The influence of land use change on karst water quality of Shuicheng Basin in Guizhou Province

The influence of land use and land cover on ecological environment is a focus of global change research. The paper chooses an industrial city-Shuicheng in Guizhou Province-as a study area because the karst water quality around the city is deteriorating with land use and land cover change. The natural susceptibility of karst water system is an important factor leading to karst water pollution. But land use and land cover change is also a main factor according to the chemical analysis of karst water quality and land use change. So it is a good way to protect karst water through rational planning and managing of land use and land cover.     

八宝喀斯特山区生态环境问题与治理措施

喀斯特峰丛山区生态系统特征有：结构简单，稳定性差，恢复困难等。其生态系统脆弱性表现为：（1）裸露型喀斯特山地坡度陡峻，土壤贫脊，耕地少而分散，水土保持能力差；（2）地下水文网发育导致地表水大量漏失，地下水位埋藏深，难以开采利用；（3）植被树种单一，生长缓慢，资源开发过程中易产生耕作粗放，水土流失，石漠化等环境问题，对其治理和恢复过程应是渐进式的：水－土－林，即首先要科学开发利用各种水资源，同时合理规划利用土地资源，其次要加速生态系统重建，使其形成良性循环发展方式。     

石漠化景观格局对土地利用时空演变的响应

土地利用是人类活动最直接的表现形式,喀斯特地区的石漠化演化与土地利用变化有密切关系,石漠化治理是在人为干预下加快恢复脆弱的喀斯特生态系统.运用3S技术和景观格局空间分析技术相结合的手段,对石漠化综合治理下,紫云县水塘小流域的土地利用及石漠化景观格局时空演变关系进行了探讨.结果表明:1.2004-2010年间水塘小流域土地利用类型以林地及草地变化较多,其他地类变动较少,其中林地面积增加10％,草地面积增加5％;2.2004-2010年间水塘小流域石漠化变化主要类型为,中度石漠化转轻度石漠化面积5％,轻度石漠化转潜在石漠化面积10％;3.2004-2010年间水塘小流域土地利用和石漠化景观格局,多样性指数各提高了0.3和0.12,破碎度指数各减少了0.138和0.16,优势度指数各降低了0.181和0.126,均匀度指数各提高了0.092和0.209,分维度指数各提高了0.02和0.18.研究发现运用土地利用与石漠化转移矩阵与景观格局相结合的分析方法,可为评价石漠化治理成效提供借鉴意义.     

Using hysteretic behaviour and hydrograph classification to identify hydrological function across the “hillslope–depression–stream” continuum in a karst catchment

In cockpit karst landscapes, fluxes from upland areas contribute large volumes of water to low-lying depressions and stream flow. Hydrograph hysteresis and similarity between monitoring sites is important for understanding the space–time variability of hydrologic responses across the “hillslope–depression–stream” continuum. In this study, the hysteretic feature of hydrographs was assessed by characterizing the loop-like relationships between responses at upstream sites relative to subsurface discharge at the outlet of a small karst catchment. A classification of hydrograph responses based on the multi-scale smoothing Kernel -derived distance classifies the hydrograph responses on the basis of similarities between hillslope and depression sites, and those at the catchment outlet. Results demonstrate that the temporal and spatial variability of hydrograph hysteresis and similarity between hillslope flow and outlet stream flow can be explained by the local heterogeneity of depression aquifer. Large depression storage deficits emerging in the highly heterogeneous aquifer produce strong hysteresis and multiple relationships of upstream hydrographs relative to the outlet subsurface discharge. In contrast, when depression storage deficits are filled during consecutive rainfall events, depression hydrographs at the high permeability sites are almost synchronous or exhibit a monotonous function with the hydrographs at the outlet. This reduced hydrograph hysteresis enhances preferential flow paths in fractured rocks and conduits that can accelerate the hillslope flow to the outlet. Therefore, classification of hydrograph similarities between any upstream sites and the catchment outlet can help to identify the dominant hydrological functions in the heterogeneous karst catchment.     

武隆隧道岩溶地质超前预报综合技术

武隆隧道全长9418m,为渝怀铁路第二长大隧道.该隧道的施工地质条件非常复杂,存在浅埋段、断层破碎带、岩溶暗河、非煤系地层瓦斯和岩爆等不良地质现象.其中,岩溶、暗河以及岩溶涌水是本隧道施工的最主要地质问题.根据岩溶垂直分带结果,武隆隧道处于混流带中,特别是多在季节变动带与水平迳流带之间.自隧道开挖揭露以来,多次发生大型、特大型岩溶涌水灾害.作者根据武隆隧道施工的特点,以地质法为基础,以HSP声波反射法为主要手段,结合TSP203系统和钻探等的超前预报综合技术,进行岩溶地质超前预报.实践证明,武隆隧道综合地质预报技术的应用是基本成功的,值得在同类隧道施工地质预报中借鉴.     

天津宝坻县隐伏岩溶区地下水开发与地裂缝成生关系研究

在调查分析地裂缝时空分布特征的基础上,研究地裂活动与区内水文地质条件、地下水开采过程的关系,认为过量开采奥灰水是产生地裂缝的主导因素。随着水位下降,盖层介质固结压密作用是导致地面压缩变形乃至地裂缝发生的直接原因。地下水系统结构特征以及固结压密作用的物质基础———松散盖层的厚度、岩性,是构成地面不均匀沉降的充要条件。当这种不均匀变形程度足以使土体连续性破坏时,则地裂缝便在沉降区应力集中的部位发生。     

白云岩体表生成岩裸露期古风化壳岩溶的规模

白云岩体表生成岩裸露期古风化壳岩溶对白云岩体古岩溶储渗体的形成至关重要。表生成岩裸露期古风化壳岩溶可形成地表残积层和表层之下大小不等的溶蚀空间。地表残积层与上覆盖层间可成为油气的储渗空间和通道,表层之下大小不等的溶蚀空间则可被塌积岩、冲积岩、填积岩和淀积岩充填,但其内常可保存部分孔隙,并为后来的埋藏溶解提供流体扩溶的初始空间和流体流动的通道。野外露头和井下岩心中的大量现象和事实说明,白云岩体表生成岩裸露期古风化壳的规模远小于石灰岩体。最主要原因是白云岩(石)可溶性远较石灰岩(方解石)小,同样组构的白云岩的物理力学强度亦较石灰岩小。白云岩体本身的岩性和组构、层理类型、泥质含量、构造裂隙的发育程度等都会影响裸露期古风化壳的规模。     

硫酸型酸雨参与碳酸盐岩溶蚀的研究进展

碳酸盐岩的H2CO3溶蚀产生岩溶碳汇,占整个岩石风化碳汇的 94%。西南岩溶区硫酸型酸雨严重,硫酸型酸雨广泛参与碳酸盐岩的溶蚀。H2SO4参与的碳酸盐岩风化是一个大气CO2净释放过程,具有减汇作用巨大。另一方面,岩溶区石灰土壤和地下水具有较高的pH值及盐基饱和度,对H+有巨大的缓冲作用,大气酸沉降在碳酸盐岩地区可能并不会造成地下水的HCO3-和pH降低;相反,较高浓度的SO42-所产生的盐效应和SO2-4与各种阳离子形成的离子对会增大方解石、白云石溶解度,可增强H2CO3对碳酸盐的溶蚀,这可能会使岩溶作用产生更大的碳汇效应。因此,硫酸型酸雨参与碳酸盐岩风化的减汇效应不仅可能被高估,硫酸型酸雨还可能增强碳酸盐岩的H2CO3溶蚀,具有增加岩溶碳汇效应的作用。应结合石灰土壤对大气酸沉降的缓冲容量和阈值及大气酸沉降的H+与土壤中盐基离子的交换量,并综合考虑盐效应、离子对作用、同离子效应,客观评价硫酸型酸雨流经石灰土壤层后对碳酸盐岩溶蚀吸收大气/土壤CO2的影响      

断陷盆地高原面典型岩溶洼地旱季土壤水氢氧同位素时空差异特征

以云南省蒙自断陷盆地东山山区典型岩溶洼地为研究区,通过野外采集土壤样品与实验室测试分析相结合的方法,运用稳定同位素技术研究旱季不同深度土壤水氢氧同位素组成,揭示区内土壤水氢氧同位素时空变化特征,为进一步研究云南断陷盆地山区土壤水分运移机制和当地农业合理利用和管理水资源提供科学依据。结果表明:(1)土壤水δD、δ18O同位素值的变化范围分别为-128.3‰~-27.6‰和-17.5‰~2.5‰,平均值分别为-96.1‰±20.7‰和-12.3‰±3.7‰,降雨转化为土壤水和水分在土壤中重新分布时发生一定程度的氢氧同位素分馏。(2)旱季两个月份土壤水氢氧同位素组成发生变化,4月份土壤水δD、δ18O同位素平均值分别为-86.3‰±23.83‰和-10.6‰±4.3‰,显著高于2月份(δD:-106.1‰±9.5‰;δ18O:-14.1‰±1.6‰)(p<0.05),主要和4月份土壤水的蒸发作用强烈有关。(3)在空间上,坡地与洼地之间土壤水氢氧同位素组成存在差异,2月份坡地与洼地之间土壤水δD、δ18O值差异显著(p<0.05),洼地土壤水δD、δ18O比坡地偏轻;4月份坡地与洼地之间土壤水δD、δ18O值差异不显著(p>0.05)。(4)土壤垂直剖面方向上土壤水δD、δ18O值随着土壤深度的增加而减小,浅层土壤水δ18O和深层土壤水δ18O存在显著差异,2月份浅层土壤水δ18O比深层土壤水δ18O偏正2.8‰,4月份浅层土壤水δ18O比深层土壤水δ18O偏正10.5‰。      

马达加斯加Mahajanga盆地岩溶水文效应

本文在对马达加斯加地质演化研究成果分析的基础上,通过野外调查和监测,结合已有水文资料对Mahajanga盆地岩溶的水文效应开展研究。受地质结构、岩性等条件的控制,Mahajanga盆地东部演化形成绵延近300 km的岩溶槽,在西南部则形成面积达12 000 km2的岩溶台地。岩溶槽和岩溶台地的岩溶发育均以水平方向为主,垂直方向发育较浅,岩溶形态则呈现出明显的均等溶蚀特征。盆地东部岩溶槽拦截了大部分来自高原的河流,是马达加斯加最重要的汇流区,同时,特殊的地质结构也演化形成独特的地下“汇流”系统。岩溶槽区内平缓的河床比降、复杂的河流网络、星罗棋布的湖泊和洼地、分布广泛的松散堆积层以及面积广阔的地下岩溶系统,构成了巨大的水循环调节库,对水文过程将产生较大的“滞流”效应。盆地西南部的岩溶台地面积广,规模大,是一个巨大的天然储水“水库”,对地表径流起到重要的调节作用。