典型喀斯特岩性组合结构的流域水文干旱机制研究——以贵州省为例

水文干旱已成为全球气候变化背景下典型的自然现象, 是气象干旱和农业干旱的延续和发展, 是最终、最彻底的干旱.岩性是流域下垫面的重要组成物质, 其岩性类型及结构控制着地貌及水系的发育、促进流域储水空间的形成, 影响流域的储水能力, 关系到流域水文干旱的发生.本文在贵州省选择40个典型流域为研究样区, 利用面向对象分类技术, 提取流域岩性类型的遥感信息; 利用主成分分析及灰色理论, 研究岩性类型及其结构对流域水文干旱的影响机制.研究表明: 1)从岩性类型因素上看, 流域岩性类型对水文干旱影响总体较大, 影响从大到小排序(关联度)为: K(0.985) > Z(0.96) > O(0.924) > J(0.922) > S(0.806) > D(0.788) > ε(0.75) > C(0.69) > Pt(0.684) > P(0.568) > T(0.542); 2)岩性类型的主成分因素对流域水文干旱影响从大到小排序(关联度)为: Z3(0.48) > Z4(0.47) > Z1(0.44) > Z5(0.42) > Z2(0.39); 3)岩性类型组合方式对流域水文干旱影响从大到小排序为: Ⅰ、Ⅱ > Ⅴ、Ⅳ > Ⅲ.     

喀斯特流域水文地貌系统汇流分析─—以喀斯特峰丛洼地谷地流域为例

在回顾目前汇流理论基本问题的基础上,根据喀斯特径流试验场水文资料,提出喀斯特流域水文地貌系统汇流结构场由地貌形态结构和含水介质结构组成,从而认识到喀斯特流域汇水流量过程的双层结构,并运用系统论的观点探讨了流域汇流特性。      

喀斯特流域枯水径流频率分析——以贵州省河流为例

以贵州省各水文站控制断面为例,选择了18 个流域进行枯水频率分析。在综述国内外枯水频率研究的基础上,选择了对数正态分布、P-Ⅲ型分布、对数P-Ⅲ型分布及耿贝尔曲线四种理论分布的线型,来分析在喀斯特流域进行枯水径流频率计算时所适用的理论频率曲线,以及不同的地貌类型对所选择的曲线线型是否产生影响。研究表明,地貌类型对枯水频率曲线的线型影响不大,采用对数正态分布计算,其所造成的误差最小,其它三种方法误差则较大。      

基于GIS 分析喀斯特流域下垫面因素对枯季径流的影响——以贵州省河流为例

本文采用GIS 作为空间分析的工具, 分析了喀斯特流域地貌类型等下垫面因素对枯季径流的影响, 并从流域结构的角度, 选择了空间尺度、岩性、地貌类型、森林植被等自然因素作为参数, 借助于SPSS 软件, 运用多元统计学的方法, 建立了多元回归方程数学模型, 对喀斯特流域枯季最小日流量进行预测。      

喀斯特流域水文地貌系统及其识别方法初探

本文运用系统论的思想,把陆地水文学和地貌学相结合,首先阐述了喀斯特流域与水文地貌系统的内涵和关系;然后对喀斯特流域水文地貌系统识别方法进行了探讨,提出了流域形态径流强度系数和导数高程积分曲线;最后以水文与形态之间的映射关系来探讨识别喀斯特峰丛洼地系统中的地下水系结构。      

喀斯特流域水文地貌造峰效应分析

本文首先通过对喀斯特流域性质的分析,提出了流域水量不平衡系数的概念;然后对喀斯特流域不同的时空尺度和地貌类型在空间配置差异所引起的洪峰效应进行了探讨分析,认为喀斯特流域水文模型的建立应充分考虑流域不同水文地貌单元的结构特征。     

喀斯特地区流域岩性差异与洪、枯水特征值相关分析——以贵州河流为例

影响流域洪、枯水径流模数、变差系数的因素很多,如气候,岩性、土壤、地貌等许多自然条件。本文通过聚类分析把各流域按岩性差异进行分类,研究不同岩性的流域与洪、枯水径流特征值之间的相关关系,从而揭示岩性差异对流域水文要素的影响。     

喀斯特流域岩性与枯水径流特征值的灰色关联度分析

喀斯特流域枯水径流特征值的影响因素很多,如气候、流域面积、岩性、土壤、地貌等等,而能够确知的信息不多.本文视喀斯特流域为灰色系统,对流域枯水径流特征值与岩性组成之间的灰色关联度及灰色相对关联矩阵进行分析,从而揭示枯水径流特征值与流域面积和岩性之间的关联规律.     

喀斯特地区泥石流物源量分析和敏感性评价——以贵州省威宁县二塘河流域为例

选取典型喀斯特区域为研究区,根据数字高程模型(DEM)并结合遥感影像和野外实地调查,将研究区进行小流域的划分。针对喀斯特地区有其特定的环境和对地质灾害的特殊成灾机理,分析了土壤侵蚀对喀斯特地区泥石流灾害的贡献作用,并提出了研究区泥石流物源量的计算方法。从泥石流形成条件出发,基于流域单元,选取土壤侵蚀、侵蚀物源量、相对高差、纵坡降、沟壑密度、形成区平均坡度、沟道弯曲系数等7个评价因子,采用层次分析法确定各个评价指标的权重,对研究区二塘河流域17条泥石流沟做了敏感性评价。结果表明,评价结果能够反映研究区二塘河流域泥石流灾害的空间分布与区域活动特征,为小流域泥石流灾害的防治和土地合理利用提供了科学依据。     

喀斯特流域径流量时序演变特征分析——以贵州省为例

以贵阳水文站近45年年径流量序列为例,利用Mo r let 小波变换对喀斯特流域径流量时序演变特性进行了分析预测。结果表明: ( 1)贵阳水文站年径流主要存在4a和25a 两个时间尺度的周期变化,在这两种时间尺度下,径流演变呈现出较明显的丰、枯交替振荡。( 2) 2000年以后的10a左右,年径流量有由丰转为枯、逐步下降的趋势。( 3)年平均径流量的丰、枯周期变化主要受年平均降水量的影响;人类活动对喀斯特流域年径流量有增加和减小两方面的影响,总体上会使径流量略有增加。      

桂林市西城区岩溶塌陷特征分析

桂林市西城区岩溶塌陷是该区重要地质灾害 ,已对当地工农业生产构成严重危害 ,本文从大量野外调查资料出发 ,分析了该区岩溶塌陷在时间和空间上的主要特征 ,为今后本区岩溶塌陷的预测和防治提供了可靠的依据。     

关于西南岩溶山区生态建设的一些讨论—－以贵州省为例

在分析20世纪90年代以来南方岩溶山区生态退化和重建研究实践方面的薄弱环节及国外岩溶区生态建设经验的基础上,对岩溶山区生态建设的特殊性进行了重新认识。指出岩溶山地的生态环境建设必须是一种经济建设,石漠化综合治理模式必须由扶贫型向质量型转变,由单一坡改梯向多途径特色农业转变,由防护型向开发型转变,由政府主导向参与式转变。在恢复和治理生态的前提下调整农业内部结构,发展特色产业,将环境资源转化为有形商业产品,形成生态环境外部经济效益良性循环的机制,以中止岩溶脆弱生态背景上土地退化的恶性循环。      

圆梁山隧道桐麻岭背斜段岩溶与岩溶水特征研究

在简述桐麻岭凝斜地质环境的基础上，较详细地论述了前斜区，特别是部岩溶发育分布特征以及岩溶发育深度，岩溶水的发育分布与补给，迳流，排泄特征。     

贵州喀斯特山区墓地利用管理初探--以毕节亮岩峰丛山地为例

通过对贵州亮岩峰丛山地的墓地进行调查和初步研究, 结果显示墓地在一定坡度上的特定地段有集中趋势,而喀斯特地区土体厚度则是影响墓地分布的重要因素之一.绝大多数墓地集中分布在日照较好、排水畅通、土体较厚的阳坡山麓地带,以占用质量较优的耕地为主.因此,在墓地利用管理实践中, 实施统一规划、集中管理,建立有偿使用制度、严格用地指标,加强墓地绿化,实施墓地园林化建设等措施,以期多元化开发利用墓地,有效保护耕地资源.     

云南省岩溶水系统特征及调查要点

云南省岩溶分布面积110 875.7km2,占全省面积的28.14%。主要分布于东经102°以东、元江以北的滇东片区,以及滇西北、滇西保山至沧源片区。滇西北岩溶区,纵谷深切,岩溶水快补速排,是以江河汇水区为主的岩溶流域。滇西北东部和滇西岩溶区则山间盆地也较发育,也形成以盆地为汇流中心的岩溶流域,岩溶水在盆地中排泄到地表之后再向大江大河汇聚。滇东岩溶区则以山间盆地及河谷汇水区为主要的岩溶流域。云南岩溶区,由于强烈构造运动,断裂交错发育,各时代地层被切割成不同形态的断块或条带,错落分布于不同高程上,加之岩溶含水层与非岩溶相对隔水层在垂向上的间隔分布,从而形成诸多水文地质特征不同、相对独立、不同等级的岩溶水系统。本文岩溶水系统分类分级以岩溶水循环特征为纲,根据水文地质条件及其基本特征差异性进行分类;按照从上到下、由一般到具体的次序进行分级。分类力求反映各类型的基本特征和共性,便于剖析和归纳总结岩溶水的运动和赋存规律。一级:研究对象———岩溶水。二级:根据岩溶水循环深度和周期长短,划分为浅循环和深循环两类岩溶水系统。浅循环岩溶水系统是指岩溶水循环深度较浅,循环周期在一个水文年内,受降水的季节变化影响明显的岩溶水系统。深循环岩溶水系统是指岩溶水循环深度大,循环周期长达数年或数十年以上,受降水的季节变化影响微弱或不受其影响的岩溶水系统。三级:具体的补给、迳流、排泄系统(称水文地质单元),多以地下分水岭、透水性弱的岩土体、断裂以及河流等构成其边界。对于浅循环岩溶水系统,岩溶导水、赋水空间的发育和空间分布受碳酸盐岩的成层性特征控制明显,在勘查和开发实践中,往往将其视为层状含水层组。对于岩溶水的形成、运动、赋存特征,含水层组的埋藏条件起着突出的作用。因而,根据岩溶含水层组埋藏条件的差异,进一步划分为:裸露型、裸露-覆盖型、裸露-埋藏型三类岩溶水系统;对于深循环岩溶水系统,岩溶水的运动和赋存受地质构造控制,主要存在两种类型:一是深埋藏层控型,另一类为断裂带型。裸露型岩溶水系统是指岩溶含水层组由岩溶山地补给区延伸至盆、洼、谷地排泄点或带,基本上呈裸露展布。此类系统岩溶发育极不均匀,导水、赋水空间以溶洞管道为主,岩溶水主要为暗河流,沿暗河有许多落水洞、天窗、溶井、脚洞与其沟通,岩溶水通过这些通道获得补给,岩溶水系统储存调节能力弱,水位流量季节变化剧烈。岩溶水流以快速流为主,多以大泉、暗河形式排泄。裸露-覆盖型岩溶水系统,是指岩溶含水层组由裸露岩溶山区延伸至松散土层覆盖区,由裸露过渡为覆盖型的岩溶水系统。多分布于断陷盆地和底部存在近期沉积的谷地、洼地区。此类系统由于补给条件好,水循环交替快,允许开采量大,且覆盖型岩溶含水层组具有一定量的储存资源可以发挥调节作用,是一般供水勘查和开发的主要对象。目前,已经勘查和开发的也主要是这类岩溶水系统。这类岩溶水系统的主要特征,一是均可划分为差异很大的裸露和覆盖型岩溶区。前者是岩溶水的补给、迳流区,岩溶赋水空间为不均匀的洞管隙系统,岩溶迳流主要为快速的管道流。后者往往处于断裂的下降盘,岩溶发育相对均匀、连通性好,其水文地质特征等效于多孔介质,地下迳流主要为慢速的扩散流;二是系统水资源大部分从山边暗河出口或大泉排泄到地表,地下水资源的开采,应以截流提引和建库调蓄开采暗河或大泉为主。但覆盖区往往处于断陷区,岩溶发育深度大,有较大的储水空间和储存量,可同时布井开采,起到调节暗河或大泉枯季流量减少的作用;三是系统内部存在统一的水力联系,当覆盖区过量开采时,首先表现为袭夺暗河和大泉流量,甚至导致其干涸,进而造成大范围水位持续下降,在一定的条件下还可能引起岩溶塌陷等地质灾害。因此,必须按系统完整地进行勘查评价工作,系统规划开采方案。裸露-埋藏型岩溶系统指岩溶含水层组由裸露岩溶山区延伸至其它非可溶岩埋藏区,由裸露型过渡为埋藏型的岩溶水系统。这类系统的特征与裸露-覆盖型岩溶水系统基本相同。但埋藏型岩溶含水层组赋水空间以发育较均匀的网状岩溶裂隙为主,富水性及透水性更为均匀,一般都赋存承压水,水质优良,动态稳定。这类系统的卫生防护条件和环境条件更好,埋藏区在岩溶含水层组上覆岩层完好的条件下,与上层潜水及地表水基本无水力联系,不易产生含水层污染和岩溶塌陷等地质灾害。此外,埋藏型岩溶含水层组的分布可能达到盆地、谷地边缘山坡之上,更有利于利用。深埋藏层控型岩溶水系统,是指岩溶裂隙含水层组埋深在数百至数千米以上的岩溶水系统,这类系统富水性均匀,富含承压水,其富水性、水温、水质主要受埋深和构造控制,基本不受气象水文、地形地貌条件的影响,地下水循环周期在数十年以上。在断裂作用强烈的断陷盆地区,多赋存有水质优良的热矿泉水。断裂带型岩溶水系统,是指沿断裂破碎带形成的带状或脉管状岩溶水系统,靠裂隙及破碎带导水,在地形高差产生的水压差以及地下水温差作用下,形成地下水对流系统。具有系统分布范围狭小,对流通道分布随机,循环深度大,循环周期长,水位、流量受气象水文、地形地貌条件的影响小,较为稳定,水温较高的特点。当对流通道通过浅部孔隙、裂隙或岩溶含水层组时,一部分深循环水流会扩散到这些含水层组中,在深循环水流通道附近形成一定范围的囊状或带状水温异常区。对于浅循环岩溶水系统岩溶水的调查评价。裸露型岩溶水系统,应重点通过遥感、水文地质测量、洞穴探测、取样分析、地下水动态观测和示踪试验等手段,查明岩溶水补给和赋存条件、暗河系统的埋藏分布、各类岩溶水天然出露点和富水块段,以及岩溶水动态和水质、岩溶水系统的储存调蓄能力和人工调蓄的条件、地质环境条件。水资源评价以水文分析法为主;裸露-覆盖型岩溶水系统及裸露-埋藏型岩溶系统,勘查工作应根据裸露区、覆盖(埋藏)区的不同特点布置,裸露区的勘查要点基本上同裸露型岩溶水系统。对于覆盖(埋藏)区,主要应用物探、钻探、抽水试验、连通试验和取样分析测试等手段,查明:含水层组的埋藏分布及边界,与裸露型岩溶补给、迳流区的关系,岩溶水平和垂直分带,含水层组的富水性,富水块段的分布位置,迳流场特征,盖层的稳定性及其它环境地质条件,取得有关水文地质参数等。这类系统岩溶水资源主要是降水渗入(灌入)补给量,一些地区还有部分地表水渗入、系统外含水层的越流补给量,在气象因素影响下,具有年和多年的周期性变化规律。但这类系统一般具有较大的储存量,在枯水期可对开采量起到调节补偿的作用。因此,水源地均为调节型。岩溶水开发利用,通常采取截引裸露区的大泉或暗河与在覆盖(埋藏)区打井调节的方式联合开采。由于裸露区与覆盖(埋藏)区水力联系密切,因此,对于岩溶水允许开采量的评价,必须系统地进行,应采用裸露区的统计或灰色模型与覆盖(埋藏)区的确定性模型联合模拟评价。深循环岩溶水系统岩溶水的调查评价,应根据层控型岩溶水系统的水文地质特征进行。其勘查手段主要以区域水文地质测量、物探、钻探、抽水试验、水化学分析、地下水测年、水位观测等手段,查明系统所处的大地构造背景、岩相古地理及地质发展史、含水层组的埋深、分布及厚度、富水性、盖层类型及特性、基底类型及特性、以及系统的侧向构造边界,取得有关参数。通过地下水迳流场、温度场、水化学场的分析,结合测年结果,确定地下水有无补给及其循环速度。这类系统一般只能获得相邻含水层的越流补给,其补给量有限,循环速度慢,开采量主要是储存量,水源地多为非稳定的消耗型水源地,开采方式主要为井采。这类系统有条件应用确定性模型评价地下水允许开采量。断裂带型岩溶水系统,根据其水文地质特征,适宜采用水文地质测量、动态观测、水化学分析、地下水测年等手段,查明地质背景、导水构造特征、导水通道及泉点的分布、水量、水质及其动态。这类系统以提引泉水开采为主,在深循环水流通道附近形成一定范围的囊状或带状水温异常区的条件下,也可适量布井开采。允许开采量的评价以泉流时间系列分析为主。     

湘江隧道岩溶发育规律及其风险分析

岩溶是地下水地质作用的过程和结果,是隧道建设面临的不良地质现象之一。研究隧址区的岩溶分布与发育规律,对工程建设极为重要。采用物探与钻探相结合的勘察手段,查清了场地范围内的地层岩性及水文地质条件; 通过对隧址地质结构、岩性组成、溶洞空间分布、大小及充填情况分析研究,查清了隧道穿越区的岩溶发育程度及其规律,总结了岩溶地质环境,分析了隧道工程的建设风险,提出了相应措施,为工程设计提供了决策依据。     

喀斯特地区的水资源承载力评价研究——以贵州省为例

喀斯特地区水文运动规律特殊,生态环境脆弱,其水资源承载力也不同于非喀斯特地区。本文从喀斯特地区的水资源承载力入手,选取了供水模数、需水模数、水资源开发利用程度、人均供水量、工业用水重复利用率、耕地灌溉率、生态环境用水率等评价指标,并用多目标灰色关联投影法对贵州省各地区的水资源承载力状态进行了合理排序。最后对人口、GDP、水资源量和喀斯特面积与评价结果进行了灰色关联度分析,得出以上四因素与喀斯特地区的水资源承载力具有一定的关系,其关联程度大小顺序为: 水资源量> 人口> GDP> 喀斯特分布面积;喀斯特分布面积对其水资源承载力具有一定程度的影响,喀斯特地区经济发展的落后导致其经济发展与水资源承载力关系不明显; 随着经济技术水平的提高,喀斯特分布面积对水资源承载力的影响将逐渐减小。      

基于GIS和RS的喀斯特流域枯水资源影响因素识别――以贵州省为例

喀斯特流域是由独特的地貌、水系结构及水文动态过程组成的地域综合体。因此,影响喀斯特流域枯水资源的因素复杂多样,除气候等条件外,流域的植被类型、土地利用类型、岩组类型、地貌类型等也是影响喀斯特流域枯水资源的重要因素。本文选取了19个典型喀斯特流域为研究对象,以1991至1995年水文数据和遥感数据为基础,通过实地调查,制定基于GIS和RS为基础的喀斯特流域枯水资源影响因素信息提取方法,提取各个喀斯特流域单元中枯水水资源影响因素,通过关联度分析,得出不同的自然因素对枯水资源的贡献率,即岩组类型因素> 土地利用类型因素> 地貌类型因素> 植被类型因素。在各自然因素中,白云岩、半喀斯特低中山、草地与枯水资源的关系最为密切。