贵州碳酸盐岩的分布特征及其对岩溶地下水的控制

贵州遍布碳酸盐岩,这些碳酸盐岩控制了丰富的岩溶地下水分布。由于碳酸盐岩空间分布不均匀,岩溶地下水空间分布也不均匀,导致贵州岩溶山区找水的成功率较低。为了提高找水的准确率,减少经济损失,需要对贵州碳酸盐岩相与岩溶地下水的空间分布特征进行研究。本文基于资料收集和野外地质调查,运用MPGIS工具,编制了相应图件。研究结果表明,贵州碳酸盐岩相主要分布在北部、西部和南部,其中南部和西部主要为开阔台地相的石灰岩区,北部和东北部主要为局限台地相的白云岩区,西北部和西南部主要为开阔台地相石灰岩与局限台地相白云岩互层区,西南的安龙-贞丰-紫云-罗甸一带和贵阳青岩、安顺地区主要为台地边缘相礁灰岩分布区;开阔台地相石灰岩控制下的岩溶地下水为溶洞-管道水,局限台地相白云岩控制下的岩溶地下水为溶孔-溶隙水,开阔台地相与局限台地相互层控制下的岩溶地下水为溶隙-溶洞水,台地边缘相礁灰岩控制下的岩溶地下水为岩溶洞-管道水。该研究结果对贵州岩溶地下水的寻找和开发以及提高找水准确率具有重要的指导意义。     

黔东北高原斜坡地区4种岩溶地下水系统模式及特点——基于地貌和蓄水构造特征

受深切河谷地貌控制,黔东北大部分地区岩溶地下水深埋且排泄于河谷岸边,以快速的管道裂隙流为主,给地下水资源勘探开发带来了极大的困难,局部地区受蓄水构造控制形成勘探有利的地下水富集区。笔者基于地貌和蓄水构造将研究区岩溶地下水系统归纳总结为深切河谷型、向斜山地型、单斜夹层型和背斜槽谷型4类模式。深切河谷型岩溶地下水系统地下水水力坡度大,地下水以快速的管道流为主,排泄点低,开发利用方式建议直接在地下河出口或天窗中抽提地下水,经济效益明显地区可堵洞成库进行综合利用;向斜山地型岩溶地下水系统发育高位岩溶泉或地下河出口,排泄点高,适合直接引水利用;单斜夹层型岩溶地下水系统在岩性接触带出露一系列接触泉,排泄分散,开发利用方式建议直接利用或抽提岩溶泉水,受夹层隔水顶底板影响局部地区可钻井取水;背斜核部出露寒武系白云岩地层,导致背斜槽谷型岩溶地下水系统含水岩层均匀厚度大,分布大量非全排型岩溶泉,地下水开发适合抽提泉水或钻井抽取地下水。     

礁滩复合型气藏物质聚集分布及储层特征研究——以川东北地区普光气田长兴组—飞仙关组为例

四川盆地普光气田在近期获得重大突破,普光气田礁滩复合型气藏物质聚集模式及储层特征的深入研究对于川东北地区乃至整个四川盆地的碳酸盐岩有利勘探区的预测具有一定的指导意义。受开江—梁平台盆(inter-platform basin)的控制,普光地区长兴组—飞仙关组在台盆东侧发育了类似于威尔逊相模式的碳酸盐岩沉积体系,主要发育台地蒸发岩、局限台地、开阔台地、台地边缘礁滩、斜坡和台盆沉积相,但陆棚相不甚发育。古地理的分异主要围绕开江—梁平台盆的发育、发展及填平补齐的过程而演化。储层沉积微相及微观地质特征研究表明,台地边缘礁滩相为该区储层发育最有利的相带,海绵障积白云岩、海绵骨架礁灰岩、鲕粒白云岩及残余鲕粒白云岩等为最主要的储集岩类型。优质储层的发育主要受沉积相带展布,后期的白云石化、溶蚀作用以及构造作用的控制。     

黔中丘峰盆地区岩溶找水及开发技术——以贵阳市乌当区地下水机井工程为例

为解决当地农村群众饮水安全问题,探讨黔中丘峰盆地区岩溶找水及开发技术,开展了贵阳市乌当区地下水机井工程。在对区内地形地貌、地质构造、水文地质等情况调查的基础上,初步圈定出沿构造等可能布设机井的地下水富集地带,并通过高密度电阻率法在靶区布设物探剖面,根据电性差异查明主径流带的走向及埋深状况,进一步确定机井位置。最终通过钻探施工和抽水试验,查明区内含水层岩溶发育程度及其富水性,并成功施工6口探采结合井,为当地居民饮水提供了安全水源。黔中丘峰盆地为裸露岩溶区,主要含水岩组为寒武系娄山关群白云岩、灰质白云岩,地下水赋存条件较差;区内岩溶中等发育,以溶蚀裂隙为主,局部裂隙、溶洞发育地带和断层等储水构造富水性强,为地下水的富集地段,也是机井布设的首选位置。      

Application of inverse modeling in a study of the hydrogeochemical evolution of karst groundwater in the Jinci Spring region,northern China

This study explores the hydrogeochemical evolution of karst groundwater in the Jinci Spring region, Shanxi Province, northern China. During 2015, karst groundwater samples collected from 24 sampling points along several profiles that follow the groundwater flow direction were subjected to hydrochemical analysis. Reaction paths and mineral phases for the hydrogeochemical modeling were determined based on the analysis results and in conjunction with the regional geology and hydrogeology. The PHREEQC hydrogeochemical modeling software was used to perform mass balance and reaction path modeling of the hydrogeochemical evolution of the spring region. The modeling results showed that from the recharge area through the runoff area to the drainage area, the hydrogeochemical processes occurring in the karst water vary widely between the northeastern, central, and southwestern parts of the spring region, and across the piedmont discharge area. Additionally, hydrodynamic fields and geological structures were found to have significant control over the hydrogeochemical reactions occurring within the spring region’s karst groundwater.     

基于地下水模型的岩溶塌陷风险性评价方法在临沂市城区的应用

岩溶塌陷是山东省临沂市区最重要的地质灾害类型,一旦发生,会带来较大的经济和财产损失,因此对岩溶塌陷的风险评价十分必要。风险评价包括现状评价和预测评价,主要分3个步骤来完成：危险性评价,易损性评价和期望损失评价。利用地下水流模型确定调采方案下的相关评价因子,预测了岩溶塌陷的风险性。通过比较发现,经过地下水调采后,原岩溶塌陷高风险区范围大为缩小。地下水流数值模型和风险评价方法结合,可以确定合理的岩溶水规划开采方案,对于指导和防治岩溶塌陷具有重要意义。     

开江—梁平台内海槽东段长兴组礁滩相储层识别标志及其预测

川东上二叠统长兴组生物礁滩储集体位于开江—梁平台内海槽东段。研究区发育有台内海槽(深水盆地)、台地前缘缓斜坡、台地边缘生物礁滩和开阔台地四个相带,其中台地边缘生物礁滩相地层为最重要的油气勘探层段。长兴组储层岩性主要为礁滩相白云岩,具有分布面积广和厚度较大的特点。综合利用地质、钻井、地震等资料,并以岩芯观察描述、薄片鉴定和沉积相分析为依据,建立了识别礁滩相储层的测井相和地震相模型。在地震相模型中,确定地震剖面中波阻杂乱、中断和下拉的烟囱效应,是寻找礁滩相储层和气藏的有效标志。在此基础上,以建立礁滩体地质模型作为预测有利生物礁滩相带的地震反演约束条件,结合地质资料预测的有利生物礁滩储集体及白云岩厚度分布图,最终圈定出有利储层发育区和优选勘探目标区。     

Investigation of discharge-area groundwaters for recharge source characterization on different scales: the case of Jinan in northern China

Discharge-area groundwater in Jinan, a typical karst region in northern China, was investigated by studying both the hydrological and chemical processes evolving from the recharge in mountainous terrains to the karst-spring outflows in the metropolitan area. Large-scale exploitation of karst groundwater has led to a disturbing trend in the ever-decreasing spring outflow rates and groundwater level. There is insufficient information about the Jinan karst aquifers, which provide the main water sources to meet human demand and to sustain spring outflow. The coupling of hydrological and chemical processes quantifies the flow system through aqueous chemistry characterization of the water sources. This approach is used to study the groundwater flow discharges in different locations and geological settings. The potentiometric data indicated limited vertical connectivity between distinct hydrogeological units and alteration of the recharge regime by the faults and by artificial exploitation. Shallow groundwater primarily belongs to the local flow system, with high nitrate concentration and enriched stable isotopic contents. Thermal groundwater has high concentrations of chloride and total dissolved solids, derived from a regional flow system with the highest recharge altitudes and long residence time. Non-thermal karst water may be attributed to the intermediate flow system, with uniform HCO₃–Ca(Mg) facies and low nitrate concentration. This work highlighted discharge as a fingerprint of groundwater flow conditions and provides a better insight into the hydrogeological system.     

中国北方岩溶区优势面控水机理及优势参数的确定与应用

在地下水数值模拟过程中，由于介质的空间变异性大，水文地质参数的优分工至今仍是一个重要而又难以解决的问题，本文将非饱和带土壤中的优势流概念推广到岩溶裂隙介质中，系统地分析了形成优势流的优势结构面控水机理，结合中国北方岩溶特征提出了实际工作中优势参数分方法，并依据有限元方法进一步求解，实例计算表明：利用优势面分析方法可以确定参数最优分区，所计算结果与实际情况基本一致，该结论对地下水流数值模拟参数的识别提供一种新的途径，同时对中国北方岩溶区地下水优势流的研究地以及地下水资源的科学评价等具有重要的参考价值。     

基于“3S”的贵州喀斯特石漠化现状及变化趋势分析

石漠化是在喀斯特脆弱的生态环境下,不合理的社会经济活动的产物。利用贵州省遥感影像,在3S平台上获取了研究区喀斯特石漠图,分析了贵州省喀斯特石漠化现状。结果表明,全省喀斯特面积11.3158万km2,现有石漠化土地面积达4.1091万km2,约占全省喀斯特面积的36.3%,为西南地区石漠化最为严重的省份。空间分布上,贵州石漠化存在西部重、东部轻、南部重、北部较轻的宏观格局;在2000-2005年,部分潜在、轻度石漠化经过治理转变成了无石漠化,但石漠化总的面积仍在增加,新增总量为5172km2,平均年增长率为2.88%,发展速度较快。     

Mise-a-la-masse method,tracer tests and cave detection analysis of underground-river karst-conduit distribution and structure: a case study of the Dafengdong conduits in Guizhou Province,China

In karst areas, groundwater movement is dominated by conduit flow; thus, understanding the distribution and structure of karst conduits has great significance for water research, groundwater protection and engineering construction. With the Dafengdong (Guizhou Province, China) underground river karst as an example, a mise-a-la-masse method, tracer tests and cave detection were conducted to study the distribution and structure of karst conduits. Combined with information on the geological and hydrogeological conditions, the geological factors that form karst conduits were determined. It can be concluded that: (1) Under the influence of faults, karst conduits usually develop towards or along faults; (2) multiple karst conduits form easily on both sides of tectonic fracture zones; (3) both lithology and geological structure affect the formation of blue holes, and when the directions of karst conduits change, blue holes easily form in weak parts of the structure; (4) at springs where two aquifers intersect, with strong chemical dissolution of the lower karst aquifer and mechanical collapse of the upper aquifer, blue holes also form easily; and (5) integrated mise-a-la-masse method, tracer tests and cave detection can accurately discern the distribution and structure of karst conduits. Geological factors can be used to preliminarily delineate the distribution and structure of karst conduits in similar areas based on hydrogeological conditions. Such methods hold great significance for groundwater extraction and protection and engineering construction in karst areas.

     

“常么阶”沉积相及微相的研究与对比

研究、对比了广西宜山、隆林常么及贵州紫云扁平剖面常么阶的沉积相及微相类型。多元统计分析及碳酸盐岩岩石学的研究表明，这一地区常么阶至少有台前斜坡、台缘生物礁、礁后湖、台缘生物滩、开阔台地、局限台地及蒸发台地等７种沉积相类型及１２种具有不同环境意义的微相类型。古地理位置、水动力条件、循环状况是控制各剖面沉积过程及生物分布的主要环境因素；某些生物（如藻类）的繁盛可以对局部环境进行改造，并进而造成其它生物在种类和数量上的差异。西南地区常么阶代表了马平期与栖霞期之间海退序列的沉积，这一时期的环境变化对有关古生物类群的地理分布产生了重要影响     

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。      

西南岩溶石山地区地下水资源

中国西南地区碳酸盐岩大面积连片分布，地下水资源总量丰富，但分布极不均一，存在大片干旱缺水区和石漠化地带。目前开展的可有效利用的地下水资源调查评价将该区划分为隆起带裸露岩溶分布区，沉降带边缘褶皱构造控制岩溶分布区和断陷盆地隐伏岩溶分布区，区内岩溶发育和地下水赋存除受岩性，地质构造的控制外，还受新构造运动和古溶蚀的影响，岩溶地下水赋存于地表以下浅部岩溶带，构造控制的中部岩溶带和深部古溶蚀带，特殊岩性和古溶蚀形成的似层状岩溶含水层具有重要的开发价值。     

基于FEFLOW的岩溶管道模型构建方法探讨

岩溶管道流模型的刻画一直是岩溶区开展地下水数值模拟研究中的难点所在,基于此,文章以贵州六枝特区某项目为例进行地下水数值模拟研究,探索了在FEFLOW离散特性功能模块下岩溶管道流模型的刻画方式与方法。在详细分析研究区地质及水文地质条件的基础上,对研究区范围、边界、含水层结构等概化,建立了研究区的水文地质概念模型;以ArcGIS软件为辅助,基于有限元法的FEFLOW软件为操作平台,利用区内钻孔资料及野外测算结果,通过软件公式编辑、插值等功能分别获得各层顶底板高程属性,将数据输入FEFLOW后,对模拟区平面三角剖分进而空间离散构建了研究区的三维地质模型;并利用FEFLOW软件的离散特性功能模块,将研究区灰场南部岩溶洼地与岩脚泉间划定为特定区域,建立缓冲区并给予其高特异性,耦合哈根-泊肃叶流体流动公式,在模型中刻画了岩溶管道流模型;最后探讨了特殊地质构造与岩溶管道模型的刻画方式与方法刻画出了符合案例区的三维向斜褶皱地质模型和岩溶管道流模型。      

贵州省水文地质工作思考

贵州省特殊的岩溶地质环境导致了严重的工程性缺水、频繁的极端气候引起了大范围的干旱灾害,强烈的人为工程活动导致了突发性的水源干涸和污染、工业强省和城镇化带动战略实施对水资源提出了更高的要求。尽管近年省内地下水勘查和应急找水打井取得了较大的进展,但是岩溶山区农村饮水安全问题仍旧严重、城镇应急水源亟待建设、工业园区和城镇建设需要大量的水源支撑、供水水源污染的形势仍然严峻。虽然省内丰富的岩溶地下水资源可以成为地表水供水的重要补充,但目前地下水勘查程度、找水和开发关键技术的相关研究尚难以支撑地下水有效开发。本文通过对上述问题的分析,提出了未来一段时期水文地质工作的方向,可供未来我省地下水勘查、缺水区找水以及相关研究工作部署的借鉴。     

北京西山泉域岩溶水系统特征探讨

北京西山地区岩溶地下水主要以相对独立的岩溶地下水系统进行循环,其水文地质条件、系统结构模式及其水资源的重要性等,在北方具有代表性。文章主要以北京西山鱼谷洞泉域岩溶水系统、黑龙关泉域岩溶水系统、玉泉山泉域岩溶水系统为研究对象,从岩溶含水层结构、地下水循环、地质构造等方面,总结出北京西山泉域岩溶水系统特征主要为:双层含水层结构、多个子系统构成且多点排泄、系统内岩溶水转化关系复杂多样、岩溶水富集带及系统边界集中在逆冲断层处。      

黔中地区浅覆盖型岩溶塌陷成因机制与防治对策--以紫云县白云小学为例

黔中地区处于贵州省第二阶梯,平均海拔800~1600 m。具有可溶岩分布面积广、岩溶极其发育、第四系土层覆盖薄、地下水埋深浅、地下水动力条件强等特点。岩溶地面塌陷是该区主要地质灾害之一。为了查明贵州省紫云县白云小学岩溶塌陷的成因及发育机制,在塌陷区开展了水文地质调查、地球物理勘探、水文地质工程地质钻探、岩土样测试等多项工作。综合研究表明,白云小学岩溶塌陷是特殊的"水-土-岩"不良因素共同作用的产物。根据塌陷区的岩土组构特征,建议在黔中岩溶地区进行工程选址前,采用"监测预防+控水+工程治理"综合防治措施。     

Overview of karst geo-environments and karst water resources in north and south China

The karst geological system in north China is different from that in the south. Due to differences in basic geological conditions and environment, the karst evolutional pattern and karst water resources, among other things, are also different in the two regions. This paper, based on on-site fieldwork and analysis of an extensive database of karst in China, presents a systematic and contrastive analysis of karst geological environment and karst water resources in north versus south China, highlights the differences between the two regions in basic karst geological conditions, groundwater dynamics and karst water resources, and concludes with the economic, environmental and engineering implications of these differences. These findings will be helpful for the strategic planning and decision-making processes associated with exploitation of karst geological resources and with prevention and control of karst geological hazards.     

贵州旅游地质资源开发利用的探讨

本文扼要地从岩溶地质景观、变质岩地质景观、古生物群遗迹、地热等方面论述了贵州旅游地质资源,并探讨了如何合理开发利用贵州旅游地质资源,以期达到发展贵州旅游经济,服务于贵州旅游业。