中国北方岩溶水系统划分与系统特征

中国北方岩溶水以相对独立单元进行循环, 构成一系列规模不等的岩溶水系统。本文重点阐述两方面的内容: 第一从基本概念出发, 划分出119个岩溶水系统, 这些系统以高度开放, 环境质量脆弱, 发育规模大, 资源要素构成多、各要素间转化关系复杂, “水煤共存”为特点; 第二从岩溶水系统地质结构与岩溶水流场的叠置关系出发, 将119个系统归结为5种系统模式, 各种模式在分布与发育规模, 岩溶地下水循环、富集, 岩溶地下水流场形态和主要岩溶水文地质环境问题等方面具有鲜明的特征。     

中国北方气候变化特征及其对岩溶水的影响

在气候变化的大背景下,近数十年来随着北方岩溶区降水量的趋势性下降和气温的不断升高,岩溶水补给资源量大幅度衰减,气候变化成为引发一系列岩溶水文地质环境问题的原因之一。针对这一问题,以岩溶水系统为单元,采用大量气象系列资料研究北方岩溶区降水变化与分布特征,分析了气候变化发展趋势及成因,从区域角度出发,估算了气候变化对岩溶水资源的影响。     

徐州市岩溶水开发过程中的环境地质问题

以大量实际资料介绍了徐州市岩溶水的赋存特征、开发简史。近年来由于工农业发展,需水量增加,许多地段强烈超采,而出现岩溶水水位持续下降、水质恶化和发生岩溶塌陷等环境地质问题。      

徐州市岩溶水开发过程中的环境地质问题

以大量实际资料介绍了徐州市岩溶水的赋存特征,开发简史,近年来由于工农业发展,需水量增加,许多地段强烈超采,而出现岩溶水水位持续下降,水质恶化和发生岩溶塌陷等环境地质问题,作者深入研究了上述环境地质问题发生的机理,以期对防治工作提供依据。     

中国北方岩溶地下水污染分析

近年来,受气候变化和强烈人类活动的影响,环境物质及能量多频次、大范围的输入,极大程度上改变着岩溶水系统的水环境质量,岩溶水生态环境遭受不同程度的威胁和破坏,岩溶水水质日趋恶化。本文归纳分析了我国北方岩溶水系统水质特征、污染现状、污染来源及污染途径。我国北方岩溶水水质类型中硫酸盐型水和氯化物型水的分布逐渐增加,主要污染组分为总硬度、SO42-、F-、NO3-和TDS等。其中硫酸盐和硝酸盐污染强度和范围最大,呈现出显著的人类活动影响特征。依据我国北方岩溶系统结构及水力学特征,将岩溶水污染途径概括为：①连续入渗型——主要包括岩溶区地表水（河流、水库等）渗漏污染,城镇污水渠或排污管道破损引起的污水渗漏污染;②越流型污染——污染孔/裂隙水（含矿坑水/老窑积水等）越流污染岩溶水;③间歇入渗型——固废淋溶入渗和污水灌溉渗漏污染等。据此提出了推进岩溶水水资源保护和污染防治的合理化建议。     

对中国北方岩溶水研究方向的思考与实践

中国北方碳酸盐岩含水层连续沉积厚度大、分布范围广,蕴藏着丰富的地下水资源,是重要的国家级含水层。北方岩溶水集水资源、旅游资源、生态功能等于一体,在国民经济建设中具有举足轻重的地位,特别在城市供水和能源基地建设中发挥了不可替代的支撑性作用。近50年来,受大规模水资源开发利用和人类其它高强度活动影响,北方岩溶水环境问题凸显并带来了一系列负面效应,严重制约了水资源的可持续利用。在国家大力倡导生态文明建的大背景下,如何协调好北方岩溶区资源开发与环境保护,是水文地质工作行业需要着重思考的问题。本文从国家需求出发,提出北方断流岩溶大泉泉水复流的生态修复、闭坑煤矿酸性“老窑水”对岩溶水的污染防治、深层岩溶水的水和热资源开发利用等应作为未来一段时期北方岩溶水的重点研究方向,同时,对近年来在这几个方面开展的调查研究工作取得的成果了进行简要介绍。     

越南北部岩溶特征及其相关环境问题

越南北部属热带季风气候,受东南亚季风影响明显,雨量充沛,气温高,植被发育。它们地处特提斯海槽和环太平洋带两个全球性的构造带交汇处,碳酸盐岩受构造改造强烈,岩溶广泛发育,岩溶地貌类型齐全。与中国西南亚热带、热带岩溶区相比,岩溶发育特征有许多类似之处,但其岩溶泉水有更高的碱度,反映出更强烈的溶蚀作用。随着越南经济发展,岩溶区中的一些环境问题也日益突出,不合理的土地利用,已开始造成土地石漠化等环境问题。      

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。     

华北东部深部岩溶及煤矿岩溶水害特征

针对我国华北东部煤矿井开采深度迅速增加,矿井岩溶水害日益加重的客观问题,文章分析讨论了深矿井开采的基本概念,通过统计分析,得出中国东部主要煤矿井目前开采深度达到600 m左右且以12 m/a左右的速度向深部延伸的变化趋势。从华北东部地区沉积古地理环境与地壳运动演化史方面分析了该地区厚层奥陶纪灰岩的形成及其后期岩溶发育过程。通过对研究区几个重点矿区揭露的奥陶系灰岩岩溶发育特征在穿层和顺层方向上随深度变化规律的分析,揭示出华北东部主要煤矿区奥陶系灰岩岩溶发育特征在垂向上具有弱-强-弱和顺层方向上随埋深具有由强到弱的变化规律。提出了华北东部煤矿深部开采将面临的岩溶水害问题及其防治水技术思路。     

西南岩溶石山地区岩溶地下水系统划分及其主要特征值统计

岩溶地下水系统是西南岩溶石山地区最基本的水系统,而岩溶地下水系统划分则是正确评价、合理开发利用西南石山地区岩溶地下水资源的重要基础。本文首先按西南岩溶水出露条件划分出3620个岩溶地下水系统,其中地下河系统1179个、岩溶泉系统1152个、集中排泄带岩溶地下水系统562个、分散排泄岩溶地下水系统727个,然后按岩溶含水岩组的出露条件将岩溶地下水系统划分为裸露型（2324个）、裸露覆盖型（108个）、覆盖型（275个）、裸露-埋藏型（98个）、埋藏型（88个）五种类型。除分散排泄岩溶地下水系统外,汇水面积大于1000km^2的其它岩溶地下水系统有26个。在地下河系统中,汇水面积大于10km^2而小于500km^2的有1049个,占88．97％,汇水面积小于100km^2的有711个,占总数的60．3％;在岩溶泉系统中,汇水面积小于50km^2的有814个,占总数的70．66％;在集中排泄带岩溶地下水系统中,汇水面积大于100km^2而小于500km^2的有303个,占总数的53．91％。流量统计结果显示,流量大于1000L／s的岩溶地下水系统有286个,占总数的11．2％,流量大于50L／s至小于500L／s之间的有630个,点总数的63．73％。[      

重庆岩溶地下河水文地球化学特征及环境意义

岩溶地下河系统是岩溶地区重要的地下水资源,重庆地区分布有岩溶地下河380条,是重庆市重要的地下水资源。为宏观掌握重庆地区岩溶地下河水化学特征,了解区域岩溶地下河水化学影响因素及分布规律,研究了重庆不同地区61条岩溶地下河水文地球化学特征。结果表明,重庆地区岩溶地下河的溶解组分主要来源于碳酸盐岩的溶解,水化学类型为Ca-HCO₃型或Ca(Mg)-HCO₃型,但部分地下河水化学受到人类活动影响变为Na+Ca-HCO₃型、Na+Ca-SO₄型、Na+Ca-Cl型或Ca-SO₄+HCO₃型,且农业活动或城市废水对地下河水化学的影响比工矿业活动普遍。地下河水温度随海拔升高而逐渐降低。在相同的地质背景下,地下河Ca2+、Mg2+、HCO₃-等离子由于受不同区域岩溶作用强度差异的影响呈现出明显的区域性,SO₄2-、NO₃-、Cl-等指标由于受不同区域人类活动强度和方式的影响也显示出明显的区域性。总体来看,岩溶地下河水质正在恶化。     

华北煤田岩溶陷落柱分类及其特征

在总结华北煤田多起陷落柱突水事例及对徐淮煤田40多个矿区调研的基础上,依据陷落柱不同发育阶段的水文地质工程地质特征等,将其分为4个发育阶段:前期发育阶段、强烈发育阶段、衰退阶段和死亡阶段。通过分析陷落柱发育的不同层位,将其划分为3类,即奥灰层位之上可溶岩组、奥陶纪可溶岩组及寒武纪可溶岩组。继而,将陷落柱综合划分为12类,并总结分析了各类型陷落柱的地质特征。     

北方地下取水工程的环境影响评价方法探讨

结合从事取水工程环评及管理工作的经验,简要介绍了北方地下水资源的特点,及不同勘探程度工作成果的基本内容,同时介绍了该类工程环境影响评价的进展;就该类项目与规划的协调性、不同类型水源地的评价深度及卫生防护带划分等方面的评价方法、评价内容等进行了讨论;以已完成的该类工程的环境影响评价成果作为案例,说明实际工作中应根据项目类型及所处地区的不同,确定相应的评价重点与评价内容,最后简要展望了此类项目的发展趋势,并提出了今后工作的建议。     

山东羊庄岩溶水系统地下水环境演化趋势评价

羊庄岩溶水系统地下水是山东枣庄滕州市、山亭区和薛城区城市供水及部分工业用水的主要来源。基于地下水环境演化趋势评价指标体系的羊庄岩溶水系统地下水环境演化趋势的研究,对地区饮用水安全、工农业生产和经济社会可持续发展具有重要意义。以羊庄岩溶水系统地下水为研究对象,用地下水环境演化趋势评价指标体系对系统地下水环境演化趋势进行研究,结果显示,除山亭断块和辛召断块部分低山丘陵区以波动平衡演化为主以外,其他地区地下水环境演化趋势以劣向演化为主,约占系统总面积的2/3,亟需采取相关措施抑制这一趋势。     

Impact of karst water on coal mining in North China

Coalfields in North China encompass more than ten Provinces. They contain six to seven coal seams in the Permo-Carboniferous strata. The lower three seams account for 37% of the total reserves and are threatened with intrusion of karst water from the underlying Ordovician limestone. Hundreds of water inrush incidences have occurred, in which a large amount of water suddenly flows into tunnels or working faces under high potentiometric pressure. Over 50 mines have been flooded over the last 30 years. Large-scale dewatering or depressurizing of the karst aquifer was considered essential to avoid water inrushes and keep the mines safely operational. This practice, however, has caused sinkholes, dry springs, water supply shortage, and groundwater contamination in the surrounding areas. One alternative water control measure is to make full use of the rock layer between the coal seam and the karst aquifer as a protective barrier to prevent or constrain water flow from the underlying aquifer into the mines. Grouting is effective when the hydrogeological conditions are favorable to this technique. Proper design of the grouting program and experience of the contractor are also important for a successful application.     

西北地区矿山环境地质问题及动态数据库建设

西北地区矿产资源丰富,矿业开发已成为地区经济发展的主要经济支柱。但是由于该区生态环境脆弱,不合理的矿业开发导致矿山环境地质问题严峻,部分矿区呈现加速恶化势态。资源损毁、地质灾害、环境污染是矿业活动的主要环境地质问题。矿业引发的地质环境问题与矿产资源类型、开发方式、地域条件及矿山企业的规模、性质关系密切。在研究分析矿山环境地质问题的基础上,建立了以MAPGIS为平台的可视化动态环境地质数据库。     

华北煤田岩溶陷落柱及其突水研究综述及展望

华北煤田岩溶陷落柱（简称“陷落柱”）是地质历史演化过程中形成的产物。80多年来,在中国华北煤田39个矿区煤矿开采过程中共揭露10 000多个陷落柱,因其导致的重大突水淹井事故20余起,研究岩溶陷落柱对系统认识中国矿山岩溶水文地质条件以及防治岩溶水害具有十分重要的理论与现实意义。文章系统梳理、总结了华北煤田陷落柱的发育特征、成因机理、突水机理、探查与防治方法,归纳出近年来华北南缘陷落柱的研究成果,并结合目前华北煤田生产过程中陷落柱研究与水害防治中存在的问题,从陷落柱形成机理与演化过程、小型隐伏陷落柱精细化探查与解译、陷落柱“动态监测—预测模型—突水机理”模式以及陷落柱水害防治技术体系等方面展望了其今后研究趋势及水害防治的方向。     

中国南方岩溶石山地区不同岩溶类型的地下水与环境地质问题

依据碳酸盐岩的出露形式、岩性和层组类型、大地构造等,将南方岩溶环境系统划分为裸露型、埋藏型、覆盖型和断陷盆地型,其中裸露型又可分为连续型和间互型.简要叙述了连续性、间互型、埋藏型和覆盖型岩溶区的大地构造、岩性和岩层组合方面的特征,结合多个典型点最新的研究成果,重点介绍了连续型岩溶区的地表水缺乏、污染、内涝和石漠化问题,提出修建水窖、封山育林等措施缓解缺水和治理石漠化;同时介绍了间互型岩溶区的地表、地下水污染、缺水、石漠化问题,提出依托高位隔水层溶洼成库、寻找蓄水构造打井、封山育林等治理措施;最后介绍了埋藏型岩溶区的缺水、石漠化和塌陷问题,指出打井、恢复植被等治理措施.