岩溶含水介质渗透性空间变异规律的地质统计分析

本文首次运用地质统计学的理论与方法定量研究隐伏岩溶含水介质渗透性的空间变异规律,初步探讨了应用地质统计学分析岩溶含水介质渗透性的具体方法、原理和步骤。     

定量预测岩溶含水介质渗透性空间分布的克立格法

本文结合实例,首次运用克立格法进行岩溶含水介质渗透性空间分布的定量预测;初步探讨了岩溶含水介质渗透性空间变异性分析的方法、原理和步骤;通过与其它传统方法计算结果的对比,分析了克立格法应用于岩溶含水介质渗透性空间分布定量预测的优越性。      

岩溶含水介质渗透性参数空间最优估计的原理与方法

本文着重阐述区域化变量理论和克立格法在岩溶含水介质渗透性分析中的应用，并对岩溶含水介质渗透性参数空间最优估计的方法进行了探讨。     

岩溶含水介质渗透性空间结构分析的模型及其应用

岩溶含水介质渗透性的空间分布具有随机性与结构性的双重性质,本文探讨了运用区域化变量理论研究岩溶含水介质渗透性空间结构特征的数学模型及多数的物理意义,并阐述了具体的应用方法。为了综合表征岩溶含水介质渗透性的空间变异特点,给出了方向综合变异指标Ｄｖ。      

中国北方岩溶含水介质研究

岩溶含水介质是决定岩溶水文地质系统功能的最基本要素,是水文地质工作者长期关注的问题之一。本文把碳酸盐岩岩石学的现代理论同岩溶学、洞穴学、构造地质学与水文地质学密切结合起来,对碳酸盐岩骨架、岩溶含水空间的微观和宏观介质特征进行了深入的研究,把中国北方岩溶含水介质概化为五种类型。     

深圳岩溶空间发育规律统计分析

粤港澳大湾区建设是国家重大发展战略,而深圳市又是大湾区建设的核心引擎之一。深圳市岩溶地区行政区划上主要发育在龙岗区和坪山区,岩溶地质灾害给地下空间开发利用与城市安全构成极大挑战。通过收集深圳市岩溶勘察钻探数据,从地层岩性、基岩埋深与埋藏类型、地下水主要侵蚀指标、地下水埋深与年变化幅度、溶洞埋深、顶板厚度、洞高、充填情况、线溶率、见洞率、地表岩溶发育密度等方面对深圳市岩溶空间发育特征进行了统计分析。结果表明：深圳市岩溶主要为浅覆盖型,但溶洞空间特征变异性极大。从统计上讲,溶洞平均埋深约为20 m,平均洞高为2.5～4.0 m,以半充填为主,充填物主要为粉质黏土;平均线溶率约为15%,见洞率约为40%,地表岩溶发育密度超过300个/km²,综合上看,深圳场地岩溶发育等级超过90%为强发育。上述主要岩溶特征参数服从对数正态分布和Weibull分布。总体上,灰岩地层溶洞顶板厚度随着岩面埋深而呈现递减的趋势,而大理岩地层溶洞顶板厚度则与岩面埋深无关;已发育的溶洞高度与基岩面埋深、溶洞顶板厚度、地下水主要侵蚀指标及地下水埋深无关或弱正相关。研究成果为深圳市岩溶灾害风险评估提供了重要的先验信息。     

天津蓟县中上元古界岩溶裂隙介质发育特征及其渗透性研究

本文以大量的裂隙测量、统计资料论述了裂隙几何参数(?)产状、隙宽和隙间距等在于同层位和区域上的变化规律。探讨了构造应力场、岩性、层厚诸因素的影响作用。并运用渗透张量理论对研究区岩溶裂隙的各向异性渗透性和非均质性逆行了研究,获得一些新认识,对查明岩溶水分布、运移规律有一定指导意久。      

天津蓟县中上元古界岩溶含水介质特征与富水性预测

蓟县中上元古界岩溶含水层的空隙空间主要决定于岩石类型。结构及构造裂隙发育程度，而裂隙介质渗透性各向异性及非均质变化又受构造应力场控制。在与势场的联合作用下可促进地下水对溶蚀空间的改善，有利于地下水向含水空间大的方向流动，赋存。     

泰山北翼岩溶含水介质分布及地下水循环规律研究

为了深入认识济南岩溶泉水及地热水循环过程,本文以泰山北翼碳酸盐岩含水介质空间分布特征为研究出发点,分析其埋藏条件和连续性特征,并利用数理统计、空间插值、Piper三线图、概念模型等方法,结合水动力场、水化学场、水温度场和水年龄场“四场”分析,揭示区域地下水循环规律。结果表明：地表分水岭与齐广断裂、禹王山断裂、聊考断裂等深大断裂控制了泰山北翼地区岩溶含水介质空间展布,大致呈现由南向北埋藏深度逐渐增大的变化趋势,受马山断裂、东坞断裂、文祖断裂等次级断裂影响岩溶含水介质上下盘有不同错动,但东西展布仍具有较好连续性;区域地下水循环过程极其复杂,泰山岩群、寒武纪及奥陶纪各类含水岩组通过排泄 渗漏、断裂垂向径流、水平地下径流等形式发生水流交汇,并在山前局部地区与第四纪松散孔隙水产生水量交换,最终通过泉或人工开采形式排泄。区域地下水流具有统一的“四场”,并且呈现明显的水平与垂向分带特征,大致沿东阿断裂及其延长线—吴家堡—华山—章丘区—淄博磁村一线划分冷泉与地热水的分界线,以600 m、1000 m划分出浅、中、深循环深度分界线;冷泉以浅循环为主,中、深循环为辅,地下水矿化度、温度、年龄偏低,而地热水以中、深循环为主,浅循环为辅,地下水矿化度、温度、年龄偏大。不同含水介质水流具有一定内在关联,构成一个完整的岩溶水系统。     

含水介质各向异性对渗透系数空间变异性统计的影响

针对目前渗透系数实测样本假定满足各向同性的局限,以Borden含水层试验场实测数据为例,通过反证法进行相关数据分析,总结了含水介质各向异性对渗透系数空间变异性统计的影响,并指明渗透系数各向同性假设的适用条件以及不合理之处。同时相应地给出了研究尺度下渗透系数场能否采用平稳随机场描述的判定依据。最后为今后进一步开展渗透系数空间变异性研究提出几点建议。     

后寨河流域岩溶含水介质结构与地下径流研究

通过脉冲试验,采用测站脉冲响应曲线及流量衰减曲线分析,对后寨河流域含水介质结构进行了研究。研究结果表明,后寨河流域主要发育有溶隙- 溶管网络、较单一溶管以及溶隙网络三种含水介质结构,而且以溶隙、溶孔为主,其占含水介质体积的比率可达83.1%～96. 9%,而岩溶管道含水介质则只有3.1%～16.8%。不同含水介质的水文地质特征差异很大,溶隙- 管道网络水位上升快而衰减慢,水位变幅小;较单一溶管水位上升快而衰减亦快,水位变幅较大;而溶隙网络水位动态变化则介于前二者之间。     

利用泉水电导率频率分布辨别岩溶含水系统的水源组分

岩溶含水系统中水源组分的识别能帮助认识系统的结构,解决岩溶水文及水化学研究的基础问题。以灵水岩溶大泉为例,分解了4个水文年的电导率频率分布隐藏的峰,并对其所代表的水源组分进行分析。发现灵水泉口的水源组分主要有4种:① 含水系统中岩溶裂隙或管道中释放的重力水,占53%~77%;② 源于泉口附近携带污染物质的水源,占3%~7%;③ 强降雨期间通过覆盖层分散入渗的水源,或先前存贮在管道或裂隙中流动性差的水被带出含水层,占13%~42%;④ 地面径流以及直接降落到湖面的雨水,占2%~3%。将灵水的电导率频率分布与峰丛洼地的两个典型岩溶水系统对比,分析了电导率的频率分布所蕴藏的含义。研究结果为西南3 620个岩溶水系统的进一步归类提供了参考。     

复杂岩溶含水介质概化初探

介质概化是水文地质概念模型建立和进行地下水流三维数值模拟的基础。目前国内、外已建立的岩溶介质地下水流模型,都有一个共同的特点:在进行岩溶介质概化的时候,大都采用等效裂隙介质模型方法。由于岩溶介质的空间不连续性和各向异性,决定了采用该方法概化岩溶介质必然造成与实际情况不符。为了更加准确地概化岩溶含水介质,同时也为了使概化后的介质模型,能比较真实地刻画出实际岩溶介质的含水层,这里以广西合山煤田为例,针对岩溶含水介质的特征,以及岩溶发育规律,提出了对模拟区域采用多种方法进行介质概化,对不同类型的岩溶介质采用不同的方法进行概化处理,从而实现了对复杂岩溶介质的概化。     

渭北岩溶水的化学特征及其地质背景

渭北东、西部岩溶水的化学特征各不相同。这种不同,是由于含水介质的差异而造成的。东部岩溶水的含水介质为中奥陶统的滨海相、潮间泻湖相与广海陆棚相的灰岩夹膏盐地层,水化学类型为HCO3·SO4、SO4·HCO3或SO·4HCO3·Cl型,矿化度一般为1g／L左右;西部岩溶水的含水介质以中、上奥陶统浅海相或浅海深海相的灰岩、白云质灰岩、粒状灰岩为主,水化学类型为单一的HCO3型,矿化度一般为0．5g／L左右。     

中国北方岩溶区含水岩溶裂隙介质的序列指示模拟研究

针对当前岩溶学研究领域中空隙位置定量预测和数学描述的难题，选择研究程度高、资料丰富、具有典型代表性的山东济南泉域的含水岩裂隙介质，运用序列指示条件模拟方法研究空隙间的连通性能，预测岩溶裂隙密集带和强径流带的位置。研究表明，它既可给出其模拟数值的波动区间，朋不同分位数值模拟图均能明显一致地指示出岩溶裂隙密集带和强径流带位置，尤其是当样本点较少时，也可获得几乎与样本点较多时的一致成果，从而为该方法的推广应用提供了广阔的领域。     

六盘山东麓地区岩溶地质特征分析

六盘山东麓地区岩溶具有我国北方岩溶的基本特点,地表岩溶形态以常态山和干谷为主,地下岩溶以溶隙为主。该区岩溶发育程度除受岩性条件决定外,同时还受构造因素和水动力条件的控制。在分析影响岩溶发育因素的基础上,指出了岩溶在区域上的分布规律,同时划分了岩溶含水岩组,并论述了各岩组的富水性。     

多孔介质非均质性空间变异结构分析

非均质多孔介质的空间分布具有随机性与结构性的双重性质.地统计学方法在研究具有结构性和随机性双重性变量的空间变异性方面具有极强的科学性.本文在地理信息系统平台ArcGIS上,采用Geostatistical Analyst地统计学分析模块中的kriging插值方法研究非均质性多孔介质的空间变异性.以河北省廊坊市地下水污染物的现场数据为研究对象,利用普通克立格法对氟化物、硫酸盐、氯化物和汞浓度的空间变异性进行分析.     

紫坪铺坝区砂岩渗透性空间变化规律

在大量单孔压水试验和野外裂隙测量资料的基础上，运用统计分析、张量分析及线性回归等数学方法，从深度、岩性及构造部位三方面，探讨了坝区砂岩渗透性的空间变化规律，发现渗透性与深度之间存在明显的负指数规律性，与岩性及构造部位之间无明显的一致性关系。     

低渗透性介质孔隙水渗流规律

针对以往对低渗透介质中的孔隙水的渗流规律研究存在的问题,利用微渗流-固结联合试验、三轴渗透固结试验、压汞试验等方法,对低渗透性介质-粘性土中的孔隙水的渗流规律进行了较系统的研究,对孔隙水运移规律的实质、极限水力梯度存在与否、达西定律的适用范围及在实际应用中注意的问题等方面进行探讨,并提出新的见解.     

基于转移概率地质统计的淮南顾桥矿区松散层含水介质刻画

含水介质的空间分布及其非均质性对地下水流和溶质运移有着重要的影响。以淮南顾桥矿区作为研究对象,为了刻画矿区松散层含水介质的空间分布,使用转移概率地质统计方法建立含水介质的随机模型,对矿区水文地质结构的空间连续性和空间变异性进行表征;并将随机模拟得到的顾桥矿区含水介质剖面图与矿区原始水文地质剖面进行对比。结果表明,基于转移概率地质统计模拟方法可以比较准确地刻画矿区的水文地质结构;模拟剖面与原始水文地质剖面的比较显示模拟结果与实际含水介质空间分布情况有较好的一致性,转移概率地质统计方法在对含水介质非均质性刻画中具有较好的适用性。