不同土地利用下岩溶水系统水化学日动态强度小波分析

土地利用/覆被变化会使岩溶水系统演化的化学驱动能——土壤CO2量发生变化,进而使得岩溶水系统的水化学日动态变化强度发生变化。小波分析方法可以有效识别岩溶水系统的水化学日动态变化强度,并给出定量化的指标。通过对亚热带季风气候区的贵州省陈旗、灯盏河与板寨岩溶水系统长达2年的水文水化学监测数据进行小波分析,发现有土壤覆盖但土地利用程度较高的岩溶水系统(陈旗和灯盏河),其排泄点水化学指标中CO2分压日动态强度要高于植被覆盖良好但岩石裸露的岩溶水系统(板寨)排泄点,说明岩溶水系统中土壤对水化学日动态强度的调控有着关键的作用。这一发现对于正确理解和评价不同土地利用下的岩溶作用及其碳汇强度差异有着重要的意义。     

电测深法岩溶路基注浆质量检测模型试验研究

针对岩溶路基注浆质量检测的难度,基于现场典型地质断面,建立室内裂隙灰岩模型,进行注浆前后多测试断面的电测深检测试验数据解释分析,并对比模型中实际浆液扩散情况。试验结果表明:水泥浆液注入后,模型视电阻率较注浆前明显降低,当注浆后视电阻率降低幅度大于等于15%时,注浆效果较好。模型注浆后的合理检测时间为注浆完7天后。现场检测试验基本能够验证模型试验结论,但现场检测试验受地下水位的影响较大,会造成局部评判失真。     

西南岩溶地区找水的地球物理方法探讨

总结了目前国内主要的物探找水技术方法,分析了各种方法的优缺点及其适应范围。以云南个旧市的找水成果作为典型案例,重点介绍了EH4电磁成像找水方法的技术特点、在岩溶区找水的可行性分析、数据处理和成果解释过程,最后推断出可能存在地下水的位置,并布设井位用于指导施工。后期追踪调查表明,勘察区已成功打出地下水,证明了使用EH4电磁成像技术在岩溶区找水的可行性。     

基于物理试验的岩溶区PSSK转化关系研究

为深入了解岩溶地区不同水源转化机理,文章以Basic Hydrology System为平台设计了4组小尺度物理试验。分别对裸露型岩溶区裂隙管道地下径流衰减规律,覆盖型岩溶区土壤达西流、裂隙管道水流转化规律,地表径流、土壤达西流、裂隙管道地下径流三者在覆盖型岩溶区和不同覆盖厚度条件下的转化关系进行了物理模拟。通过试验数据并结合指数衰减方程,得到了裸露型岩溶区流量衰减系数与降雨强度的关系;覆盖型岩溶区以及不同覆盖厚度条件下PSSK(precipitation-surface water-soil water-karst water,降水-地表水-土壤水-岩溶水)转化规律。     

覆盖型岩溶塌陷的空间预测与评价

针对危害性最大的覆盖型岩溶,建立考虑土盖层厚度和岩土体类型的典型岩溶地质结构模型,分析其在地下水位升降及地表水入渗情况下的塌陷机制。结合具体岩溶工程问题,提出“物理探测－工程勘察－岩、土物理力学试验－数值模拟－监测评价”的岩溶塌陷空间预测方法,并将该方法应用于湖北省黄石市一处典型覆盖型岩溶灾害区。在物理勘探、工程勘察和岩土物理力学试验的基础上进行的岩溶塌陷数值模拟表明,相对于地下水位快速升降,因地表水入渗导致黏土盖层软化引起的地面沉降更大。依据数值模拟结果,结合研究区地面及房屋裂缝的发展情况,划分出塌陷危险区的具体空间范围。实践证明,该岩溶塌陷空间预测方法具有较强的可操作性和较高的可靠性,可作为类似工程问题的研究方法予以推广     

岩溶地区飞机草化学防治研究

在飞机草(EupatoriumodoratumL.)入侵严重的岩溶区,用样方法进行百草枯(paraquat)、草甘膦(glyphosate)及草甘膦与2,4-D的混合药剂防治野外飞机草试验,每种药剂分别设0.25%、0.5%和1%三个浓度。结果表明:施药5天后,各浓度百草枯处理的飞机草植株全部干枯;高浓度的草甘膦及高、中浓度的草甘膦+2,4-D处理下,飞机草植株2/3的叶干枯,茎半干枯。施药30天后,低浓度百草枯处理的飞机草的死亡率为77%,高浓度处理下的达100%,各处理的新生苗密度极显著小于对照;低浓度草甘膦和草甘膦+2,4-D处理的飞机草死亡率均为33%,高浓度处理的约为50%,各浓度处理下新生苗密度与对照均无显著差异。由此可见:(1)各浓度处理下百草枯的药效高于草甘膦和草甘膦+2,4-D的药效,对土壤中飞机草种子萌发具明显影响,宜用在飞机草单优势群落中。(2)较高浓度的草甘膦和草甘膦+2,4-D可防除大部分飞机草,对土壤中种子影响小,可考虑使用在飞机草为伴生植物的耕地、果园等生境中。      

疏干开采条件下晋祠岩溶水系统的水箱模型

根据晋祠岩溶水系统的水均衡要素,建立晋祠岩溶水系统水箱模型及水均衡方程。使用晋祠岩溶水系统的补给量、排泄量和岩溶水位等数据建立晋祠岩溶水贮量的亏缺量与岩溶水位间的关系,采用非线性回归分析建立泉流量与岩溶水位的关系,并利用这两个关系替换水均衡方程中的未知量,从而求解所建水箱模型。通过1981至2006年的岩溶水位、亏缺量、泉流量数据检验所建模型,并以绝对误差的绝对值及线性相关系数评价模型的模拟效果。结果表明岩溶水位、亏缺量、泉流量模拟结果的误差均小于0.5,多数误差值小于0.01,线性相关系数均大于0.7,说明所建模型能够较准确地在以年为单位的时间尺度上模拟泉流量、岩溶水位和亏缺量的变化。该模型考虑了人工补给量、管井开采量及煤矿排水量等人为因素,可用于宏观的地下水资源保护及管理。      

石漠化土地固碳潜力分析——以贵州为例

以中国南方石漠化最为严重的贵州省为主要研究对象,选取其中五个有典型代表性的石漠化综合治理小流域为研究区,以70个典型样地实地监测数据为基础,测算了目前贵州石漠化土地的碳储量并分别预测了短期(20年)和长期(50年)内的固碳潜力。数据表明:2006年全省石漠化土地总碳储量达12627～20418万t碳,其中潜在和轻度石漠化的碳储量最高,占总碳储量的80%以上,是石漠化生态系统中主要的碳库;通过石漠化综合治理,预计20年后会有22655万t二氧化碳得到固定,而50年后固碳量将翻一番,达到42708万t;贵州全省石漠化土地年均固碳量达8.55～11.34×106t,可消除全区42%的工业二氧化碳排放量,有助于贵州工业二氧化碳“零排放”目标的实现。尽管石漠化生态系统有巨大的固碳潜力,但在石漠化综合治理规划中对碳汇功能缺乏充分的重视,有必要在“十二五”石漠化综合治理规划中在更高的水平上重新考量石漠化的碳汇功能。      

贵阳市某岩溶地区地下汽油污染物运移特征分析

岩溶地区地质环境脆弱,防污能力差,特别是浅埋藏岩溶发育地区,地下水具有易污染性。本文以贵阳市某加油站10年前发生的油灌泄漏污染为例,分析了汽油污染物在岩溶水中的运移特征。调查结果表明(1)汽油污染物运移受包气带的岩性、结构、厚度以及地形坡度、地下水流速等的影响,主要沿岩溶管道、基岩面、裂隙运移;(2)汽油污染物优先在断裂、裂隙、溶缝、溶洞等通道中迁移扩散,以侧向运移为主,垂向次之;(3)有机污染物除了随地下水流动而迁移外,还会发生弥散作用,在基岩隆起部位或地形较高部位,这种现象更为明显;(4)受限于红粘土本身对污染物的拦截吸附作用,污染物向上浸染扩散程度并不高,只有最靠近基岩面的那一部分才会遭受油类污染物的浸染;(5)汽油污染物长期着在岩溶管道壁、岩溶裂隙、土岩接触面上,具有难迁移、难消除的特点。      

石笋稀土元素含量的两种溶样方法测试结果对比分析

对于采自川东北诺水河溶洞群的石笋SJ3,采用2%的HNO3和HF+HNO3两种溶样方法分析测试了其稀土元素(REE)含量。结果表明:虽然多数石笋中存在碎屑物质,SJ3的少数样品在采用2%的HNO3溶解后有明显的残留物存在,但采用HF+HNO3全部溶解样品得到的SJ3的REE含量与采用稀HNO3溶样得到的结果并没有显著的差别。这表明SJ3的REE可能主要不是直接来自于地表土壤中难溶的硅酸盐矿物,而可能是土壤风化释放的REE通过吸附在颗粒/胶体态物质的表面,经过岩溶地下水的搬运而沉积到SJ3中。由此认为,采用稀酸溶样基本上可以将石笋SJ3的REE释放出来。