湖南洛塔干河猪场表层岩溶泉BP人工神经网络分析

采用湖南洛塔地区干河猪场表层岩溶泉日降水— 日平均流量长期观测资料训练BP人工神经网络,建立了该泉的径流预测模型。通过模型训练输出结果中降水量对径流量的贡献率,分析了表层岩溶带对水资源的调蓄能力。结果表明,降水对泉流量的显著影响时间为6天,当天和前一天的降水对当天的流量影响最大;干河猪场表层岩溶带可调蓄26. 1%的岩溶水资源;干河猪场泉的全部流量可作为可采资源量,平均流量5. 8 L /s,可满足目前的引水需求;通过改善土壤和植被覆盖条件可提高其调蓄能力。      

我国南方表层岩溶带及其对岩溶水的调蓄功能

表层岩溶带是地表强烈岩溶化过程的产物,为表层碳酸盐岩各种岩溶个体形态和微形态组合构成的不规则带状的岩溶带,在我国南方岩溶区广泛分布。表层岩溶带对岩溶水的调蓄表现在两个方面: 一是增加入渗补给量;二是延缓降雨后雨水在岩溶水系统停留的时间,并形成了表层岩溶泉。表层岩溶带对岩溶水的调蓄功能大小主要与表层岩溶带的结构、岩层产状、地表覆盖情况和降雨性质有关。石漠化环境与森林环境的表层岩溶带对岩溶水的调蓄功能差异很大。石漠化地区,表层岩溶带泉的出流时间短,动态非常不稳定;表层岩溶带对岩溶管道泉调蓄能力弱,泉水动态与降雨动态一致。森林环境表层岩溶泉则多为常流泉,水文动态比较稳定。表层岩溶带形成的表层岩溶泉为开采深部岩溶水困难的峰丛山区的居民饮水提供了重要的水源,但只有恢复了岩溶石山区森林生态,才能实现表层岩溶泉应有的供水功能。      

典型表层岩溶泉域植被对降雨的再分配研究

本文在表层岩溶泉域植被结构特征分析的基础上,监测桂林丫吉试验场S31号泉域内香椿和云实两种主要植被的穿透雨和树干径流特征以及钻孔和表层岩溶水的变化。结果表明:香椿林的总穿透雨量1 861.83 mm,占总降雨总量的59.65%;云实灌丛总的穿透雨量为1 626.42 mm,占总降雨量的52.11%;穿透雨率随降雨量增加而减少。香椿林的树干径流总量为89.4 mm,占总降雨量的2.86%;云实灌丛的树干径流总量为27.79 mm,占总降雨量的0.89%;香椿林和云实灌丛的林冠截留总量分别为1 169.97 mm和1 466.99 mm,平均截留率为37.48%和47.01%;用水量平衡法计算得出以灌丛覆盖为主的S31号表层岩溶泉域年蒸散量为1 623.81 mm,占降水量的52.03 %,年径流深度为1 497.39 mm,占降水量的47.97%。植被冠层改变了降雨对表层岩溶带的补给形式和补给量。降雨经过植被冠层的截留后转化成穿透雨和树干径流进入表层岩溶带,穿透雨以连续波状的形式补给表层岩溶带,而树干径流则以快速集中的方式补给表层岩溶带。      

不同类型表层岩溶泉水源划分及对降雨的响应

表层岩溶泉的水文水化学特征是认识岩溶含水介质结构的重要手段。基于泉域水文地质调查,2018年对广西环江木连小流域内降水和泉水流量及电导率进行监测,利用端元模型与电导率频率分布分析方法,解析表层岩溶泉径流来源及对降雨的响应特征。结果表明：（1）年尺度上,受驱替作用排泄的水流分别占季节泉、常流泉总径流的32.3%和23%;(2)次降雨过程季节泉和常流泉径流均以驱替含水层中未联通的“旧水”为主,强降雨条件下存在的雨水稀释现象仅约占3.6%;(3)季节泉在次降雨过程中受多重水流补给且对降雨响应敏感,其中管道流和壤中流分别占23%、34.2%,以基质或岩溶裂隙释放的重力水流仅占10.5%,导致持续供水能力较差;（4）常流泉补给来源单一,次降雨过程中主要受到以基质或岩溶裂隙排泄的重力水补给（77%）,具有较高的有效涵养地下水资源功能及供水可持续性能力。     

基于Elman神经网络的表层岩溶泉动态预测及应用——以广西平果县果化镇布洋1号表层岩溶泉为例

基于Elman网络基本原理,建立了布洋1号表层岩溶泉Elma n神经网络模型,并以2005年8月2日开始的一次衰减过程为例,详述了Elman神经网络模型应用分析过程,给出了在无降雨影响下该次衰减过程具有的总排泄量及最佳的储水时间。经检验,该模型预测精度较高,为布洋1号表层岩溶泉水资源的科学利用提供了依据,同时也为Elma n网络技术在表层岩溶泉动态系统的其它领域应用提供了借鉴。      

荥巩矿区岩溶地下水系统的水文地球化学特征及其指示意义

本文在分析荥巩矿区水文地质条件的基础上,重点对岩溶地下水系统的水化学特征进行分析。结果表明:岩溶水水化学类型自补给区到排泄区,从单一的HCO3型向复杂的HCO3.SO4型和SO4.HCO3型转变,TDS和Sr2+/Ca2+值均增加。地下水氢氧稳定同位素分析结果表明,本区岩溶地下水主要接受大气降水的入渗补给。根据同位素计算的补给高程推断岩溶水补给范围和划分的流动系统与地面调查结果及水化学研究成果一致:矿区处于区域流动系统排泄带,中寒武统张夏组—中奥陶统灰岩在矿区南部出露的范围接受降水补给,以侧向径流的方式进入矿区充水含水层。     

表层岩溶地下水出露地表后的脱气作用——以重庆市南川区柏树湾表层岩溶泉溪流为例

以重庆市南川区柏树湾表层岩溶泉溪流为例,沿柏枝溪流程以一定间距监测水体中HCO3-的浓度及其pH、电导率、溶解氧等水化学参数,并初步探究溪流水的脱气效应。结果显示(1)表层岩溶地下水出露地表后,HCO3-浓度沿流程呈现出递减的规律;(2)HCO3-浓度递减的快慢反映了脱气作用的强弱,溪流脱气速率具有“枯水期>平水期>丰水期”的特点;(3)暴雨期间由于稀释效应HCO3-浓度递减趋势不明显,但降雨后期,递减又开始逐渐产生;(4)脱气效应在造成溪流水HCO3-浓度减小的同时,也导致电导率(EC)沿柏枝溪流程逐渐降低,而pH值逐渐升高;(5)沿途溶解氧(DO)昼夜变化表明,水生生物作用对脱气作用可能也有一定的影响,但其影响机制还有待进一步的研究。      

我国西南岩溶区表层岩溶带的水文动态分析

以西南地区10个表层岩溶泉的长期观测和自动化监测数据为基础,分析了表层岩溶带的水文动态特点。表层岩溶泉的月径流量变化和连续的水位变化表明表层岩溶带具有水文动态不稳定的共性,不稳定性和表层岩溶带的功能和降水有关。根据表层岩溶带的形态和水文动态变化特点进行分类,认为以间互型碳酸盐岩为基础的溶丘洼地表层岩溶带和以连续型碳酸盐岩为基础的峰丛洼地表层岩溶带是西南岩溶区两种重要的表层岩溶带类型。溶丘洼地表层岩溶带相对于峰丛洼地表层岩溶带具有较连续的土壤盖层和较大的表层岩溶泉密度以及较稳定的水文动态变化。白云岩上发育的表层岩溶带水文动态比灰岩稳定,森林覆盖下的表层岩溶带的水文动态比灌木林稳定。表层岩溶带的水文动态受控于它的补给类型和径流特征。土壤层的厚度和植被类型会使表层岩溶带集中补给的比例发生变化,而岩性则通过影响表层岩溶带的空隙类型来控制径流特征。     

岩溶矿区水文地球化学特征及其水源指示意义

云南毛坪铅锌矿区属于复杂型岩溶裂隙充水大水矿床,亟需查明其充水水源、径流途径以开展地下水防治工程设计与优化。基于水化学、氢氧同位素方法对矿区充水水源进行系统研究与辨识,并对矿区水文地质概念模型作了初步分析。矿区石炭系地下水表现为低水温、低TDS、高NO-3、富集重同位素,而矿区泥盆系地下水由北往南水温、TDS逐渐升高,NO-3浓度降低,微量组分浓度升高,且尤为富集轻同位素。研究结果表明以上组分均对矿区充水水源辨识有直接指示意义:石炭系主要受东侧献鸡一带岩溶洼地区补给,自东往西向矿区径流,并经由断层构造向矿区泥盆系北部补给,同时与泥盆系南部深层水源混合后排泄于矿区疏干漏斗中心。     

湘西洛塔表层岩溶泉的生态环境类型及水文特征

岩溶石山区表层岩溶带的调蓄功能可有效控制石漠化的加剧并为严重缺水地区提供饮用水。文章以湖南洛塔为例,在大量的野外调查基础上,通过对洛塔岩溶区表层岩溶系统生态环境与表层岩溶泉水文特征的对比研究,按生态环境属性将表层岩溶泉分为三种主要类型:森林环境表层岩溶泉、石漠化环境表层岩溶泉及石漠化-森林过渡环境表层岩溶泉。详细论述上述三种表层岩溶泉的发育条件与水文特征:森林环境表层岩溶泉具有持续稳定的水文动态与流量;石漠化环境表层岩溶泉流量与降雨量相对应,动态极不稳定;石漠化与森林过渡环境表层岩溶泉流量排泄峰值具有随泉域植被覆盖率增加而缓和的趋势。按照环境类型对表层岩溶泉进行分类,可直观地显示其特殊的水文特征,有助于岩溶泉的合理开发和综合利用。     

贵州荔波县地质景观旅游资源分析与评价

荔波地层岩性以碳酸盐岩为主,且降雨量丰富,具有形成地质旅游资源优越的地理、地质及外部条件。荔波喀斯特地貌极其发育,地质景观旅游资源单体特别丰富。通过贵州省荔波县旅游资源大普查,对荔波县下属8乡镇旅游资源单体进行了全方面、全领域调查和研究,共新发现单体1 106个,其中入级单体856个,涵盖除康体养生旅游类的11个主类。优良级(三级及以上)资源单体共132个,占入级单体总量的15. 42%,主要为地文景观、建筑设施、水域风光、乡村旅游及生物景观等大类。其中地文景观及水域风光入级资源单体共计381个,占入级单体总量的44. 51%;优良级资源单体79个,占优良级单体总量的59. 85%。本文以大普查成果为基础,重点对荔波县地质景观资源单体进行综合分析和评价,为后期旅游资源开发提供实事材料和理论基础。     

贵州紫云方解石矿床地球化学特征及成因研究

贵州紫云方解石矿床是在贵州西南部新发现的非金属矿床,方解石矿体呈脉状、透镜状和似层状产出。对紫云火山关、达则等方解石矿床开展同位素地球化学及微量元素、稀土元素研究,结果表明碳、氧同位素显示成矿物质来源于海相碳酸盐岩,成矿流体以富含HCO3-为主,大气水参与成矿,与岩浆作用关系不大。其中达则矿段相对于围岩,成矿物质具有较高的Sr、Zn和Ni含量,稀土元素配分曲线明显区别于围岩,δEu显示正异常等特征,暗示可能有深部流体参与成矿。火山关、打劳等其他矿段,矿体和围岩具有相似的稀土配分模式和∑REE变化规律,表明成矿物质来源于碳酸盐岩围岩。通过区域成矿作用比较,认为成矿时代可能属于印支—燕山期。     

昆明市黑龙潭岩溶泉氢氧稳定同位素分析

黑龙潭位于昆明市北缘的五老山山麓,沿黑龙潭东支断裂带出露地表,该区分布三个岩溶泉,分别是:清水潭、浑水潭、小水潭,文章运用氢氧稳定同位素方法对它们进行连续的观测研究。通过对大气降水和泉水氢氧稳定同位素特征进行分析,揭示研究区岩溶泉水的来源及泉域含水层特征。得出以下结论:（1）通过大气降水δ18O -δD 关系建立当地大气降水线,大气降水线和泉水的稳定同位素分析表明泉水来源于大气降水,而且主要来源于夏季降水。（2）高斯混合模型分析结果表明,清水潭的补给不仅来源于野猫山地区,还包括径流过程中的入渗补给,而且入渗补给量并不小。浑水潭旱雨两季补给类型有所区别。小水潭除受北部二叠系灰岩含水层补给之外,很有可能也受东北部玄武岩山地的孔洞裂隙水补给。      

贵州织金荷花村拌煤粘土的氟化氢潜在释放

贵州织金县城关镇荷花村的地表土(拌煤粘土)曾被证实普遍高氟且被认为与地氟病长期严重流行密切相关。本文新的研究证实:该村拌煤粘土的氟含量均值为1284μg/g(620.8~2816μg/g,n=45);表观酸度均值为p Ha=4.92(4.03~6.35,n=45),而实际酸度均值达到3.67(2.09~5.03,n=45);实测硫酸根总量均值为4465μg/g(1165~7003μg/g,n=45),且酸度与硫酸根总量呈正相关(相关系数:0.7920),表明该村拌煤粘土含氟量较高且已酸化,酸的存在形式可能是酸性硫酸盐如Na HSO4。据此推论,这里的拌煤粘土在与煤共燃烧或被加热条件下,酸性硫酸盐可能分解煤和粘土中氟化物而释放出氟化氢,且根据酸碱平衡估算出了氟化氢释放量均值为455μg/g(9.1~1643μg/g,n=45)。类似现象在其他地氟病流行区是否具有普遍性有待进一步研究。     

贵州省三都县滑坡特征及分布规律研究

为提高贵州省三都县地质灾害的防灾减灾能力,通过资料收集、地质灾害调查、数理统计、GIS空间分析等手段,查明了研究区滑坡数量及特征,研究了滑坡与地质构造、工程地质岩组、斜坡结构、坡度、坡形和人类工程活动等孕灾因子的关系,总结该县滑坡发育特征与分布规律。结果表明：研究区共发育滑坡57处,多发育在坡度20°~30°范围内,相对高差主要在20~40 m之间,坡形以凸形坡为主。在地质构造方面,丰乐断层、大河断层、烂土断层影响较大,该区域发育地质灾害共35处。软质岩组、顺向坡结构的斜坡区与河流两侧地质灾害数量也较多。按照地质环境差异和滑坡分布规律进行孕灾地质条件复杂、中等和一般分区,研究成果可为地质环境条件相似的地区在风险防控方面提供参考。     

我国北方新生代玄武岩地下水化学特征及其成因——以河北省张北县为例

为了进一步了解我国北方新生代玄武岩地下水的赋存规律和形成演化机理,以河北省张北县玄武岩地下水为研究对象,在野外采集地下水样、测定水化学和同位素组成的基础上,利用统计分析、离子比例系数、氢氧同位素、反向地球化学模拟等方法,对区内玄武岩地下水的水化学形成机制进行了研究。结果表明:沿地下水径流方向,研究区内玄武岩地下水中多数离子质量浓度呈现增大趋势,补给区的地下水化学类型以HCO₃-Ca·Mg为主,TDS质量浓度多小于500mg/L,排泄区地下水中阴离子以Cl^-和SO₄^2-为主,阳离子以Na⁺为主,TDS质量浓度多大于1 400mg/L;研究区地下水补给来源为当地大气降水;硅铝酸盐、岩盐、硫酸盐的风化溶解是地下水中离子的主要来源;溶滤作用、阳离子交替吸附作用和农业施肥等人类活动影响是控制地下水化学形成的主要作用。     

贵州金沙下寒武统牛蹄塘组中的高肌虫

描述了贵州金沙岩孔镇长岩沟下寒武统(纽芬兰统一寒武系2统)牛蹄塘组底部黑色页岩中呈碳质薄膜保存的高肌虫化石,共2属1种1相似种和1未定种:朵氏昆明虫Kunmingella douvillei,昆明虫(未定种)Kunmingella sp.和新月形遵义虫相似种Tsunyiella of luna.这些高肌虫化石与最古老的三叶虫Tsunyidiscus(Mianxiiandiscus)共生,其层位可与云南的Abadiella带对比,表明Kunmingella和Tsunyiella的下限层位已下延至筇竹寺阶的底部.本应属于早寒武世高肌虫分布中区的金沙一带却发现了两区的典型分子Kunmingella和中区的Tsunyiella,说明两区与中区间的混生区的范嗣应从长宁-镇雄小区扩大至贵州的金沙和织金一带.贵州寒武系底部大量高肌虫的发现丰富了牛蹄塘生物群的组成,对研究寒武纪早期生物的演化具有一定的意义.     

贵州独山县土壤Se元素地球化学特征及其影响因素研究

通过对贵州省独山县表层土壤、土壤剖面、农作物样品的研究,对土壤理化性质、微量元素、土壤-农作物硒含量进行测试分析,研究土壤-农作物硒含量分布特征及其影响因素。研究结果表明：（1）独山县表层土壤中Se元素含量范围为（0.07~5.42）×10-6,均值为0.45×10-6,高于我国土壤背景值和贵州省土壤背景值;西红柿样品中Se含量范围为（0.009~0.017）×10-6,为富硒农产品;土壤总体偏酸性;SOM、N、K2O、B含量均值分别为0.34×10-6、2.04×10-3、11.03%、89.32×10-6,K2O、B含量超过中国土壤A层背景值;N、P、SOM含量高;土壤养分条件优良,有利于富硒农作物的种植。（2）研究区共有富硒耕地 20205.80 公顷, 占全县耕地面积的 50.03%;独山县的富硒耕地大多分布于中北部,南部较少,各乡镇富硒耕地比例最高的是麻万镇和影山镇,分别为 70.96%、70.03%。（3）研究区成土母岩类型Se含量均值白云岩>灰岩>砂岩>粘土岩;土壤类型Se含量均值为水稻土>黄壤土>石灰土;土壤剖面、成土母岩呈现出从深部到表层富集特征;成土母岩样品中Se元素含量为（0.03~0.21）×10-6,泥盆系中统鸡窝寨组、石炭系上统黄龙组和二叠系中统茅口组Se较为富集;这表明富硒农产品、富硒土壤、母质层和富硒岩石密切相关。     

山东高青县沉积盆地型地热流体地球化学特征及成因探讨

高青县地热资源类型为沉积盆地型,主要热储层为古近系东营组孔隙 裂隙型砂岩热储,井口出水温度在53～768℃,水化学类型为Na Cl型。地温场受构造控制影响,为传导型地热系统。根据水化学主要离子组分特征及相关关系、氢氧同位素特征研究,证实高青热田地热水水源为晚更新世大气降水补给,其成因类型为沉积水,且滞留时间较长,水岩作用强烈。