用工程体系,工程布局做到因地制宜、科学合理,大、中、小、微型并举,集中供水与分散供水兼顾,同时系统推进水质修复、水循环利用、节约用水等措施,实现水资源的高效和可持续开发利用。      

近年昆明市茨坝—岗头村富水块段地下水位持续下降原因分析

茨坝-岗头村富水块段位于蛇山断裂东侧盘龙江谷地,东以黑龙潭东支断裂、玄武岩为隔水边界,南以陡坡寺组泥质粉砂岩为隔水边界,面积16.07 km2。富水块段岩溶含水层主要以二叠系和石炭系的灰岩、白云岩为主,埋深2.5~173.92 m。块段内岩溶地下水由北向南,由西向东径流,于山前缓坡边缘以泉排泄,部分向深部径流,形成承压区。为弄清近年富水块段岩溶地下水位持续下降的原因,在查明富水块段水文地质条件的基础上,对比分析了该富水块段近3年（2009—2011年）降雨量与多年平均降雨量及其地下水补给、开采减少量和地下水位的变幅。结果表明,降雨量偏少是导致地下水补给量减少,进而造成茨坝-岗头村富水块段在关闭部分开采井及减少开采量后,地下水位仍然持续下降的主要原因。      

昆明盆地地下水水质水位长序列数据特征分析

通过对昆明盆地,特别是主城区长序列水质水位监测数据对比分析,采用水文地质法、数据统计法、Piper和Matlab软件建立模型进行水质水位动态特征和变化趋势分析研究。昆明盆地地下化学类型以HCO3-Ca和HCO3-Ca·Mg型为主。孔隙水超标项以Mn、NH地下水监测; 水质; 水位; 趋势分析; 昆明盆地国家重点研发计划项目(2016YFC0502502);通过对昆明盆地,特别是主城区长序列水质水位监测数据对比分析,采用水文地质法、数据统计法、Piper和Matlab软件建立模型进行水质水位动态特征和变化趋势分析研究。昆明盆地地下化学类型以HCO3-Ca和HCO3-Ca·Mg型为主。孔隙水超标项以Mn、NH地下水监测; 水质; 水位; 趋势分析; 昆明盆地国家重点研发计划项目(2016YFC0502502);通过对昆明盆地,特别是主城区长序列水质水位监测数据对比分析,采用水文地质法、数据统计法、Piper和Matlab软件建立模型进行水质水位动态特征和变化趋势分析研究。昆明盆地地下化学类型以HCO₃-Ca和HCO₃-Ca·Mg型为主。孔隙水超标项以Mn、NH₄⁺、 NO₃^-、COD为主;岩溶水超标项以Mn、NH₄⁺、F为主;近年来超标物项目趋于复杂,出现I、SO₄^2-、As、Cd等有毒有害和有机物超标,水质变化原因为工业和生活污染加剧。对地下水位20年长序列动态变化特征和趋势研究表明,昆明盆地地下水位年际变化主要受工农业生产、开采量和工程活动等影响,孔隙水2002—2009年呈下降趋势,2009年后总体呈上升趋势;岩溶水2002—2012年呈下降趋势,2012年后总体呈上升趋势;翠湖等5个降落漏斗区地下水位回升趋势较为显著,主要与昆明市限制地下水开采、封填地下水开采井的措施...     

丽江黑龙潭泉群水文地质特征及断流的影响因素分析

黑龙潭泉群为丽江古城流水源头,是古城生活用水、景观用水和服务业用水的主要来源之一。近年来,黑龙潭泉群流量丰枯变幅增大,干旱年或特大干旱年出现季节性或跨年度干涸,从2011年8月以来,黑龙潭泉群流量明显减小,月平均流量由0.695 m^3/s 减至0.186 m^3/s,并于2012年1月21日全面断流,截至2013年6月仍未见出流。为给丽江盆地地下水资源保护和持续利用提供水文地质科学依据和技术支持,本文对黑龙潭泉群岩溶水系统水文地质特征进行了分析,认为降水量减少是泉群断流的主要原因,而补给区生态环境恶化和泉群下游地下水开采则在一定程度上加剧了泉群的断流发生频次。在此基础上,提出了提高黑龙潭泉群补给区的水源涵养能力、加强水资源的调控和管理、严格依法管理黑龙潭泉群水源保护区等建议。     

滇池流域石漠化特征分析

位于云南省会昆明盆地内的滇池流域是滇中岩溶和石漠化较为发育的地区,石漠化总面积225.56 km2,占流域总面积的7.71%,占岩溶总面积32.69%。石漠化主要分布在望海山、大板桥—呈贡、黑林铺、海口、梁王山、上蒜片区,其中又以北东部的大板桥片区石漠化最为严重。石漠化已造成流域内水土流失加剧、可耕地面积减少、土壤涵养水源能力降低及生态环境恶化等危害。通过地面调查和ETM遥感解译,查清了流域内石漠化的发育分布与碳酸盐岩的岩性及其组合、岩溶作用、地形地貌、气象等自然因素、人为因素和工业污染关系密切。针对石漠化的形成原因,提出了生态修复、农田基本建设、水资源开发利用、农村能源建设、小集镇建设、土地合理利用等治理措施。     

滇东南泸江流域岩溶地下水质量及污染影响因素研究

泸江流域是滇东南典型的喀斯特断陷盆地发育区,主干水系连接着多个断陷盆地及坡立谷.根据最新的地下水污染调查资料,流域喀斯特地下水质量总体以Ⅲ类为主,水质超Ⅲ类的岩溶水点中,东部多,西部少,且暗河占比最大,岩溶泉次之,机井最小.主要污染源是工矿企业及城镇生活垃圾污染源,研究分析了污染影响因素为环境水文地质条件的差异、污染源...     

Groundwater resources in karst area in Southern China and sustainable utilization pattern

Occurrence conditions of groundwater in southern karst area are complicated. The water-bearing media in the karst have multiplicity, and the groundwater is hosted in holes, gaps, seams, pipes and caves. The karst water shows heterogeneity where fast and slow flow coexist, and the Darcy and non-Darcy flow coexist, and the liquid flow, the gas flow and solid flow coexist. The evaluation and investigation indicates that the mineable resource of karst groundwater is about 53.44 billion m3/y, and the current exploitation quantity is merely 6.565 billion m3/year. The exploitation and utilization potential is gigantic. In the region there are altogether 2 763 karst subterranean rivers with a total length of 12 687 km. The dry season runoff volume equals to 47 billion m3/year. At present the exploitation is only 10%. Four effective utilization models of karst groundwater resources have been put forward. (1) The karst hills-depression zone formed the surface-underground united reservoir. By digging tunnels, water diversion irrigation and generating electricity, the ecological economy is developed. (2) In the deep-cut peak cluster depression area, by using the high-part Epikarst spring and constructing the regulation and storage water tank, the stereo ecological agriculture is developed. (3) In the karst peak forest plain and hilly-gully area, the pump-type underground regulating reservoir is constructed and the water-saving ecological agriculture is strengthened. (4) In the fault basin region with the surrounding groundwater runoff belting beam backwater, the water resources are jointly controlled to develop a fruit crop base within the basin.     

湘西大龙洞岩溶流域农业生态环境与治理措施

大龙洞岩溶流域水土流失与石漠化严重、旱涝灾害频繁,造成该流域这种农业生态环境现状的主要原因是岩溶生态环境的脆弱性和长期的人为干扰。在研究湘西大龙洞岩溶流域自然地理与地质构造、岩溶水资源、土地与植被环境等特征的基础上,剖析大龙洞岩溶流域石漠化等农业生态环境存在的问题,并根据大龙洞岩溶流域农业生态环境特点,提出了有效开发利用岩溶水资源,提高地表水、地下水与降水资源的利用率及生态重建与恢复等措施。      

济南泉域边界条件、水循环特征及水环境问题

济南泉域是市区泉水的汇流及蓄水范围,在其北部城区中心地带出露趵突泉、黑虎泉、五龙潭和珍珠泉四大泉群。为更好地保护和利用济南泉域内岩溶地下水,文章对济南泉域的边界条件、岩溶主径流通道、地下水循环特征及水质变化几个敏感问题进行探讨。利用泉群流量相关分析、流场特征分析、回灌补源分析及自备井调查等手段,重新界定了济南泉域的东边界,将其北部透水段向东扩展至原边界以东约4 km。通过对钻孔岩溶分层统计及缓冲区分析,在山前地带沿党家庄－十六里河－千佛山断裂泉城公园方向地下埋深100~150 m发现一条补给四大泉群的岩溶地下水集中径流带。研究发现,五龙潭和珍珠泉以深循环为主,补给主要来自岩溶地下水,而趵突泉和黑虎泉同时受深循环和浅循环影响较大,趵突泉主要补给来自西部和南部岩溶地下水和地表水,除此以外黑虎泉在东南方向上还有一定量的岩溶地下水补给。目前岩溶水水质变差,南部岩溶裸露区,尤其水库河道周边地带,生态环境亟待治理。      

黔中丘峰盆地区岩溶找水及开发技术——以贵阳市乌当区地下水机井工程为例

为解决当地农村群众饮水安全问题,探讨黔中丘峰盆地区岩溶找水及开发技术,开展了贵阳市乌当区地下水机井工程。在对区内地形地貌、地质构造、水文地质等情况调查的基础上,初步圈定出沿构造等可能布设机井的地下水富集地带,并通过高密度电阻率法在靶区布设物探剖面,根据电性差异查明主径流带的走向及埋深状况,进一步确定机井位置。最终通过钻探施工和抽水试验,查明区内含水层岩溶发育程度及其富水性,并成功施工6口探采结合井,为当地居民饮水提供了安全水源。黔中丘峰盆地为裸露岩溶区,主要含水岩组为寒武系娄山关群白云岩、灰质白云岩,地下水赋存条件较差;区内岩溶中等发育,以溶蚀裂隙为主,局部裂隙、溶洞发育地带和断层等储水构造富水性强,为地下水的富集地段,也是机井布设的首选位置。