峰林平原区岩溶含水层特征与调蓄功能

广西来宾峰林平原系统经过长期演化,内部结构有序度已接近最佳状态,具有以下岩溶水文地质特征: ①具有成熟的三元垂直分带;②浅层岩溶带厚约30m,有效孔隙率2. 5% ,调蓄能力强; ③中层岩溶带厚约70m,未充填洞穴发育,有效孔隙率1. 5% ,侧向水流通畅;④水位动态平缓,过程曲线主要反映降雨的季节变化;⑤含水层的疏干和回灌易于实现。基于上述特点提出利用地下空间调蓄径流的构想,其基本思路是在枯水季节抽取超过天然径流量的地下水,形成人工降落漏斗,以获得需要的水资源量; 雨季通过天然回灌,把调节库容重新充满。此法可作为峰林平原区治旱调蓄的新手段。      

桂林甑皮岩岩溶地下水硝酸盐来源与转化

峰林平原是人类活动和居住的密集区,也是岩溶地下水系统的主要径流、排泄地段,地下水资源丰富。随着城市化的发展,地下水硝酸盐污染问题日渐突出。为研究桂林甑皮岩岩溶地下水硝酸盐来源与转化,分别于2018年10月、2019年2月、3月和4月采集地下水样,利用常规水化学及氮氧同位素技术识别硝酸盐来源与转化。结果表明：甑皮岩地下水中NO3-浓度在0~19.523 mg?L-1,δ15N-NO3-和δ18O-NO3-分别在-0.17‰～45.12‰和-5.82‰~16.47‰。硝酸盐氮氧同位素数据表明,甑皮岩地下水硝酸盐来源主要为粪便及污废水,少量来自降雨中的NH4+和土壤有机氮。受岩溶介质不均一性的控制,甑皮岩地下水中NO3-浓度、δ15N-NO3-和δ18O-NO3-均表现出明显的空间变异性。甑皮岩地下水硝酸盐的转化过程复杂,受控于季节和岩溶介质不均一性,表现为旱季以反硝化为主,雨季则以硝化过程为主。厘清硝酸盐来源与转化为治理甑皮岩地下水硝酸盐污染提供一定的科学依据。     

峰林平原岩溶应用与理论研究--广西来宾石山开发前瞻性研究(1989-2000)成果介绍

自 198 9年 9月至 2 0 0 0年 12月 ,中国地质科学院岩溶地质研究所来宾课题组依托三个省部级攻关项目 ,瞄准西南岩溶开发大课题 ,以来宾这个峰林平原型热带岩溶县为操作平台 ,坚持理论联系实际的认识论方法 (以社会需求和学科发展前沿的结合点为选题导向 ;采用以技术创新带动理论创新和以理论创新指导技术创新的认识方法 ) ,在相对薄弱的人力和经费支持下不懈探索 ,取得一些初步创新成果 ,并在改变引进消化型研究方法 ,探寻建立既能融入世界“地球系统科学”新体系又符合中国国情的中国岩溶学理论的具体道路方面积累了若干经验。一、《来宾…     

桂林甑皮岩洞穴遗址地下水示踪及污染来源分析

桂林甑皮岩遗址周围地带地下水中污染物的种类及来源复杂。为了查明地下水系统的结构特征,分析地下水的污染物运移路径和追溯污染源,采用在线高分辨率示踪技术与人工采样相结合的方法。选取荧光素钠和罗丹明B两种示踪剂,在桂林甑皮岩遗址周围进行了三次示踪试验。根据试验结果分析地下水流场,计算地下水平均流速。结果表明地下水流速在1.6~33.91 m/d,平均值为12.92 m/d。流场内岩溶以溶蚀裂隙为主,且裂隙发育呈网络式,存在西北向东南方向的主径流带,但大型岩溶管道存在的可能性小。三次示踪试验结果均显示,投放点所在的污染源区与遗址周围地下水存在水力联系,因此,遗址附近的居民小区、学校、原砖厂等污染源对遗址下部的地下水存在潜在污染,需更大程度地划分遗址的保护范围。特别是甑皮岩景区化粪池密闭情况较差,严重危害遗址环境,必须对化粪池进行防渗处理。      

皖北平原岩溶地下水超采探析

皖北平原地区地表水源相对不足且污染严重,中深层地下水是该区重要的供水水源。运用水位动态法、开采系数法、引发问题法三种方法,对皖北平原的地下水超采区进行划分浅析。对超采区划分成果进行叠加,并根据实际开发利用情况对范围和边界进行适当修整,划分出超采区。以期为合理开发利用保护地下水资源提供基础数据。     

地下水多元示踪试验在岩溶地区的应用

通过广西某排泥库区进行地下水多元示踪试验的工程实例,介绍了多元示踪试验在岩溶地区的成功应用及有效判析方法,对有效查明岩溶地区地下水水力联系,正确评价场区水文地质条件具一定的借鉴和参考价值。     

桂林岩溶地下水14C年龄测定结果及分析

通过对桂林市孤峰平原部分水文地质钻孔的泥盆系上统融县组灰岩(D3r)和石炭系下统大塘阶白云岩、灰岩(C1d)溶蚀裂隙含水层进行岩溶水14C年龄分析测试,结果表明在与地表水或浅层地下水无直接水力联系的条件下,该岩溶地下水年龄一般都在3330aB.P.以上,且有随着深度增加而增大的趋势.该岩溶地下水年龄之所以偏大,主要是因为受制于其所处的地质环境的制约,水循环交替比较缓慢.     

四川锦屏落水洞岩溶地下水示踪

在岩溶水文地质调查的基础上,进行钼酸铵示踪试验。结果显示,落水洞沟水在落水洞附近进入地下含水层后,沿T2z / T1 岩层接触边界或断层( F6- F9)分成两股,一股向东排向磨房沟东大理岩地下水排泄带,另一股向南转西南、西北分别排向景峰桥- 牛圈坪沟段西雅砻江河床。磨房沟泉流域地下水向西袭夺造成该流域西部地表、地下分水岭不一致。而西雅砻江示踪段构造裂隙发育,地下水主要沿具有双重含水介质(稀疏裂隙和少量岩溶管道)的大理岩流动,天然条件下地下水流动缓慢。其中的局部大型溶蚀裂隙或串珠状溶洞成为主要地下水储水空间,其疏干性突水对工程施工有一定影响。      

微生物与化学示踪岩溶地下水补给源和途径

在重庆岩溶地下河系统,进行两次高分辨率示踪试验,分析地下含水介质的类型;以硝化、反硝化细菌作为微生物指示因子,根据Cl-和流量聚类分析划分雨、旱季,分析其与NO2-、NO3-的相关性,判断地下水补给途径。两次示踪试验中示踪曲线均为单峰型,无拖尾,示踪剂回收率分别为93.94%、27%,最大视流速与平均视流速之比为1.26、1.12,说明该岩溶槽谷区存在大型的岩溶管道含水介质,水流畅通,无大型溶潭或岔道。聚类分析结果为:旱季(10月~次年4月)地下河出口S2处硝化细菌与NO3-、反硝化细菌与NO2-相关系数达0.9290、.811,与土壤渗透水性质类似;雨季(5~9月)时,微生物与NO2-、NO3-无相关性,R均低于0.5,与上游落水洞D1处地表水类似。说明旱季时地下水主要是地表下渗的裂隙水补给,流经与暗河连接的岩溶裂隙途径,雨季时为经落水洞流入地下河的地表径流补给岩溶管道。     

岩溶地下河浊度来源及对示踪试验影响的定量分析

定量示踪技术是分析岩溶含水层水力特征和岩溶水系统结构的重要手段,地下河浊度是制约定量示踪试验精确性的关键因素。针对西南典型岩溶地下河,以三次不同水动力条件下示踪试验为研究对象,通过对比分析浊度、流量及示踪剂浓度变化探讨浊度来源及其对示踪剂和管道参数的影响。试验过程中,确定存在上、下临界流量使水流从层流过渡为紊流状态,浊度主要来源从管道内部再悬浮颗粒过渡为外源悬浮物,计算上、下临界流量分别为0.7 m~3/s和0.4 m~3/s。通过浊度与示踪剂的相关关系研究浊度对示踪剂的影响,结果表明当浊度大于25时,浊度与示踪剂浓度呈负相关关系,且浊度越大,对示踪剂的影响越大。最后通过对比确定,第一次示踪试验浊度影响较小,并估算了岩溶管道参数,为进一步水资源评价提供基础。     

桂林硝盐洞洞穴滴水示踪及气候环境意义研究

洞穴滴水对大气降水的滞留时间的研究是准确解译洞穴沉积物气候环境代用指标的重要内容。由于研究尺度和技术手段的差异,目前对滞留时间的研究重视程度仍不够。基于此引入水文地质领域成熟的示踪方法,对桂林丫吉硝盐洞滴水对大气降水响应时间进行了连续高分辨率的研究。利用野外自动化荧光仪和荧光示踪剂,实现了滴水的自动化示踪研究,节省了人力物力且提高了分辨率。通过两次示踪试验,确定了桂林丫吉硝盐洞滴水雨季对大气降水的响应时间小于48h,一些强降雨事件,滞留时间甚至小于4h。发现滴水的温度变化可以作为高分辨率监测时大气降水形成径流的示踪剂。对于桂林丫吉硝盐洞XY5常年性滴水点,雨季日降雨强度大于16.3mm就可以形成径流,并被监测到。XY5滴水点主要存在两个水源补给,常年的基流补给和大气降水的快速补给。这些认识对洞穴滴水监测和洞穴沉积物古气候环境重建有着很好的借鉴意义。     

基于示踪试验求解岩溶含水层水文地质参数

示踪试验作为重要的水文地质试验,长久以来以探明地下水的水力联系、测定地下水流速为主要目标。针对岩溶地区地下水流速较快的特点,提出了一套基于对流稀释作用的数学模型,利用电导率与溶质浓度的正相关关系,可方便准确地计算示踪试验投源井的天然径流量和地下水中示踪剂的背景浓度。根据后寨地下河流域陈旗典型试验区的计算成果,投源井的天然径流量为0.241 4 m³/min,辅以必要的水文地质调查,即可估算地下水流速以及含水层的渗透系数。     

峰丛洼地的坡地径流成分划分

峰丛洼地的石质坡地具有独特的包气带结构和产流模式,其表面岩石裸露,土壤薄且呈现斑块状分布,下部发育表层岩溶带.表层岩溶带的存在决定了石质坡地的产流模式.原本不透水的岩石表面成为"筛子",表层岩溶带和下部包气带之间的界面成为重要的产流界面,称之为表层岩溶带产流.石质坡地的径流是表层岩溶带产流、超渗产流、饱和产流的集合.由于岩溶动力系统的差异导致来自不同界面的径流的温度、pH、电导率、方解石溶解饱和指数(SIc)和二氧化碳分压(P_(CO2))也不同.利用径流的物理、化学曲线对石质坡地的径流进行初步的定性划分,将径流分为洪峰和基流.洪峰的上升段由超渗产流和饱和产流构成,退水过程以及基流则主要是由表层岩溶带径流提供.     

内蒙古乌拉特后旗三贵口矿区水文示踪试验

三贵口锌多金属硫铁矿区在山前阶地施工的坑道都遇到普遍涌水且涌水量大(约3万m3/d)的问题,给矿井建设带来严重困扰。在附近的山前平原第四系浅层孔隙水中分别投入盐和染色剂,在矿井涌水排出口进行电阻率检测和颜色变化对比检查。通过示踪试验、地质调查和工程施工,发现矿井所在的那云山南东侧山坡地下断层(裂)发育,且为导水断层,是矿井涌水的主要通道。试验表明:矿井涌水和山前平原第四系孔隙水间存在着密切的水力联系,后者沿着F1-2、F1-3、F1-4和F1-5 4个破碎带进入矿井;最大渗流速度高且较稳定,为0.352～0.388 m/s,平均渗流速度为0.193～0.079 m/s。     

桂林地区岩溶水87Sr/86Sr特征

锶是岩石圈上部含量最大的微量元素，其元素及其同位素化学性质都比较稳定。不同水岩作用条件下，锶元素含量及其同位素值都不一样。本文通过对桂林地区的两个典型岩溶地下河系统不同类型地下水样87Sr/86Sr值和Sr含量的分析，得出；流经不同岩层的地下水其87Sr/86Sr值和Sr含量不同，同一地下河系统中不同类型地下水的87Sr/86Sr值Sr含量不同，其值的差异由岩性和水岩作用决定。说明87Sr/86Sr值能反映地下水的形成、径流和混合作用，是较理想的示踪剂，在岩溶水研究中具有很广阔的应用前景。     

北京平原区浅层地下水污染风险评价

本文依据北京实际情况,提出了地下水污染风险评价指标体系。以灾害风险理论为基础,提出了地下水污染风险评价方法,对北京平原区浅层地下水污染风险进行了分区评价。评价认为：北京平原区浅层地下水污染高风险区主要位于永定河冲洪积扇顶部。     

京津冀德平原区深层水开采与地面沉降关系空间分析

京津冀德地区是我国重要城市集中区和农业生产基地,由于深层地下水的过量开发利用,产生了严重地面沉降问题。部分学者认为,深层地下水累计开采量基本上相当于地面沉降累计量,认为京津冀德平原区深层水属于储存资源,基本得不到补给和更新。本文利用GIS空间分析方法,对开发利用深层地下水的京津冀德平原区大约八万平方千米范围,进行了累计地面沉降体积分布、深层水水位变差分布的空间分析,结合对深层地下水开采量的研究,初步探讨了深层水开采利用与地面沉降宏观关系的定量特征,结论是多年平均深层水开采量为25×108~27×108m3,多年平均地面沉降体积量为11.2×108m3,年均地面沉降体积大约相当于41%~44%的年均深层水开采量体积,还有56%~59%的深层水开采未导致直接的地面沉降响应,说明在高强度开采激励条件下深层水的动力场可能已经发生巨大变化,对深层水开采引起地面沉降的关系、深层水的组成与循环更新机制应进一步研究。