关于锥状喀斯特与塔状喀斯特的水动力成因过程──以黔中地区为例

锥峰可以峰丛的形式,也可以峰林的形式,与任何喀斯特负地形组合构成锥状喀斯特组合类型。而塔峰仅以峰林形式出现在冲积平原发育的槽谷、盆地或溶原中。因此,有的地区是以锥状喀斯特为主,有的是锥状喀斯特与塔状喀斯特并存。锥状喀斯特是湿热带喀斯特的原生地形,峰丛喀斯特启动的临界条件是内、外源地表水流的垂向渗透。在这一基础上,只要有足够的渗流带厚度,峰丛洼地取得六边形结构后,将成为处于动力平衡的稳定态地貌。而潜流基面位置的存在则是峰丛向峰林转化的唯一先决条件,即通过基面上石峰边坡的平行后退形式形成峰林溶原,在这个过程中并非要求大规模的地表水流参与。但潜流基面浅埋和强大的地表水流相结合是锥状喀斯特向塔状喀斯特转化的基本条件,二者缺一不可,而外源水的存在与否并不重要。     

西南喀斯特贫困地区的地生态环境效应

西南喀斯特贫困地区主要分布在广西、贵州、云南和四川等省（区）喀斯特区,喀斯特地生态环境产生的一些不良效应是导致贫困的主要因素,主要有：（１）洞穴发育,导致渗漏强烈,生产和生活用水奇缺;（２）土层形成缓慢,水土流失严重,使土地石化和农业生产条件恶化;（３）山多平地少,农地有限,生产和经济落后;（４）地形崎岖,交通不便,地区封闭,社会文化落后;（５）山高坡陡,土地利用困难,自然灾害频繁。     

论喀斯特塌陷的水动力因素

对覆盖喀斯特区的塌陷形成模式的研究,得出塌陷的过程是潜蚀、吸蚀、气爆3种力的作用过程。引起塌陷的机理应是巨厚灰岩Ⅲ水动力带喀斯特管流水水动力场的变化,从而研究预防和治理措施也必须从这一主要方面入手,才能达到治本的效果。     

黔中瀑布水生苔藓植物区系及其生物喀斯特沉积生态类型研究

对贵州中部18个喀斯特瀑布水生苔藓植物进行了研究。瀑布苔藓植物区系种类由14 科23 属38 种组成, 藓类( Mosses) 含8 科17 属31 种, 苔类( Liv erw o rts) 5科5属6种,而角苔类( Ho rnwo r t)仅1科1属1种。区系地理成分含世界分布( 15. 79% ) , 北温带分布( 36. 84% ) ,旧世界温带分布( 5. 26% )、泛热带分布( 2. 63% )、热带亚洲分布( 5. 267% ) , 东亚分布( 26. 32% ) 和中国特有( 7. 90% )等7种成分。根据喀斯特瀑布沉积环境和苔藓植物优势种类组成特征,可划分黔中瀑布苔藓沉积生态类型为溪流瀑布沉积、河流瀑布沉积、石灰华坝沉积和瀑布洞穴沉积4种类型及15种生物喀斯特沉积亚类型。      

桂西南喀斯特瀑布水生苔藓植物生物多样性与生态沉积类型研究

作者于2005年11月赴桂西南野外考察了14个喀斯特瀑布,共采集245份水生苔藓植物标本和沉积样品。经室内分析研究,该地苔藓植物具有下列生物多样性特征:(1) 苔藓(Bryophytes) 种类多样性由11科19 属36 种 (含变种亚种) 组成, 其中含广西新记录25 种;藓类(Mosses)含8科15属30种,苔类(Liverworts)3科4属6种。(2)生活型多样性含高丛集型(38.89%)、矮丛集型(19.44%)、交织型(27.78%)和平埔型( 13.89%) 4种类型。(3)地理成分多样性含世界分布 ( 13.89%), 北温带分布( 36.11%),热带亚洲分布s( 16.67%),东亚分布 (19.44.11%) 和中国特有(13.89% )等5种成分。(4)苔藓生殖系统多样性由3种类型组成, 其中雌雄异株(Dioecious) 占总数的83.33%, 雌雄同株异苞(Autoecious) 占总数的2.78%, 雌雄同株同苞(Synoecious)的种类仅占总数的13.89%。根据桂西南喀斯特瀑布沉积的环境和生物组成特征, 可把生态沉积类型划分为:溪流瀑华, 河流瀑华, 石灰华坝和洞穴钙华4种沉积类型及12种生物沉积亚类型。     

喀斯特地区自然和人为因素对城市地下水的影响

贵州境内岩溶发育强烈,占全省面积的70%以上;地表多漏斗,地下多溶洞伏流,地下水与地表水交换强烈,地下水补给极为丰富,水-岩反应速度快且充分.地下水主要来源于大气降水和地表水的入渗补给,以地下渗流方式补给河流、湖泊.由于特殊的岩溶作用过程和发育特征,出现一系列特殊岩溶环境问题.过量开采和不合理的利用,造成地下水位严重下降,形成大面积的地下水下降漏斗,在地下水用量集中的城市地区,还会引起地面发生沉降.而工业废水与生活污水的大量入渗严重污染了地下水源,危及地下水资源.地下水一旦被污染,治理与恢复将是一项复杂、困难、耗时且花费巨大的工程.因而系统地研究地下水的类型、地下水的运动以及与地表水、大气水之间的相互转换补给关系,具有重要意义.     

法国阿尔卑斯山(Mt.Alps,France) 溪流型喀斯特瀑布水生苔藓植物群落生态研究

对法国阿尔卑斯山(M t. Alps, France) 6个溪流型喀斯特瀑布水生苔藓植物群落进行了研究。报道典型瀑布水生苔藓群落14个,苔藓植物种类由11科16属20种(含变种亚种) 组成; 生殖系统由雌雄异株( Dio ecious, 95% )和雌雄同株异苞( Auto ecious, 5% )两种类型构成,无性繁殖是繁殖的主要方式; 区系地理成分含北温带分布( 60% ) 、欧洲- 北美分布( 10% )、旧世界温带分布( 5% )和世界广泛分布( 25% ) 等4种成分; 生活型含高丛集型( 20% )、矮丛集型( 10% )、交织型( 60% )和平铺型( 10% ) 4种类型。根据喀斯特沉积环境特征, 划分瀑布水生苔藓群落为峡谷瀑布苔藓群落、温泉瀑布苔藓群落、瀑布水帘洞苔藓群落、悬崖瀑布苔藓群落和悬崖季节性瀑布苔藓群落等5种生态类型。法国阿尔卑斯山溪流型瀑布生物喀斯特沉积物具有分布广泛,但沉积规模较小的特点。      

贵州喀斯特地区5种石生藓类的持水性能及吸水特征比较

选择贵州普定石漠化区域常见的石生穗枝赤齿藓( Erythrodontium julaceum )、扭口藓( Barbula unguiculata )、真藓( Bryum argenteum )、美灰藓 (Eurohypnum leptothollum) 和东亚砂藓 (Racomitrium japonicum) 为对象,研究它们的持水性能和吸水特征,为喀斯特生态系统水循环和石漠化治理提供理论依据。结果表明:5种石生苔藓植物的储量在0.71~3.91 t·hm-2之间,以穗枝赤齿藓的3.91 t·hm-2储量最大;东亚砂藓的最大持水率最高,为761.9%,美灰藓的653.8%次之,真藓的551.7%最小;最大持水能力穗枝赤齿藓和美灰藓占据较大的优势,保水率美灰藓38.2%最强,东亚砂藓为33.6%次之,真藓15.2%最弱。5种石生苔藓的吸水过程包括外和内吸水两种途径,其吸水饱和的时间物种间存在差异;吸水动力学曲线均表现为S型饱和曲线,水分在25 g以下时,植物水分吸收速度与水分加入量成正比,当外界水分增加到25 g以上后,植物水分吸收速度逐渐趋于达到最大值。      

喀斯特发育机理与发展工程建设效应研究方向

喀斯特在中国分布广泛,更主要与经济发展、工程建设及人民日常生活具有密切关系,所以研究喀斯特发育规律,进而探索其对发展与工程产生的效应是非常重要的研究方向.本文在几十年开展这方面研究的成果上,综合探讨了:(1)区域性综合建设方面地质环境效应研究,包括岩溶区域性发育规律及长江、黄河大型工程的效应评判研究;(2)地下空间开拓方面,涉及城市地铁、高铁、地下大型建筑、矿山开采常发生的不良效应,及运用喀斯特水文地质等综合研究以评判危害性和开拓中的六个超前措施;(3)城镇群的发展与生态内涵的几个层次问题.通过这实例研究,强调水文地质、工程地质与环境地质在今后对实现中华强国梦的重要作用.     

湿地水空间效应

地球水资源短缺问题日益严重,直接影响自然与经济社会可持续发展.陆地健康水循环和水资源的再生是基于合理的水调节空间.湿地是不可替代的水调节空间,因湿地特殊的水理性质和特有的生物地球化学作用,使湿地具有显著的调蓄地表径流和水体净化功能.人类活动大量破坏湿地,使湿地水空间效应明显下降,极大地削弱了湿地水调节功能.就流域生态、生产、生活用水的协调与保证而言,其合理的湿地配置是解决这一问题的重要基础之一.     

Water Self-Softening Processes at Waterfall Sites

Many rivers in tropical and subtropical karst regions are supersaturated with respect to CaCO3 and have high water hardness. After flowing through waterfall sites, river water is usually softened, accompanied by tufa formation, which is simply described as a result of water turbulence in fast-flowing water. In this paper, a series of laboratory experiments are designed to simulate the hydrological conditions at waterfall sites. The influences of air-water interface, water flow velocity, aeration and solid-water interface on water softening are compared and evaluated on a quantitative basis. The results show that the enhanced inorganic CO2 outgassing due to sudden hydrological changes occurring at waterfall sites is the principal cause of water softening at waterfall sites. Both air-water interface area and water flow velocity increase as a result of the "aeration effect", "low pressure effect" and "jet-flow effect" at waterfall sites, which greatly accelerates CO2 outgassing and therefore makes natural w     

中国典型地区岩溶水资源及其生态水文特性

本文比较中国南北方岩溶水特性及其水资源。在中国南方主要岩溶地区,已知有3358条岩溶地下河系统,枯季流量有420×108m3/a,目前开发量只有8%~15%。而在中国北方岩溶地区主要形成平均流量在1~13m3/a、流域面积在几百至4000km2的近百个大的岩溶泉系统,其水资源开采量已达70%~80%。对一些典型中国岩溶生态水文特性,主要由6个方面,包括水环境、生态特性、母岩与土之间的特质、结构、生物—地质作用及孢粉等方面予以探讨。根据主要的生态条件和人工效应,对有关地质环境与石漠化予以评判。     

Exploration of Water Resource and Multiple Model for Water Resource Development in Karst Areas with the Preferred Plane Theory

According to the theory of preferred plane, preferred planes (faults) always control the distribution of bedrock fissure water and hold abundant groundwater. Thus, the exploration of fissure or karst water can be converted into searching for the watery preferred plane (WPP). In the paper, the characteristic of watery preferred planes is analyzed and a series of superior indices has been set up. It is introduced that WPPs are determined by the methods of geological analysis, superior index and complex geophysical analysis. Meanwhile, new multiple model for water resource development in the water-scarce areas of karst mountainous regions are advanced.     

西南岩溶区矿山与水污染问题探讨及建议

我国西南石山连片分布的岩溶区,总面积约100万km2,其中裸露岩溶区面积约62万km2,这里虽然年降水量在1000 mm以上,但由于岩溶强烈发育,降水很快转化为地下径流,通过众多岩溶地下河排入位于深切峡谷的大江大河里。该区地形西高东低,西部为云贵高原,东部为低山丘陵区,中部是过渡的斜坡地带。云贵高原处于生态屏障区,是长江和珠江的分水岭。该区矿产资源丰富,如贵州的煤矿、稀有金属、磷矿等;广西的有色金属、锰矿、铝土矿等。采、选矿产生的尾砂及废水,如果处理不当,会污染地表水和地下水,北面影响长江流域,南面影响珠江流域。2008—2010年间,"西南岩溶石山地区重大环境地质问题及对策研究"项目专家组先后几次对岩溶石山区部分矿产开采点引发的水环境污染问题进行考察,认为由于不规范、不合理的矿产开发带来的水环境问题依然比较严重,是影响该地区可持续发展的重大环境地质问题之一。     

水文地球化学信息对岩溶地下水流动系统特征的指示意义--以山西神头泉域为例

神头泉域岩溶水的水化学特征显示,岩溶水样的总溶解固体质量浓度、Sr2 质量浓度及宏量组分质量浓度均由泉域北、西、南部向排泄区增大,与岩溶水的流动方向一致.根据c(Sr)/c(Ca)与总溶解固体质量浓度可将神头泉群划分为3个泉组,对应于3个不同的岩溶水子系统,岩溶水样的聚类分析结果与这一结论相符合.研究表明水文地球化学信息对地下水系统的水动力特征分析具有指示意义.     

西南岩溶地下水资源开发利用效应与潜力分析

西南岩溶地区面积78万km2,地下水系统包括裸露岩溶水系统和覆盖-埋藏型岩溶水系统两大类。由于降水丰富、地下岩溶发育,西南岩溶地下水资源丰富,在43万km2调查区内,具有地下水天然资源量1762.82×108m3/a,岩溶地下水允许开采资源量615.70×108m3/a。近年来,通过开展水文地质调查,在地下河、表层岩溶水和蓄水构造岩溶水打井开采方面均取得重要进展,产生了显著的经济和生态环境效应。但由于西南地区岩溶水开发难度大,区域经济落后,西南岩溶地下水的开发利用程度普遍较低,已开采量为98.32×108m3/a,仅占允许开采量的15.97%,剩余地下水潜力资源量517.38×108m3/a。     

云南省岩溶水地球物理探测实践

由于岩溶发育的不均匀性,决定了岩溶水的埋藏分布也具有不均匀的特征,含水层富水性的空间差异极大。岩溶水的不均匀性给岩溶水勘查和开发工作带来了很大的困难,以至于裸露型岩溶石山区的供水勘探孔成井率仍然很低。要有效地发挥岩溶水资源的优     

云南省岩溶水地球物理探测实践

由于岩溶发育的不均匀性,决定了岩溶水的埋藏分布也具有不均匀的特征,含水层富水性的空间差异极大。岩溶水的不均匀性给岩溶水勘查和开发工作带来了很大的困难,以至于裸露型岩溶石山区的供水勘探孔成井率仍然很低。      

黔西北地区岩溶水系统划分及找水方向

黔西北地区水文地质条件复杂,岩溶水系统小型多样,传统的岩划分方法难以较准确地刻画溶水系统特征,本文根据区内地质构造、地形地貌以及地表水文网对地下水补、径、排条件的控制,提出一种将岩溶水系统划分成封闭型和开放型系统的新方法。以新的划分方法为基础,重点阐述了开放型岩溶水系统中有利地下水富集、适宜成井的微观条件,指出了不同岩溶水系统地下水开发利用方向。     

北京市丰台区东高地岩溶裂隙水与第四系地下水的水力联系

专家一般认为东高地地区寒武系岩溶裂隙水的补给来源以上游的佣向径流为主,与第四系地下水没有明显的水力联系;通过近来地下水位动态监测和岩溶裂隙水的同住素成分研究,我们认为寒武系岩溶裂隙水与第四系地下水之间有着明显的水力联系。