高大建筑物岩溶地基工程地质特征及环境效应——以广东南海民企大厦为例

城市高大建筑物的修建有时不可避免地遇到隐伏岩溶地基问题。实践证明,仅以少数钻孔岩芯的抗压强度作为地基承载力的评价依据可能导致严重的工程失误。真正影响地基强度和稳定性的因素是埋藏岩溶面形成的各种临空面、岩体中的溶洞、溶隙、溶蚀带以及基坑开挖过程中抽排水引起的各种城市环境效应。岩溶地基工程地质勘察与评价工作,必须在岩溶专家指导下综合应用物探、钻探、水文地质试验、示踪等技术进行综合研究,为设计提供包括环境效应评价在内的各种依据。岩溶地基处理工作必须把加固、防水、保护环境三个方面的问题统一起来考虑      

长江中上游红层岩溶刍议

红层岩溶是一种碎屑岩岩溶,在长江中上游的红层盆地中分布较为广泛,可划分为孔隙、洞隙型二种基本类型。在适宜的地貌部位,多构成红层地区的富水地段,特别是洞隙型岩溶区的水资源,具重要的开发利用价值。红层岩溶在旅游、洞室利用、开发盐卤水等方面也有一定的实际应用意义。 CAJ下载 PDF下载      

宁东煤田红墩子矿区煤中硫分布特征及成因分析

宁夏油气资源贫乏,宁东能源化工基地高速发展,煤炭资源需求逐年增大。红墩子矿区是宁东能源化工基地的重要原煤产地,但矿区高硫煤资源量占矿区煤炭总资源量的13.56%,很大程度上限制了煤炭资源的开发与利用,因此开发利用高硫煤是解决宁东地区能源安全及保障能源供应的重要途径。在利用煤炭勘查及相关研究成果资料的基础上,完成了红墩子矿区煤岩层对比,分析了矿区各成煤时代的沉积环境及古地理特征,揭示了煤中硫空间非均质性的分异机制及赋存特征。结果表明：从平面分布来看,山西组4煤为低硫煤,原煤全硫(S_t,d)为0.07%～2.05%,平均0.74%,呈北高南低的分布态势;太原组8煤为中高硫煤,原煤全硫(S_t,d)平均2.58%,高硫煤零星分布,矿区中部和西部地区中高硫煤分布较广;太原组9煤原煤全硫(S_t,d)平均2.49%,矿区东部硫分整体较高,高硫煤分布于东部及南部。矿区内煤中硫分的富集整体呈由东向西的迁移规律。从形成时代来看,山西组到太原组的煤中硫含量显著增加,体现了煤中硫分的富集受海相沉积和陆相沉积的差异影响。     

龙子祠泉域不同下垫面陆面蒸散量的对比研究

龙子祠泉域是北方著名的岩溶大泉,目前泉流量衰减严重,评估泉域内涵养水源林工程对岩溶水增补效果成为一项重要研究课题。本文利用NOAA/AVHRR遥感数据,运用地表能量平衡系统（SEBS）模型并结合临汾气象站的实际观测数据(气温、气压、相对湿度和风速),反演了龙子祠泉域2014年4-10月的日均蒸散量和月均蒸散量,通过GIS的空间叠加对比分析了不同岩性和不同植被覆盖率条件下的陆面蒸散量特征。结果表明:碳酸盐岩地区陆面蒸散量与植被覆盖率之间呈正相关关系,而碎屑岩地区中等植被覆盖率的陆面蒸散量最低,在整体上碎屑岩地区的陆面蒸散量要高于碳酸盐岩地区。仅从陆面蒸散量的角度考虑,在碎屑岩地区保持中等的植被覆盖率将有利于增加岩溶水的入渗补给量,而在碳酸盐岩地区开展植树造林将提高陆面蒸散量,不利于降水入渗补给。      

中国北方岩溶地下水补给研究进展

地下水补给研究是进行地下水资源评价、制定水资源可持续利用方案、开展水资源管理的基础,也是建立地下水模型、进行环评的关键。从地下水补给量的评价方法、地下水补给的时空分布规律以及地下水补给的过程和机理等方面入手,综述了国内外有关地下水补给研究方面进展及发展趋势。同时,针对中国北方岩溶地区的岩溶发育特征和岩溶地下水赋存规律,对岩溶地下水的补给研究现状及存在的问题进行了阐述,分析了当前研究不足,并提出了如下建议:开展北方典型岩溶区入渗补给过程和机理研究,揭示不同地质条件和气候条件下的入渗补给机制;研究降水入渗补给系数的时空变化规律,探讨降水入渗补给系数的变值问题;开展碳酸盐岩裸露区巨厚层包气带的水文功能研究,加强入渗补给滞后性和有效入渗补给量确定方面的研究;探讨岩溶地区植树造林的水文效应。为中国北方岩溶区地下水补给定量化研究提供新的思路,为揭示岩溶区地下水补给机制和岩溶地下水可持续利用提供科学依据。     

山西岩溶大泉水文地球化学研究

区域岩溶水文地球化学研究是深入开展岩溶的形成、岩溶水文地质和环境地质工作的基础。本文根据同期资料,全面阐述了山西岩溶大泉水的化学组份含量、水化学类型特征;并采用适合山西岩溶大泉系统的参数和方法,评价岩溶泉水的溶蚀能力和泉域系统的溶蚀量;深入探讨了岩溶水化学组份的成因和水文地球化学特征。      

中国北方岩溶水变化特征及其环境问题

随着自然条件改变和人类活动强度的加大,我国北方岩溶水系统从输入、输出到结构、水资源要素转换关系均发生了巨大变化,在短短几十年内有近30%岩溶大泉断流,80%泉水流量大幅度衰减,区域岩溶地下水位每年以1~2m速度持续下降,同时,有20%以上的岩溶水系统主排泄带的水质在Ⅲ类以下且总体趋向恶化,此外,还存在着矿坑突水,岩溶塌陷、地裂,海水入侵,旅游功能降低,生态功能丧失等诸多的岩溶水环境问题,极大地加剧了水资源的紧张状况。本文根据前人成果和实地调查资料并采用一些典型事例归纳总结了岩溶水环境问题及其发展演化趋势,展示北方岩溶水面临的严峻形势,以引起社会各界对此问题的关注,加大岩溶水资源调查研究与保护力度,同时,也为广大学者开展相关立项与研究提供参考。      

鄂尔多斯盆地周边地区岩溶发育模式及岩溶地下水开发利用探讨

鄂尔多斯盆地周边岩溶区岩溶含水岩组主要由奥陶系和寒武系灰岩组成,岩溶发育受层状裂隙和构造裂隙控制,主要分布在盆地的东缘、南缘和西缘。文中通过对鄂尔多斯盆地周边岩溶区碳酸盐岩分布特征和埋藏条件的分析,提出3种岩溶发育模式:斜坡顺层岩溶发育模式、裂谷逆层岩溶发育模式和逆冲断层岩溶发育模式,对3种模式下岩溶发育的地质构造特点、水动力及水化学条件、岩溶发育特点进行分析和总结。初步探讨了3种模式下岩溶地下水资源量和开发利用规划。结果表明鄂尔多斯盆地周边岩溶地下水具有巨大的开发潜力。     

北京西山黑龙关泉域岩溶水系统边界与水文地质性质

北方岩溶水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。开展岩溶水系统研究的首要任务是确定系统边界位置及其水文地质性质。以北京西山黑龙关泉域岩溶水系统为研究对象,采用地质学、岩溶动力学、流体动力学、水文地球化学、地球物理勘探等方法,确定黑龙关泉域岩溶水系统是由南部大石河背斜岩溶水子系统和北部百花山向斜南翼岩溶水子系统2个次级系统组成;其含水岩层分别为蓟县系铁岭组、雾迷山组和青白口系景儿峪组、奥陶系、寒武系碳酸盐岩。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、岩溶含水层深埋滞流性边界等类型。     

煤矿酸性“老窑水”低Ca/Mg成因机制

山西省阳泉市山底河煤矿“老窑水”循环系统多年水质监测数据计算结果显示,煤矿酸性“老窑水”的Ca/Mg值普遍偏低,且存在Ca/Mg值随酸化程度的增强（SO₄2?含量增加或pH减小）而减小的规律。针对这一问题,结合研究区的地球化学物源条件,通过室内试验以及野外监测水样的石膏、方解石、白云石矿物饱和指数与pH变化关系,分析煤矿酸性“老窑水”低Ca/Mg值的成因机制。研究表明:区内石炭系－二叠系的煤系地层中碳酸盐岩夹层、分散状态分布的菱镁矿、黄铁矿是“老窑水”中Ca2+、Mg2+、SO₄2?的物质来源;在黄铁矿氧化水解形成的以硫酸根为主导的酸性溶液中（pH为2.0~4.5）,代表硫酸对石膏、方解石、白云石可溶解性的饱和指数排序为石膏>方解石>白云石,受石膏在高浓度硫酸活性降低并发生沉淀、方解石溶解受Ca2+同离子效应抑制和饱和状态的平衡调节的综合影响,使Ca2+相对含量减少,由于MgSO₄溶度积大于CaSO₄,故Mg2+含量未受上述约束（或较低）,脱白云岩化反应可因Ca2+含量随石膏沉淀而继续进行,加之区内有菱镁矿的溶解,使得Mg2+相对含量增加,最终出现了镁矿酸性“老窑水” Ca/Mg值低的结果。Ca/Mg值可作为煤矿酸性“老窑水”的污染特征指标,应用于环境影响评价。