CaCO3－CO2－H2O岩溶系统的平衡化学及其分析

在介绍了CaCO3- CO2 - H2O岩溶系统平衡化学的原理后,对平衡化学的控制因素,包括温度、CO2 分压、体系的开放程度、离子强度效应、同离子效应、酸效应、碱效应、离子对效应进行了分析,并与CaMg ( CO3 )2 - CO2 - H2O 岩溶系统平衡化学作了对比。结果显示,天然开放的岩溶系统的平衡pH值范围为6. 80～8. 40,在此pH值范围内,水中的碳组分主要以HCO-3 形式存在; 与开放系统相比,在其它条件相同情况下,封闭系统的平衡pH值较高,而平衡[ Ca2+ ]和平衡[ HCO-3 ]较低,特别是在低CO2 分压时,两者的差异更明显;在封闭系统条件下,两种不同的纯CaCO3 - CO2- H2O饱和溶液相混合,将导致溶液对CaCO3 重新具有侵蚀性;离子强度效应、酸效应和离子对效应使方解石的溶解度增加,而同离子效应和碱效应使方解石的溶解度降低; 与方解石溶解平衡相比,其它条件相同时,白云石溶解平衡pH较高,在温度< 70℃时溶解度较大,但在温度> 70℃时溶解度较小。      

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。      

岩溶塌陷试验、评估与管理方法研究

岩溶塌陷是我国岩溶区主要地质灾害类型 ,广泛分布在我国广西、贵州、湖南、江西、云南等 2 3个省 (区 )。据初步调查 ,全国有 30 0多个市县共发生过岩溶塌陷 14 0 0例以上 ,塌陷坑总数超过 4× 10 4个 ,有效减轻其影响已成为广大岩溶工作者面临的重要问题。本文以作者近年来完成的项目成果为基础 ,介绍了岩溶塌陷模型试验测试技术、基于GIS的风险评估方法以及信息管理技术 ,最后 ,对岩溶塌陷研究的趋势作了系统分析。     

杭州市西部岩溶山区地面塌陷及地下水资源开发初步研究

杭州市西部岩溶山区因开采地下水引发了近20起岩溶地面塌陷(变形)现象,造成人员伤亡和经济损失,成为西湖风景区的主要地质环境问题.由于岩溶水水质优良,可达到Ⅰ级(饮用)水标准,其允许开采资源量512.7×104 m3/a,其中,环西湖山区开采量366.7×104 m3/a.为充分利用优质岩溶水的饮用水功能,既要保护地质环境、防止地面塌陷的发生,又要充分利用岩溶水资源,做到资源开发与环境保护的协调统一.为此,提出合理开发岩溶水资源、防止地面塌陷的对策措施.     

桂林市西城区岩溶塌陷特征分析

桂林市西城区岩溶塌陷是该区重要地质灾害 ,已对当地工农业生产构成严重危害 ,本文从大量野外调查资料出发 ,分析了该区岩溶塌陷在时间和空间上的主要特征 ,为今后本区岩溶塌陷的预测和防治提供了可靠的依据。     

圆梁山隧道毛坝向斜段典型岩溶现象及发育分布特征

圆梁山隧道毛坝向斜段核部及两翼的可溶地层中发衣分布有大量的典型岩溶现象，本文详尽讨论了岩溶洼地，槽谷，巨型组合槽谷和地下溶洞等大型岩溶形态的基本特征，形成机制，受控因素，并进一步认识到其发育分布主要受控于岩性和构造因素。     

GM(1,1)分解模型与ARIMA模型在岩溶地下水模拟中的对比研究——以柳林泉流量模拟为例

本文运用GM(1,1)分解模型和ARIMA模型分别模拟柳林泉流量。根据影响特征将泉水流量变化分为两个时段研究:1957—1973年泉水流量处于自然状态;1974—2009年泉水流量受气候变化和人类活动双重影响。运用第1时段的数据建模获得自然状态下泉水流量的模型,将模型外推,获得第2阶段自然状态下泉水流量,然后根据水量平衡原理,减去同期实测流量,获得人类活动对泉水流量衰减的贡献。GM(1,1)分解模型的结果显示,从20世纪70年代到21世纪初柳林泉衰减量为2.26m3/s;ARIMA模型的结果为2.32m3/s;与同期实际衰减量2.27m3/s比,相对误差分别为0.44%和2.20%,表明两种模型都适用于泉水流量的模拟。对比人类活动和气候变化对柳林泉流量衰减的贡献,两个模型得到同样结果,即人类活动的贡献是气候变化的8～9倍。实证研究显示,GM(1,1)模型适用于指数序列的模拟,对具有周期波动的泉水流量,可通过周期修正提高精度;而ARIMA模型能够较好地反映泉水流量相对于降水量的时间滞后效应,能比较准确地模拟泉水流量与降水量的量化关系。      

陕西渭北东部岩溶热水运移数值模型研究

地下热水资源定量评价是地热资源开发利用中的重要环节.在地下热水系统中,地下水流场和温度场相互影响,因而在研究地下热水运移时须同时考虑地下热水的流动和热量的运移.本文建立三维不稳定地下水流-热运移耦合模型,模拟陕西渭北东部岩溶地下热水运移特征.针对研究区多组断层纵横交错而且对岩溶水运移起着控制作用的特点,模型中将断层剖分为条带以更好地刻画其水力学特征.利用水化学测试结果估算地下水-地表水转化量,为模型边界流量的确定提供依据.结合地下水测年数据进行模型校正与参数识别,提高了模型仿真性.     

绥阳双河洞发育对区内地表水系变迁影响

双河洞是我国已探明长度最长洞穴,也是世界第一长白云岩洞穴.为全面了解其形成机理,本研究基于双河洞探测和地表调查资料,以双河洞发育特征,区内地表河床地貌、地形和现代水系特征为研究对象,以双河溶洞发育演化模式为基础,开展双河洞发育演化对区内地表水系变迁影响研究.认为:(1)研究区地表水系随双河溶洞发育演化而变迁;(2)双河...     

我国南方岩溶区和北方黄土区的大气CO2效应

我国南方岩溶区与北方黄土区都是巨大的碳库。碳酸盐的溶蚀及再结晶是两个碳库与大气ＣＯ２交换的重要过程;碳的区域平衡是评价化学风化消耗或逸散ＣＯ２的基础,岩溶区与黄土区在地球化学风化的环境背景。溶蚀过程,产物运移和归宿等差异很大。黄土区化学风化消耗大气ＣＯ２通量较岩溶区小。目前评价两类地区土壤与大气ＣＯ２的源汇关系尚不成熟,需要定量认识土壤ＣＯ２与下伏碳酸盐岩溶蚀或与下伏黄土次生碳酸盐化作用。岩溶区湖