山西潞安煤矿区兼及辛安村泉域岩溶水同位素研究

根据同位素水文地质研究，对潞安煤矿供水勘探区中奥陶统岩溶水划分为４个水动力条件分区，对其所在辛安村泉域划分了３个岩溶水系统。论述了各区岩溶水的补、径、排特征，计算了岩溶水的年龄及流速、天然补给量等水文地质参数。     

岩溶水系统的水化学曲线及其在水文地质研究中的应用

为了认识水文地质条件与岩溶泉水化学之间的关系,以西南地区的6个典型岩溶水系统丫吉试验场S31号泉、毛村地下河、官村地下河、陈旗岩溶泉、青木关地下河以及金佛山水房泉为例进行研究。通过对比发现,在这些强烈非均质的山区裸露型岩溶水系统中,仪器能够实现自动化监测的电导率、温度和pH值等指标的水化学曲线存在差异。分析可知控制水化学变化的主要因素如下:首先是降雨补给引起系统的水量与碳酸盐岩溶解过程的变化;其次是CO₂气体随降雨进入含水层,促进碳酸盐岩的溶解;最后是地表污染物的淋滤。当电导率、水温、pH曲线出现降低和碳酸盐岩矿物饱和指数下降时,反映的是岩溶水的稀释作用;当电导率曲线出现高峰时,反映的是岩溶水补给的CO₂效应,此时水中二氧化碳分压(p_CO2)升高;当场雨中水化学曲线的变化滞后于水文动态曲线时,反映的是岩溶管道的活塞流效应;与人类活动有关的NO₃^-等污染物质量浓度在降雨后出现高峰,反映土壤的降雨淋滤作用,并可能影响电导率的变化趋势。某个系统的水化学曲线趋向于经常出现某几种效应,并且彼此的类型不同,表明了降雨补给的面状渗流方式和集中灌入方式对岩溶水影响的强弱不同,以及系统在径流方式和调蓄机制上的差异。一般而言:以面状补给方式为主的系统,水化学曲线多表现为CO₂效应,较少出现稀释作用;而岩溶发育强烈的系统,降雨补给受控于溶蚀裂隙和管道,其水化学曲线较多出现稀释作用,较少出现CO₂效应;以管道为主要径流方式的系统易出现活塞流效应,而包气带厚度大和含水层储水能力强的系统水化学变化被减弱。     

平原缺水区隐伏岩溶水的供水意义——以通州区龙旺庄隐伏灰岩水源地的勘查运行为例

本文以通州区龙旺庄隐伏灰岩水源地的勘查及运行情况为例,提出以隐伏基岩地下水作为应惠水源来科学、适度地开采是具有一定现实意义的;像龙旺庄这种消耗性水源地,开采条件下补给量的增量(激发补给量)也不容忽视。     

水文地球化学信息对岩溶地下水流动系统特征的指示意义--以山西神头泉域为例

神头泉域岩溶水的水化学特征显示,岩溶水样的总溶解固体质量浓度、Sr2 质量浓度及宏量组分质量浓度均由泉域北、西、南部向排泄区增大,与岩溶水的流动方向一致.根据c(Sr)/c(Ca)与总溶解固体质量浓度可将神头泉群划分为3个泉组,对应于3个不同的岩溶水子系统,岩溶水样的聚类分析结果与这一结论相符合.研究表明水文地球化学信息对地下水系统的水动力特征分析具有指示意义.     

环境同位素方法在平凉市岩溶地下水研究中的应用

应用环境同位素方法对平凉隐伏岩溶水的研究结果表明 ,研究区隐伏岩溶水形成较早 ,且有大量现代水的混入 ,平均混入量为 5 4 %。说明研究区隐伏岩溶水的补给和更新能力较好。环境同位素分析结果还显示 ,大岔河隐伏岩溶水为一相对独立、半开放的水文地质单元。其补给来源部分为流域内大气降水、地表水的补给 ,部分为东南部三道沟岩溶地下水的补给。根据环境同位素 EPM与 EM两种模型计算 ,地下水的滞留时间为 36 a。地下水储存量为 1.314× 10 8m3;储水系数为 7.2 9× 10 - 3。这一结果与传统勘探方法的计算结果基本吻合 ,说明环境同位素方法的实用性 ,可在地下水资源调查中作为传统方法的补充和对比。     

贵州大小井地下河流域表层岩溶带结构及岩溶水开发

贵州大小井地下河流域碳酸盐岩大面积出露,受地质、气候条件的影响,表层岩溶带发育。本文着重对区内表层岩溶带的发育规律、结构特征及岩溶水的动态特征、开发利用方式进行了详细研究,从中总结了一些规律性认识。     

黔西林泉片区表层岩溶带发育特征及供水

贵州省黔西县林泉片区属于深切河谷斜坡地带,区内地下水位受乌江期隆升作用埋深大,不利于地下水的开发利用;且区内缺水人口分散分布于河谷斜坡地带,不利于集中供水。所以对区内表层岩溶带发育及表层带岩溶水分布特征的研究,是解决区内缺水问题的关键。     

云南蒙自断陷盆地岩溶地下水流向研究

岩溶地区地下水径流特征复杂。以云南蒙自断陷盆地为例,通过开展水文地质调查、示踪试验、综合研究等,揭示了不同水文地质单元岩溶地下水径流方向:蒙自盆地内东山—蒙自(Ⅰ-1)、大屯(Ⅰ-2),蒙自盆地东南黑龙潭(Ⅰ-3)单元内岩溶地下水整体由南东流向北西;新安所(Ⅰ-4)单元内由南向北;蒙自盆地南部8号暗河(Ⅱ-1)、9号暗河(Ⅱ-2)两个水文地质单元内岩溶地下水由北流向南,对研究西南典型岩溶区地下水径流特征、合理评价和开发地下水资源具有重要的理论意义和实际应用价值。     

淮北矿区五沟煤矿太原组上段灰岩岩溶裂隙水富水性及径流特征

五沟煤矿太原组上段灰岩岩溶裂隙水是矿井主采煤层（10煤）的主要充水含水层。通过对矿区水文地质边界条件、地面抽水试验和井下放水试验的分析,认为矿区水文地质边界受制于周边的较大型隔阻水断层,从而形成了较封闭的地下水系统;太原组上段灰岩含水层的富水性在平面上具有不均一性,在垂向具有随着深度的增加,岩溶发育有减弱的趋势,基本上属弱富水含水层,仅在局部构造发育带为中等富水含水层。利用利用surfer软件,绘制出矿区太原组灰岩水位等值线图;从图上可以看出,矿区目前太原组含水层水位标高总体呈北高南低,中间高两边低的态势,并在井田西南部形成以水5孔及J5-1孔为中心的低水位区。该研究对目前矿井防治水工作具有重要的指导意义。     

娘子关泉群岩溶水系统西部子系统径流特征研究

根据娘子关泉群系统西部控水构造、含水层段、水动力场等水文地质条件，重新划定了娘子关岩溶水系统西部边界(兴道-大方山-郭家沟-线构造带)，则东山区成为娘子关的一个补给径流区。在此基础上，对西部子系统岩溶水径流特征提出了新的见解。     

鄂西岩溶槽谷区洼地的水位响应特征及产流阈值估算

以湖北省兴山县黄粮镇刘家坝和龙湾两处岩溶洼地作为研究对象,利用其降雨、水文和土壤水等监测数据,探讨灌入式补给条件下洼地汇流的水位响应特征和产流特点,并基于降雨量和洼地内明渠流量的关系,采用数学拟合方程,估算两处洼地的降雨产流阈值,进而分析了影响产流阈值的因素。结果表明：降雨强度增大,产流阈值减小;土壤前期含水率越大,越有利于坡面产流;落水洞和岩溶泉水位与降雨有较好的同步响应关系,水位变化曲线随雨强大小分别表现出“陡升陡降”和“缓升缓降”的特点;刘家坝和龙湾洼地的产流阈值分别为7.4 mm和10.6 mm。     

重庆岩溶地下水氢氧稳定同位素地球化学特征

重庆地区分布有380条岩溶地下河,是重庆市重要的水资源。为掌握岩溶地下河水稳定同位素地球化学特征及其环境意义,研究了重庆市不同地区51条地下河水体的稳定同位素地球化学特征。研究表明,重庆市岩溶地下河旱、雨季δ18O、δD值均沿大气降水线分布,表明地下河水均起源于大气降水。受雨季降水云团运动规律(环流效应)和区域地形的影响,地下河水δ18O、δD 值雨季表现出渝东北地区(渝西地区,渝东地区)<渝东南地区的明显区域分布规律(“<”表示偏负于),旱季由于地下河水在含水层中运动较慢,δ18O、δD值的区域性规律不明显,且由于具有较雨季长的滞留时间,导致其d-excess值明显小于雨季。利用岩溶地下水δ18O值和区域高程建立了二者之间的二元回归模型,揭示了重庆岩溶地下河水旱季δ18O值随高度的变化率为-0.34‰/100 m,雨季为-0.31‰/100 m,这对于区域水循环研究具有重要意义。     

临汾市岩溶泉水资源量评价及保护

本文介绍了临汾市五大岩溶水系统资源量评价的内容、方法和计算结果,针对岩溶泉管理工作中存在的问题提出了保护的对策.     

东胜煤田乌拉素矿区水文地质特征及充水因素研究

近年不断发生的突水事故,给煤矿安全生产带来严重威胁,研究矿区水文地质特征,分析矿井充水因素有重要现实意义。根据东胜煤田乌拉素矿区地质勘探和水文地质资料,对煤层开采导水裂隙带高度进行计算,结果表明:直罗组底部、含煤系地层的裂隙承压水含水层和上部煤层采空区内的积水,是煤层开采时矿井涌水的主要充水水源,矿井充水通道有断层裂隙带、封闭不良钻孔、采动导水裂隙带;其中导水裂隙带会将上部煤层采空区积水导通,使充水强度增大,矿坑涌水量增加。建议开采过程中要做到边探边采,探采结合,预防突水问题。     

新疆准噶尔盆地北部天然水的同位素研究及其应用

在对新疆准噶尔盆地北部天然水H、O同位素进行系统调查中运用同位素水文地球化学基本原理对该区不同水源类型的同位素组成进行了分析研究 ,确定了大气降水线方程和大气降水同位素高程效应 ,并对同位素蒸发效应、纬度效应和地下水形成年龄进行了探讨。这些研究成果对于阐明该区赋存铀资源的第三系砂岩含矿含水层中地下水补给来源、补给区高程和形成年龄以及论证铀成矿规律具有重要现实意义。     

Identifying the Sources of Solutes in Karst Groundwater in Chongqing,China: a Combined Sulfate and Strontium Isotope Approach

Groundwater from karst subterranean streams is among the world’s most important sources of drinking water supplies, and the hydrochemical characteristics of karst water are impacted by both natural environment and people. Therefore, the study of hydrochemistry and its solutes’ sources is very important to ensure the normal function of life support systems. In this paper, thirty?five representative karst groundwater samples were collected from different aquifers (limestone and dolomite) and various land use types in Chongqing to trace the sources of solutes and relative hydrochemical processes. Hydrogeochemical types of karst groundwater in Chongqing were mainly of the Ca?HCO3 type or Ca (Mg)?HCO3 type. However, some hydrochemical types of karst groundwater were the K+Na+Ca?SO4 type (G25 site) or Ca?HCO3+SO4 type (G26 and G14 site), indicating that the hydrochemistry of these sites might be strongly influenced by anthropogenic activities or unique geological characteristics. The dissolved Sr concentrations of the studied groundwater ranged from 0.57 to 15.06 μmmol/L, and the 87Sr/86Sr varied from 0.70751 to 0.71627. The δ34S?SO42? fell into a range of ?6.8‰?21.5‰, with a mean value of 5.6‰. The variations of both 87Sr/86Sr and Sr values of the groundwater samples indicated that the Sr element was controlled by the weathering of limestone, dolomite and silicate rock. However, the figure of 87Sr/86Sr vs. Sr2+/[K++Na+] showed that the anthropogenic inputs also obviously contributed to the Sr contents. For tracing the detailed anthropogenic effects, we traced the sources of solutes collected karst groundwater samples in Chongqing according to the δ34S value of potential sulfate sources. The variations of both δ34S and 1/SO42? values of the groundwater samples indicated that the atmospheric acid deposition (AAD), dissolution of gypsum (GD), oxidation of sul?de mineral (OS) or anthropogenic inputs (SF: sewage or fertilizer) have contributed to solutes in karst groundwater. The influence of oxidation of sul?de mineral, atmospheric acid deposit and anthropogenic inputs to groundwater in Chongqing karst areas was much widespread.     

山西阳城开明寺泉饮用天然矿泉水

开明寺泉饮用天然矿泉水赋存于二叠系上石盒子组砂岩断层带中，属裂隙断层上升泉。最枯流量１５ｍ＾３／ｄ。经权威部门系统理化检验，省级及国家级评审确认为属含锶、低钠、重碳酸钙型饮用天然矿泉水，且氡气含量较高，具医疗保健之功效。     

基于锶同位素的亚热带典型岩溶动力系统降雨条件下岩溶作用速率及其意义

岩溶动力系统中微量元素及其同位素是指示岩溶动力系统运行过程及其环境意义的重要指标。本研究以我国南方亚热带地区典型岩溶动力系统为研究对象,利用高分辨率监测及采样方法研究了暴雨期昼夜尺度上岩溶泉水微量元素Sr及其同位素的变化特征,计算了暴雨条件下的岩溶作用速率。研究结果表明CO_2效应和稀释效应是降雨初期泉水水化学变化的主要控制机制,随后随着流量的持续上升,稀释效应占主导地位。降雨所导致的稀释效应对泉水Sr含量变化影响非常明显,但对岩溶泉水n(~(87)Sr)/n(~(86)Sr)同位素的影响非常有限。降雨期岩溶动力系统内持续的岩溶作用,维持了泉水相对稳定的n(~(87)Sr)/n(~(86)Sr)值特征。通过质量平衡方程计算表明暴雨期内补给的雨水溶蚀灰岩来源的n(~(87)Sr)/n(~(86)Sr)只占泉水总输出n(~(87)Sr)/n(~(86)Sr)的24.3%,当期补给的雨水所引发的CaCO_3净溶蚀速率为0.136 mg/(cm~2·d),其所产生的碳汇通量为1.01 t CO_2。这一结果初步确定了岩溶动力系统中"老水"和新近补给的雨水所导致的溶蚀速率差异和碳汇量差异,这为准确计算降雨诱发的岩溶溶蚀速率和碳汇量准确计算具有十分重要的意义。     

Stable Carbon Isotope Biogeochemistry and Anthropogenic Impacts on Karst Ground Water, Zunyi, Southwest China

Natural and anthropogenic impacts on karst ground water, Zunyi, Southwest China, are discussed using the stable isotope composition of dissolved inorganic carbon and particulate organic carbon, together with carbon species contents and water chemistry. The waters can be mainly characterized as HCO₃–Ca type, HCO₃ · SO₄–Ca type, or HCO₃ · SO₄–Ca · Mg type, according to mass balance considerations. It is found that the average δ¹³C_DIC values of ground waters are higher in winter (low-flow season) than in summer (high-flow season). Lower contents of dissolved inorganic carbon (DIC) and lower values of δ¹³C_DIC in summer than in winter, indicate that local rain events in summer and a longer residence time of water in winter play an important role in the evolution of ground water carbon in karst flow systems; therefore, soil CO₂ makes a larger contribution to the DIC in summer than in winter. The range of δ¹³C_DIC values indicate that dissolved inorganic carbon is mainly controlled by the rate of carbonate dissolution. The concentrations of dissolved organic carbon and particulate organic carbon in most ground water samples are lower than 2.0 mg C L⁻¹ and 0.5 mg C L⁻¹, respectively, but some waters have slightly higher contents of organic carbon. The waters with high organic carbon contents are generally located in the urban area where lower δ¹³C_DIC values suggest that urbanization has had an effect on the ground water biogeochemistry and might threaten the water quality.     

青海省鱼卡煤田尕秀西段矿区供水与矿井充水水文地质条件分析

通过对青海省鱼卡煤田尕秀西段的构造特征、地形地貌、水文气象等区域水文地质条件的研究,对矿区供水水源进行初步评价,查明孔隙潜水的允许开采资源量为8.55×104m3/d,矿区水质被评价为合格—微超标,经适当处理,可以满足生活饮用的要求。矿床为裂隙充水矿床,主要充水含水层煤五、煤七顶部含水层富水性弱,单位涌水量q<0.025L/(s.m),地下水补给条件差,水文地质边界条件简单,虽然主要矿体煤五、煤七均位于当地侵蚀基准面以下,但矿体不受地表水体的影响。