鄂西岩溶槽谷区地下河系统水资源构成及其结构特征

鄂西岩溶槽谷区水资源时空分布不均一,水资源构成复杂,开发利用难度大。以湖北宜昌香溪河流域雾龙洞地下河系统为例,选取2012年两次典型洪水过程,基于流量衰减法,对地下河流量衰减过程进行划分,定量评价洪峰状态下水资源的分类及构成,并利用年内最大洪峰对计算参数进行验证,讨论了地下河系统储水结构特征。研究结果表明:在鄂西岩溶槽谷地区,溶洞水和溶洞裂隙水所占比重小,岩溶管道系统的发育规模有限;中宽裂隙水和微裂隙水所占比重达70%以上,裂隙介质是地下水最主要的储水空间;裂隙水构成地下水资源的主体,为水资源开发利用提供有利条件。     

岩溶水锶元素水文地球化学特征

通过对桂林地区地下河系统不同类型岩溶水水样Sr2+ 含量和87 Sr /86 Sr 值分析,得到如下结论: ( 1)桂林地区岩溶水中Sr2+ 含量普遍较低,流经不同岩层的地下水Sr2+ 含量不同,岩溶水中Sr2+ 含量随着Ca2+ 含量的增大而增大,随着Mg2+含量的增大而减小;地下河水中的Sr2+ 含量始终介于表层岩溶带水、饱水带裂隙水、地表坡面流和外源水(如果存在外源水补给)的最大、最小值之间。( 2)流经不同岩层地下水的87 Sr /86 Sr值不同,流经砂岩层地下水87 Sr /86 Sr 值较高,其次为流经白云岩层和灰岩层的地下水;地下河水87 Sr /86 Sr 值也是介于表层岩溶带水、饱水带裂隙水、地表坡面流和外源水(如果有外源水补给)的最大、最小值之间。因此Sr2+和87 Sr /86 Sr能反映岩溶水形成的信息,是较理想的天然示踪剂,在岩溶水研究中具有很广阔的应用前景。      

峰丛洼地区地下地表联合成库地下水开发模式--贵州普定马官水洞地下河开发利用

岩溶峰丛洼地区地表和地下岩溶均极为发育,并相互连通,成为统一的、有密切水力联系的岩溶空间系统。在查清岩溶系统的基础上,充分利用地下地表岩溶洼地与地下洞穴空间联合成库,是岩溶地下水开发利用的重要方式之一。本文以贵州省普定县马官水洞地下河为例,对该类型地下河的开发利用经验进行了总结,为岩溶地区同类岩溶水系统的开发利用统供参考例证。     

岩溶城镇区人类活动对地下水水质的影响

以重庆市南山老龙洞地下河流域为研究单元,通过主成分分析和实地调查,研究该区域人类活动对岩溶地下水水质的影响,并探讨污染物的来源。结果表明,受城镇区人类活动影响,老龙洞地下河流域地下水 NO3--N和PO43--P污然最为严重,按 GB5749-2006规定,研究区的地下水已不可作为饮用水源。老龙洞地下河水NO3--N含量逐年在减少,而PO43--P却在增加,赵家院子泉水PO43--P增长也十分迅速,老龙洞地下河流域地下水受城镇化影响越来越明显。老龙洞地下河水受城镇人类活动、工业活动、农业活动的共同影响,污染比泉水严重。老龙洞地下河中NO3-和SO42-含量的减少,说明采取一些积极的措施,地下水的污染是可以得到治理的。     

广西布泉地下河发育特征及连通性分析

为查明广西布泉地下河岩溶发育规律和分布特征,在1∶5万水文地质调查的基础上,对该区地下水水位动态进行长期观测和示踪,研究布泉地下河地表和地下岩溶发育特征,分析布泉河上游和中游各支流间的连通性。该区地表主要为峰丛洼地,溶蚀强烈,地下河管道主要沿断层展布,平面形态呈树枝型,剖面形态呈阶梯型。地下河中下游管道的地下水水位动态对降雨的响应滞后,上游管道及远离管道区的地下水水位动态对降雨的响应敏感。地下河上游和中游地下水平均流速分别为1 166 m/d和1 079 m/d,地下水总体径流速度较快,上游地下水的水力坡度大于中游。地下河上游管道分支较多,地下水连通性较复杂,中游主管道明显,连通性较好。     

潍坊南部山区地下水赋存规律及地电特征研究

通过对潍坊南部山区水文地质条件进行详细研究,根据研究区地下水赋存特征,将地下水类型划分为第四系孔隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水和基岩裂隙水三类。根据研究区地貌类型,孔隙水划分为山前坡洪积扇和近山前冲洪积平原两种类型;根据研究区岩溶发育类型,岩溶水划分为岩性接触溶蚀带型、层状岩溶裂隙带型及岩溶溶蚀破碎带型;根据研究区含水裂隙成因,裂隙水划分为风化裂隙水、构造裂隙水和成岩裂隙水三类。本文对研究区内各类地下水的赋存规律进行研究,初步总结了各类地下水的地电特征,为区内地下水资源的合理开发利用提供科学依据。     

环境同位素示踪的毛村地下河流域水流特征

岩溶水文特征是岩溶区生态环境可持续发展的关键驱动力。文章利用环境同位素示踪剂反馈的水动力过程,解译毛村地下河流域的水流特征。其流域内水体δD和δ18O范围均位于大气降水δD和δ18O的范围内,大气降水是流域主要的补给来源;基于δ13C_DIC利用质量守恒定律计算岩溶水体中DIC来源于碳酸盐岩溶解的平均值为52.13‰,可揭示相关的水—碳酸盐岩相互作用历程;流域内岩溶水点222Rn和EC值对大气降水的响应特征表明降水的蓄积作用可驱动深层岩溶裂隙水运移,且具有较强的稀释作用;基于222Rn的衰变特征,计算6月份地下河管道有效水流速度为2 427.49 m·d?1;西南岩溶地下河水流与地表水流相似,且对降水响应敏感。综合毛村地下河流域的水文地质条件及其水文点SI、222Rn、δ13C_DIC和δ18O间的相关关系,环境同位素可更好地示踪岩溶裂隙水流特征,揭示岩溶含水系统的空间结构特征及水流路径。水化学环境天然示踪剂可提供有关岩溶含水系统的重要信息,对水动力学方法具有重要的补充作用。      

基于在线示踪技术的岩溶地下河流场反演与水文地质参数估算

以青木关岩溶地下河为例,利用在线高分辨率示踪技术获取基础数据来探寻岩溶地下河形态特征,估算水文地质参数。试验中示踪剂回收率高达99 %,示踪剂历时浓度曲线有两个孤峰,前后峰值浓度分别为37.63 μg/L和1.21 μg/L, 两个孤峰的偏度和峰度均大于0,据此推测青木关岩溶地下河并无较大溶潭发育,且地下河流态为紊流流态。根据试验所得数据结合地下河地理空间信息,以经验公式估算得到地下河平均流速、摩擦系数、雷诺数、舍伍德数、施密特数等水文地质参数,分别为204 m/d、0.26、127 980、4 165、1 140,表明青木关地下河管道内部结构复杂,地下水环境比较脆弱,且估算得到的雷诺数所表征的地下河水流态与示踪剂历时浓度曲线得到的结果一致。      

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。     

南方岩溶地区1∶5万水文地质环境地质调查技术要点分析

通过总结南方岩溶地区水文地质环境地质综合调查和地下水开发利用示范6个方面成果,得出南方岩溶地区水文地质环境地质条件具有10个特性:岩溶发育受层组结构类型、地质构造格局和水动力条件等因素控制的综合性,岩溶地下水分布的非均一性,岩溶含水介质由孔、隙、缝、管、洞构成的多重性,岩溶地下水流运动的多相性,岩溶地下水动态变化的剧变性,岩溶水资源时间分布的季节性,干旱与洪涝的交替性,岩溶地下水污染的隐蔽性,岩溶地下水的深埋性,岩溶地下水与生态经济的相关性;论述了对碳酸盐岩层组结构类型、构造演化与岩溶发育期次、岩溶形态组合关系、表层岩溶带、岩溶地下水系统、岩溶地下河、主要环境地质问题和岩溶水资源开发利用条件8个关键科学问题调查研究的技术要点。      

渭河平原地下水分布特征与环境同位素研究——以白杨水源地为例

白杨水源地座落在渭河下游重镇——渭南市西北约5km处，为渭河冲积平原的一部分。区内第四纪松散堆积物巨厚，地形平坦，降水充沛，地表水丰富，为地下水储存提供了良好的空间。按含水介质的埋藏条件可划分为潜水、浅层承压水、中层承压水和深层承压水4个含水岩组。为了进一步研究地下水的补给形成机制、储存运移过程、排泄开采条件，本文结合环境同位素（包括14C、13C、3H、D和18O）对水源地地下水年龄、地下水运动速率以及一些水文地质参数进行研究和探讨。而同位素测定表明：水源地潜水为现代水，3H含量较高，河水补给量占1/2     

云南南洞地下河系统边界及性质研究

地下河系统具有固定补给范围和资源要素,是岩溶地下水进行独立循环的基本单元,控制了岩溶水的运移富集、水化学演化特征、资源构成以及环境地质问题。开展地下河系统研究首要任务是确定系统边界位置及其水文地质性质。以南洞地下河系统为研究对象,据野外调查、勘探、试验资料,以地球系统科学理论为指导,运用现代岩溶学、地质学及水文地质学的分析方法,确定南洞地下河系统是由1号暗河和2号暗河系统组成的,其中2号暗河还有叠置于其上的平石板和黑龙潭两个全排型暗河子系统;其含水岩层主要为三叠系个旧组（T2g）灰岩、灰质白云岩、白云质灰岩;根据边界的水文地质性质可以划分为地表分水岭边界、地下分水岭边界、隔水边界、岩溶含水层深埋滞留型边界。      

塔里木盆地区域地下水环境同位素特征及其意义

以大量水环境同位素样品测试结果为依据,对塔里木盆地的区域水环境同位素特征进行了分析,得出了一些有意义的认识:(1)塔里木盆地不同14C年龄的地下水的δD、δ18O值差异不明显,反映了水资源形成区在最后冰期和冰后期气温相差不大,推测是由于新构造运动使山体隆升,同一位置因高程变化产生的气温变化弥合了气候的变化,这一特征使我们难以运用δD-δ18O关系区别古水(冰期)与现代水(冰后期)。(2)在δD-δ18O关系图上,沿大气降水线可把盆地内主要河流及其补给形成的地下水大致圈定在3个域内,这3个域的区别不是大气环流作用的结果,而是河流源区山脉高程效应的反映。(3)与西北内陆盆地其他大型河流比较,阿克苏河流域下游承压自流水的14C年龄小得多,这是由阿克苏河径流量大、下游为河槽洼地、不完全具备山前倾斜平原水文地质特征等决定的。阿克苏河下游承压水水循环交替迅速,开发潜力较大,在西北内流盆地中是一个特例。(4)塔克拉玛干沙漠第四系松散层地下水主要是从盆地南缘侧向补给的,在沙漠腹地由深部向浅部顶托排泄。盆地内深层油田水处于高度封闭的滞留状态,与上部松散沉积层地下水之间基本没有联系。     

Isotopic and hydrochemical data to restrict the origin of the groundwater in the Badain Jaran Desert,Northern China

Despite its extreme aridity, the Badain Jaran Desert is rich in groundwater. In the southeastern part of the desert, it is characterized by coexistence of high megadunes and a great number of lakes. Deuterium and oxygen 18 isotope compositions as well as hydrochemistry of groundwater, lake water, soil water and river water were investigated in detail to gain an insight into their relationships and the origin of the ground-water. The results show that the groundwater and the lake water are genetically related, but unrelated to local precipitation and the leakage of Heine River at northern slope of Qilian mountain. δD and δ¹⁸O values of deep soil water (lower than 40 cm) and groundwater plot on the same evaporation line E11, which shows that they have the same recharge source. The point of intersection between E11 and LMWL suggests that the groundwater originates from the water resource which has a weighted mean value that is lighter by some 6‰ δ¹⁸O than the local precipitation in Badain Jaran Desert. ³H data of water samples shows that the groundwater in Badain Jaran Desert originates from the water recharged after the nuclear test. The deep fault zone underground maybe the water circulation channel based on Helium analysis of groundwater. The result has guiding significance to rational exploitation and utilization of the local groundwater.     

滇东南南洞地下河系统源区洞穴特征及其成因演化机制

滇东南岩溶地貌发育,岩溶洞穴是该区典型空洞体系。文章以滇东南南洞地下河系统源区典型岩溶洞穴为研究对象,基于地学理论和地球化学分析,对该区地貌特征、成因及演化机制开展科学研究。研究表明,NW向的张性断裂、区内可溶部分最高个旧组碳酸盐岩以及杨柳河向西流动的水动力作用是南洞地下河系统源区洞穴发育的主要成因;全新世中期6 kaBP以来,该地区洞穴演化过程经历了三个阶段,其中,主体形成时间为6~4 kaBP;此外,建立石洞洞穴与地下河发育模式。本次研究对南洞地区地下水资源评价具有实际意义。      

广西平南赤泥堆场地下水渗流特性试验研究

渗漏污染是建干岩溶地区赤泥堆场的主要环境工程地质问题。解决这一问题的关键是通过查明地下水的渗流特性，从而确定其渗漏通道。试验研究表明，堆场内各水点之间、堆场与外部各水点存在一定的水力联系，其流速受季节影响，在枯水期较为缓慢；地下水流向主要取决于地下暗河的走向；堆场区地下水流向总体是自堆场向北流向右江，局部地下水的流向受构造和岩溶裂隙控制；岩溶管道是渗流的主要通道。因此，存在因赤泥渗流污染居民生产与生活水源地的可能，污染物的扩散途径主要是岩溶通道。     

典型岩溶区地下水系统重金属元素分布特征浅析——以广西坡月地下河为例

地下河为岩溶地下水系统的重要组成部分,为查清典型岩溶区地下水系统中重金属指标的含量变化及空间分布特征,文章以广西坡月地下河系统为例,通过不同断面两次采样分析,重点剖析地下河系统在水文地球化学作用下,地下水中以“五毒”元素及Zn、Al和Mn为代表的重金属元素含量。分析结果表明:坡月地下河水体pH值在7.34～8.10 之间,水体中“五毒”元素、Zn、 Al和Mn的检出含量极低或未检出,质量浓度均远小于国家地下水环境质量标准中的Ⅲ类水质标准,适合各种用途。检出含量较高的点主要为地下河明流段或补给区地表水,含量最高分布在坡心地下河出口水体,其原因是坡心地下河系统区内工矿企业和其它经济活动干扰相对较强,特别是工矿企业的矿石和尾矿渣的露天堆放（如金矿）是引起地下水中重金属元素的检出或超标的重要因素。      

Sources and contamination characteristics of PAHs in environmental media in a karst underground river system (southern China)

The aim of this study was to determine the sources and contamination characteristics of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in various environmental media in a karst underground river system. For this purpose, air, underground river water, sediment, and soil samples were collected from a typical underground river in southern China in the dry and wet seasons of 2013–2014, and the compositional spectra, distribution, and ratio characteristics of 16 PAHs were determined for comparative analysis. The results show that three 2–3-ring PAHs (naphthalene, phenanthrene, and fluoranthene) mainly occur in air and underground river water. In sediments and soils, 4–6-ring PAHs are the main components. The PAH concentrations in the air in the wet season are clearly greater than those in the dry season, while it is the opposite in the underground water. Seasonal differences in the concentration of PAHs in the sediments and soils are minor. The concentrations of PAHs in the environmental media overall showed variation in the following order: upstream < midstream < downstream, and this is related to pollutant discharge, adsorption, etc. The main source of PAHs in the upstream area is the combustion of grass, wood, and coal, while it is petroleum in the midstream area, and combustion of grass, wood, coal, and petroleum near the outlet of the underground river. It is necessary to change the energy structure in the study area, improve the efficiency of environmental protection facilities, reduce the emission in vehicle exhaust, and control pollution by PAHs at their sources.     

广西岩溶区某地下河系统多种介质中多环芳烃的分布特征

为了研究岩溶地下河系统内多种介质中多环芳烃(PAHs)的浓度、组成和分布特征,以广西某典型岩溶地下河为例,利用2013-2014年同期的空气、地下河水、沉积物和土壤样品测试数据,对不同环境介质中16种多环芳烃(PAHs)的浓度、组成和分布特征进行对比分析。结果表明,空气和地下河水以2~3环PAHs为主,其中空气的2~3环PAHs比例为71.66%,地下河水的2~3环PAHs比例为54.84%;沉积物和土壤以4~6环PAHs为主,其中沉积物的4~6环PAHs比例为54.26%,土壤的4~6环PAHs比例为65.06%;环境介质中PAHs的浓度变化为：上游<中游<下游,这与污染源排放、吸附作用等相关;同一区域不同介质的2~3环PAHs百分比为：地下河水>沉积物>土壤,而4~6环PAHs百分比则相反。     

黑河流域水循环过程中地下水同位素特征及补给效应

通过环境同位素及其Tamers、IAEA模型应用研究表明,黑河流域水循环过程中地下水同位素特征与补给源属性和数量密切相关,具有非均一性;东部以山区降水通过出山地表径流补给为主,西部冰川雪融水和山区基岩裂隙水是主要补给源,下游区依赖中游区河水下泄状况,蒸发特征明显。东部同位素较新且地下水更新较快,西部同位素较老且地下水更新较慢;祁连山前戈壁带地下水同位素与山区河水相近,细土平原带地下水补给河水;高台一带受酒泉低氚值地下水补给影响而河水和地下水氚值都偏低;近河道带地下水年龄较新,远离河道则较老。因此,充分利用地下水与地表水之间转化规律,联合优化调控,有利于该区地下水资源可持续利用。