非闭合流域岩溶水模型

通过对贵州普定后寨河实验流域的研究,论述了非闭合流域岩溶水形成机制,根据流域地表、地下结构,将全流域划分为4个单元,并考虑各单元的闭合程度,建立了概念性岩溶水模型,为非闭合岩溶流域水文研究提供了新的途径。     

湘西上洞街煤矿区毛家寨段水工环地质条件研究

通过对湘西上洞街煤矿区毛家寨段水文地质测绘、地质钻探及邻近生产矿井资料收集，综合分析研究认为：勘查区煤矿床主要充水主要为其顶、底板岩溶裂隙水，目前岩土工程地质条件比较简单，环境地质现状良好。煤矿开采后，因大量疏排岩溶地下水而导致的水、工、环不良地质问题将是今后矿区防治丁作的重点。     

贵州典型岩溶流域日降雨径流过程模拟研究

以蓄满产流方式描述岩溶地区的产流过程,采用稳定入渗法划分径流,将非线性水箱模型用于模拟单元流域的调蓄过程,以遗传算法为基础率定模型参数,建立了基于遗传算法率定参数的概念性岩溶水文模型,并以贵州普定后寨河流域为例,采用流域内老黑潭、六谷、后寨测站的水文资料对所建模型进行检验,以相对误差、互相关系数和确定性系数来评定模型.结果表明,本模型预报结果的相对误差均小于士10%,互相关系数均大于0.80,确定性系数均大于或等于0.70,说明所构建的模型能够模拟及预报岩溶地区的降雨径流过程.     

亚热带典型岩溶水系统的碳汇效应对比研究

选择中国南方亚热带地区具有不同地质背景和生态状况的广西柳州市官村地下河(灌木林生态环境、人类活动影响显著)、云南省广南县木美地下河(石漠化严重)和贵州茂兰板寨地下河(原始森林生态)3个岩溶水系统为例,对比研究岩溶水中溶解无机碳浓度和碳汇效应的差异。结果表现,(1)流域管道水的溶解无机碳平均浓度排列顺序为:官村>木美>板寨,表层岩溶带泉水的排列顺序为:木美>官村>板寨。(2)水的PCO2分压计算结果显示:3个流域岩溶水的方解石溶解度基本达到饱和,PCO2的大小顺序为:官村地下河>木美地下河>板寨地下河。(3)根据一个水文年的流量监测计算官村地下河流域的岩溶碳汇强度为12.34tC/(km2?a),板寨地下河流域的为11.8tC/(km2?a),木美地下河流域为34.11tC/(km2?a)。木美地下河流域的石漠化现状相当严重,石漠化面积高达90%,而板寨地下河为原始森林区,但木美地下河流域的岩溶碳汇强度却最大,这与其流域面积大、调蓄功能强,且有外源水补给有关。这也同时表明,单从生态环境的角度去研究岩溶作用碳汇潜力是不够的。      

岩溶单元流域结构与水资源开发利用模式研究—— 以贵州省普定后寨岩溶流域为例

在论述后寨岩溶单元流域二元流场结构的基础上，对地表、地下水资源进行了估算，根据水资源量和上、中、下游不同地貌组合类型，采取上游蓄、排，中游蓄、引、提，下游引、提的综合开发利用模式，解决了流域81km2的工、农业用水和普定县城3万余人的饮用水问题。     

贵州普定后寨河流域土壤侵蚀模型与应用研究

在典型岩溶区，由于喀斯特的强烈发育，自然条件差，加上人为因素的不良影响（毁林开荒、乱砍滥伐等），水土流失问题十分严重。随着遥感（Remote Sensing)技术的飞跃发展，计算机技术有普遍应用，特别是近年来地理信息系统（GIS）研究的迅速发展与应用，使土壤侵蚀研究从土壤侵蚀类型、分类、侵蚀地貌、侵蚀模数等定性、定量研究深入到潜在危害的研究阶段。本文是前人研究工作的基础上，以普定后寨河岩溶流域（普定岩溶野外试验场）为研究区，利用遥感（RS）和地理信息系统（GIS）技术建立起适合于岩溶流域使用的土壤侵蚀定量模型，并在PAMAP GIS的支持下，探讨了利用遥感信息、GIS自动提取土壤侵蚀因子，最后得到流域实际的土壤侵蚀图、潜在的土壤侵蚀图等一系列图件，为岩溶流域的综合治理提供有效的理论研究依据。     

岩溶山区生态环境区划 —— 以贵州普定县后寨河流域为例

以贵州普定县后寨河流域生态环境综合治理研究区为例,在深入研究并建立岩溶生态环境分区指标的基础上,采用模糊聚类分析方法,将研究区划分为四个生态治理模式区,并简要论述了各分区的生态环境特征及综合治理模式.该方法也可应用于其它岩溶流域.     

岩溶单元流域结构与水资源开发利用模式研究—以贵州省普定后寨岩流域为例

在论述后寨岩溶单元流域二元流场结构的基础上，对地表、地下水资源进行了估算，根据水资源量和上、中、下游不同地貌组合类型，采取了上游蓄、排，中游蓄、引、提，下游引、提的综合开发利用模式，解决了流域81km^2的工、农业用水和普定县城3万余人的饮用水问题。     

岩溶地区土地利用变化的水文响应研究——以贵州后寨河流域为例

以贵州普定后寨地下河流域为研究区,在分析流域生态环境特征以及岩溶水形成机制的基础上,通过野外调查、资料收集并结合现代空间技术、地理信息系统和遥感技术,研制开发了适合我国后寨河流域的基于落水洞的岩溶半分布式水文模型,分析了土地利用/覆被变化对流域径流的影响以及流域产汇流参数对比关系.结果表明:生态建设后除最大土壤蓄水量增大外,其它产流参数变化不大;汇流参数基本小于生态建设前,但相差不大;在降雨条件不变的情况下,生态建设后的产流量小于生态建设前的产流量,生态建设前土地覆被下的流量在低水位时比生态建设后的流量稍高,而在高水位时生态建设前流量比生态建设后的流量稍低.     

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域为例

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× 104m3。充分提高了岩溶地区水资源的利用效率。      

泉水流量、电导率、pH值动态变化研究

岩溶水是指赋存于岩溶孔隙中的地下水,是我国南方生产生活主要用水来源.随着社会对水资源需求的逐步扩大,岩溶水资源的开发利用越发重要.通过定期监测岳麓山泉水流量、电导率、pH值,结合岳麓山岩土层性质和长沙市降雨量,采用统计分析和Spearman秩相关系数法对泉水流量变化和泉水水质定性评价进行研究.研究结果表明,大气降雨对岩溶水进行补给从而使泉水流量增大,泉水流量的改变除与降雨量有关外,还受土壤入渗率和降雨时长的影响.采用Spearman秩相关系数法可定量计算电导率与时间的相关性,间接判断周围环境对泉水水质影响的难易程度,有利于识别电导率代表性位置泉眼,更好地监测和评价岩溶水.土壤酸沉降污染严重或酸雨频繁地区易导致岩溶水pH值呈酸性.对泉水流量和水质的研究有利于科学开发利用岩溶水资源.     

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。      

关于山西岩溶泉水资源保护问题的探讨

本文在分析山西高原岩溶泉特征基础上,论述了岩溶泉的保护问题:合理扩泉岩溶水开采的统一规划;溶泉水利用的统一管理。根据岩溶泉形成和“三水”转化的观点提出了人为改变天然水文地质条件,增加补给量,减少排泄量,是增大泉水流量的根本途径。具体措施:植树造林;修建水利工程;引水回灌。     

Review: Characterization,evolution, and environmental issues of karst water systems in Northern China

In Northern China, karst systems in widely distributed carbonate rocks are one of the most important water supplies for local inhabitants. Constrained by the specific geological and geomorphological conditions, most karst water in this region is discharged as individual or groups of springs. This paper summarizes the characteristics, chemistry, and environmental quality of these karst systems in Northern China. Five structural models of karst water systems were identified based on the relationships between the karst geological strata and karst groundwater flow fields. These specific structural models may closely relate to the attendant environmental geological issues and consistent risks from pollution. Over the past 40 years, the karst water systems in Northern China have suffered from various environmental problems, including deteriorating water quality, the drying up of springs, a continuous decline in the level of karst water, and so on. Based on the field investigation and previous data, a preliminary summary is provided of the environmental problems related to the development and evolutionary trends of karst water in this region. The results highlight the significant challenges associated with karst water, and it is essential that all segments of society be made aware of the situation in order to demand change. In addition, the study provides a scientific basis for the management, protection, and sustainable utilization of karst water resources.     

赣南青塘盆地岩溶水特征及开发利用区划

通过地面调查、地球物理勘探、水文地质钻探及采样测试等手段,研究赣南青塘盆地岩溶水特征。研究表明,盆地内岩溶水主要赋存于岩溶地下河及岩溶管道-裂隙含水层中,水资源较为丰富,局部以地下河及岩溶上升泉形式溢出地表,地下水开发以地下河及岩溶上升泉为主。综合分析认为:青塘岩溶盆地内岩溶分布在侵蚀基准面以上,沿层面发育并受断裂及构造裂隙控制;水化学类型以HCO3-Ca型、HCO3·SO4-Ca型为主,分别占总水样的58.33％、20.83％;地下水水质以较好(Ⅲ类)为主,占盆地内总水样的50.00％;青塘岩溶盆地外来地表水汇入流量为117 094.5 m3/d,汇出流量为416 007.8 m3/d,内部基础径流量为298 913.3 m3/d。在综合分析盆地内岩溶地下水和地表水富集程度、地下水开发条件和环境承载力等因素基础上,结合地貌和流域特点、盆地内岩溶塌陷易发性分区,对区内岩溶地下水资源开发利用进行了区划,为该区合理利用岩溶水资源提供依据。     

Karst flash flooding in a Mediterranean karst, the example of Fontaine de Nîmes

Karst flash flooding, identified as one of the hazards in karst terrains, is directly linked to the structure and hydraulic properties of karst aquifers. Due to the characteristics of flow within karst aquifers, characterized by a dual flow – diffuse flow within fissured limestone and conduit flow within karst conduits networks – flash flooding may be important in volume and dynamics. Such phenomenon may cause serious damages including loss of lives, as it occurred on 3rd October 1988 in Nîmes (Gard, South France). Flash floods there have been considered to be the result of very intensive rainfall events conjugated to runoff due to the geomorphologic context of the city located down hill. However, preliminary results of recent studies of the hydrologic behaviour of groundwater and surface water for a specific event (September 2005) show that the karst plays an important role in the flood genesis. The main characteristics of the Nîmes karst system leading to karst flash flooding are presented in this paper. A methodology comprising modelling of the karst system allowed proposing simple warning thresholds for various part of the karst (water level threshold for the karst conduits and cumulative rainfall threshold for the overflowing fissured karst). These thresholds can be included in the flash flood warning system of the Nîmes city.     

多级水流系统耦合下深部岩溶分异研究——以川东隔挡式构造区中梁山背斜南段为例

新构造运动背景下,干、支流对地壳抬升反应速率的差异,导致具有不同排泄作用的河谷广泛组合,形成多级地下水流动系统,地下水作为岩溶含水系统发育的主要控制因素,多级水流系统的空间耦合影响岩溶发育分布规律。文章首先根据中梁山背斜南段岩溶槽谷横向沟谷的发育特征,将岩溶槽谷划分为渗流区、分流区、外流区;结合横向沟谷控排作用与地形指数,分析多级水流系统耦合的空间分异特征。其次通过隧道建设背景下地表水漏失、隧道涌水情况及隧道施工揭露岩溶现象验证在多级水流系统耦合效应下深部岩溶发育特征。结果表明:渗流区以区域水流系统为主,隧道涌水量巨大,水流通道连通性良好,地表水基本干涸,深部岩溶发育强烈;分流区除了近河谷地带以局部水流系统为主、深部岩溶发育较弱以外,宽缓分水岭地带的地下水流动仍然以区域性流动为主,深部岩溶较发育,隧道涌水量较大,地表水与深部岩溶地下水水力联系较好,隧道建设对地表水影响严重;外流区以局部浅循环为主,深部岩溶发育程度弱,深部岩溶水与地表水水力联系较弱,地表水漏失程度一般。本研究不但拓宽了托特多级水流系统的应用领域,为岩溶发育理论研究提供了新的角度,同时为深埋岩溶隧道建设的危险性评价及引发的环境负效应研究提供理论指导。     

云南泸西皮家寨岩溶大泉束流调压壅水开发示范

皮家寨岩溶大泉为上升泉,流量1072．75～1957．5L／s,出露于岩溶盆地边缘槽谷底部松散土层覆盖区,出口及天然径流途径位置低下。根据该泉所处的具体水文地质及工程地质条件,构思设计了新颖的岩溶大泉束流调压壅水技术方案。方案利用了皮家寨岩溶大泉较高的承压水头和下游存在弱透水岩体、上覆弱透水盖层的有利条件,采用帷幕灌浆形成地下防渗帷幕,与地上束流调压池联合,通过开、闭束流调压池上的引水闸和泄水闸调节水位,对大泉进行束流调压壅水开发,使水位壅高,就势将水流输往更高的地区,实现自流引水灌溉。示范工程的建成不仅取代了原有的提水泵站,节约了抽水费用,而且还消除了下游低洼地带农田的长期积水危害。     

Characteristics of Underground Water Flow at Different Water Levels in Tianshengan Karst Area, Yunnan, China

Three tracing tests from the same injection point executed at low, medium, and high water levels in the karst aquifer near Tianshengan village, Lunan Stone Forest, Yunnan Province, China, have revealed the basic properties of underground water flow. They showed the general directions of water flows; tracer concentrations were observed at six successive points allowing for the calculation of apparent dominant flow velocities at these sections towards the Dalongtan karst spring. For the high water level, the discharge between single sections was between two and 10 times greater than that at low water level. For the medium water level, the flow velocity at different sections was between 1.4 and 3.7 times faster than that at low water level; and for high water level, it was between 1.3 and 2.7 times faster than that at medium water level. The fastest water flow appeared at the first section (23 cm/s at medium water level); and the slowest (0.6 cm/s at low water level) appeared where water flow must cross the Tianshengan fault (north–south direction), and later, a layer of 20–30 m thickness of quartz sandstone and shale clay-stones. It was also possible to calculate the recovery of the tracer for point 4, Dakenyan, where discharge was measured. At the medium water level, 50% of the injected tracer was detected a half-day after its first appearance and at low water level after more than 3 days. The previously published research illustrates the transport velocities of possible contaminants and their solubilities in water at different hydrological conditions.     

云南鹤庆西山岩溶地下水均衡模拟

鹤庆西山岩溶地下水是当地人们生产生活的重要水源,开展岩溶地下水均衡调查及计算模拟,掌握研究区岩溶地下水动态,对鹤庆西山地下水资源开发利用及管理有重要的意义。本文在收集研究区地质资料的基础上,对研究区的自然地理条件、地层岩性、地质构造和水文地质条件等地质背景进行分析并划分岩溶地下水系统。采用数值模拟法对云南省鹤庆西山岩溶地下水均衡进行了模拟计算,并与水量均衡法进行了对比。结果表明:岩溶系统划分合理,各岩溶子系统补给与排泄基本均衡;各岩溶子系统的排泄以集中排泄为主,集中排泄占总排泄量的67%~92%;考虑岩溶管道的集中排泄模型更符合研究区岩溶地下水运动特点。