基于生态综合治理的石漠化演变规律与趋势讨论

分析了中国南方石漠化现状及变化,以中国南方石漠化最为严重的贵州省为主要研究对象,研究了生态综合治理下石漠化的变化特征及发展趋势。数据表明:贵州省石漠化面积从2000年35 920km2(占全省总面的20.39%)发展到2005年的3 7597km2(占全省总面的21.34%),5年间平均每年增加334.7km2。但与1975—1999年期间相比,石漠化增加的速度明显降低,生态治理工程一定程度上抑制了石漠化发展。贵州花江、清镇、毕节3个典型示范区石漠化监测数据表明,在生态治理工程实施下石漠化面积都逐年减小,说明石漠化是可以治理的,石漠化并不是“环境癌症”。但是,预测数据表明,即使《贵州省喀斯特石漠化综合治理规划》的工程措施全部实施,到2030年贵州石漠化面积将仍占全省国土面积的14.9％。中国南方石漠化问题将长期存在,石漠化治理是一个长期、艰巨的任务,绝非一两个五年计划就能达到“山川秀美”。要从根本上遏制石漠化增长的趋势和生态环境恶化的局面,仍需国家和地方在“十二五”期间及以后大规模的投入。      

基于人工神经网络的喀斯特地区水资源承载力综合评价——以贵州省为例

运用BP网络对贵州喀斯特地区水资源承载力进行综合评价,并与灰色关联投影法评价结果进行对比。结果表明,两种方法的评价结果整体差别不大,但安顺市和铜仁地区的承载力差别很大。神经网络法所得结果,铜仁地区水资源开发利用潜力最大,而安顺市则很小,仅高于贵阳市;但灰色关联投影法所得结果,铜仁地区的水资源承载力却比安顺市低很多。通过与前人研究结果比较,BP网络的评价结果更加符合实际情况。应用Kohonen网络进行分析,结果表明水资源总量和经济发展水平是影响贵州各地区水资源承载力的主要因素;此外,人口对遵义市的水资源承载力也有较大的影响,铜仁和毕节地区受喀斯特的影响较其他地区显著。      

贵州巨木地下河流域石漠化地学治理实验及其意义

贵州巨木地下河岩溶流域石漠化治理工程是一项从地学的角度探索石漠化治理的实验,实验以改善石漠化区岩溶地质环境为目标,以地下河的开发利用、农作物生长过程中矿物元素补偿等为手段,解决了实验区人畜饮水安全和农田灌溉缺水问题,提高了农作物产量和农产品品质,使地区经济得到了明显发展,有效地控制了不合理的人为工程活动的发生。遥感监测成果对比表明,经过治理实验区内的石漠化面积明显减少、石漠化程度显著降低。由此认为改善地质环境是石漠化治理的有效途径之一,值得提倡与推广。然而,由于西南岩溶石山区岩溶系统复杂、小型多样,不同的岩溶系统差别较大。因此,只有在查清岩溶流域系统具体的地质条件的基础上,合理制定综合治理方案,进行石漠化地学治理才能更有效。      

贵州喀斯特聚落文化类型及其特征研究

从喀斯特环境人地关系的角度出发,探讨贵州喀斯特聚落文化的组成因子和文化层;依据地域分异规律、相似性原则、综合分析原则,将贵州喀斯特聚落文化分为谷地聚落、半坡村聚落、溪边村聚落、丘原区聚落、洞穴聚落和屯堡聚落六种主要类型。谷地聚落因峰丛洼地环境容量小,形成散珠状小聚居的形态和独特的垦殖文化景观;半坡村聚落因喀斯特山地环境的影响,形成依山而建、聚族而居、典型的吊脚楼民居建筑等特征;溪边村聚落因峰林坝地环境容量较大,沿河形成串珠状聚族而居的形态;丘原区聚落因丘原盆地环境容量大、地域环境开放,形成多民族杂居、村寨密集分布、文化交融强等特征;洞穴聚落因岩洞环境的特殊性,形成依洞而建的小聚居形态;屯堡聚落因喀斯特环境和历史的影响,形成典型的集聚型村落,将石文化、江南文化、军事文化有机结合。通过探讨各类型聚落文化在聚落规模、聚落布局、聚落环境、建筑、生活习俗等方面的特征,可为合理开发贵州喀斯特聚落文化提供依据。      

应用化学示踪技术探查深部岩溶发育特征研究

基于岩溶发育的基本特征与化学示踪剂在岩溶含水介质中的运移扩散规律,提出了 几种常见的示踪剂浓度分布曲线类型,并研究了它们与岩溶含水介质结构之间的对应关系。 在此基础上,为了检验化学示踪技术探查岩溶发育特征的有效性和实用性,以山东丘集煤矿 为例,通过地面钻孔投放示踪剂,利用井下放水孔作为示踪接收点,研究了煤层下伏奥陶系 灰岩含水层隐伏岩溶的发育特征与分布规律。试验结果表明,煤矿区深部奥陶系灰岩强岩溶发育带呈现出由西北分别向东和向东南延伸的“人字”型分布规律,矿区其它区域则以相对均匀的裂隙溶隙弱岩溶发育特征为主。通过与已有水文资料对比,矿区岩溶的发育与分布与奥陶灰岩含水层钻孔涌水量大小及其分布相吻合,从而验证了该技术的实用性和有效性。      

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。