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2013年  第32卷  第2期

水文地质
重庆地区岩溶地下河水溶解无机碳及其稳定同位素特征
蒲俊兵
2013, 32(2): 123-132.
摘要:
稳定碳同位素是指示岩溶动力系统碳来源及转化的重要指标。为揭示重庆地区岩溶地下水中溶解无机碳基本特征和碳来源,本文对该地区63条岩溶地下河水样进行了水化学和碳同位素分析。研究结果表明,重庆地区地下河水溶解无机碳主要表现形式为HCO3-,雨季由于稀释作用其浓度低于旱季。重庆岩溶地下河水δ13C-DIC(V-PDB)旱季变化范围为-15.34 ‰~-5.89 ‰,雨季变化范围为-17.40 ‰~-4.23 ‰。根据δ13C同位素质量平衡方法,计算得到重庆地下河旱季碳酸盐岩溶蚀对DIC贡献为45.1 % ~79.7 %,雨季平均为34.6 %~82.1 % 。计算结果表明,在人类活动不断增强的情况下,岩溶水体DIC通量中碳酸盐岩溶解来源的DIC和其参与岩溶地下水δ13C值的形成并不一定是岩溶作用理论方程中所计算的50 %,而是有一定的变化范围。因此在计算岩溶作用碳汇时,建议通过δ13C值扣除碳酸盐岩溶蚀形成DIC的通量后再来推算岩溶作用形成的碳汇量。
农业活动对表层岩溶泉水化学特征及溶解无机碳损失量的影响
张笑微, 徐尚全, 周小萍
2013, 32(2): 133-139.
摘要:
以重庆市南川区不同农业活动强度下的3个表层岩溶泉为例,通过分析泉点水化学变化特征来估算不同泉点的DIC损失量(△DIC)和探讨农业活动对岩溶碳汇的影响。研究结果表明:柏树湾泉水温变幅较小,电导率、pH值相对兰花沟泉、后沟泉较低。由于农业活动的影响,兰花沟泉、后沟泉Ca2+ 浓度偏高,而HCO3-浓度偏低。NO3-、SO42-浓度也因农业活动干扰,表现出后沟泉、兰花沟泉远大于柏树湾泉。随农业活动强度的增加,△DIC也逐渐增大,表现为:柏树湾泉(1.64 mmol/L)<兰花沟泉(4.28 mmol/L)<后沟泉(4.36 mmol/L)。△DIC与(SO42-+NO3-)呈正相关,表明农业活动越强烈,DIC损失量越大,岩溶碳汇的损失也随之增大。
极端降水对娘子关泉流量的补给研究
傅晓鸣, 郝永红, 范永辉, 李 超, 刘 彦, 王同科, 王智博
2013, 32(2): 140-147.
摘要:
采用广义极值Pareto分布模型(GPD)研究娘子关泉域的月最大降水,并在剔除人类活动造成的泉水流量下降趋势(亦即平稳化)后,研究不同重现期的极大月降水量与平稳化后的泉水年平均流量的关系,以获得极端降水与泉水流量的相关关系。结果表明,娘子关泉域的极大月降水与之后第2 年的泉水年均流量关系最为密切。此外,文中还给出了相应的量化关系表达式,并据此估算娘子关泉域重现期为20、30、50、100年的月降水量分别为280 mm、295 mm、315 mm、338 mm,其对之后的第2年的年均泉流量补给分别为1.58m3/s、1.83m3/s、2.16m3/s和2.55m3/s。
基于在线示踪技术的岩溶地下河流场反演与水文地质参数估算
陈雪彬, 周 军, 蓝家程, 肖京格, 杨平恒
2013, 32(2): 148-152.
摘要:
以青木关岩溶地下河为例,利用在线高分辨率示踪技术获取基础数据来探寻岩溶地下河形态特征,估算水文地质参数。试验中示踪剂回收率高达99 %,示踪剂历时浓度曲线有两个孤峰,前后峰值浓度分别为37.63 μg/L和1.21 μg/L, 两个孤峰的偏度和峰度均大于0,据此推测青木关岩溶地下河并无较大溶潭发育,且地下河流态为紊流流态。根据试验所得数据结合地下河地理空间信息,以经验公式估算得到地下河平均流速、摩擦系数、雷诺数、舍伍德数、施密特数等水文地质参数,分别为204 m/d、0.26、127 980、4 165、1 140,表明青木关地下河管道内部结构复杂,地下水环境比较脆弱,且估算得到的雷诺数所表征的地下河水流态与示踪剂历时浓度曲线得到的结果一致。
工程地质
公路工程岩溶环境一、二级区划
戴建玲, 雷明堂
2013, 32(2): 153-160.
摘要:
本文从岩溶地区公路工程建设的需要出发,开展公路工程岩溶环境区划工作,以便在岩溶地区的公路规划与设计过程中能够充分考虑岩溶地质环境、自然环境以及可能遭受的岩溶环境地质等问题的影响,弥补现行公路自然区划的不足,进而更好地为公路工程规划、选线、设计、施工和养护提供服务。一级区划以对公路工程所处岩溶环境具有控制作用的气候和大地构造因素为主要依据,将我国公路工程岩溶环境划分为华南热带亚热带季风气候湿润-半湿润岩溶环境区、华北温带季风气候亚干旱岩溶环境区、东北中-寒温带季风气候亚干旱-亚湿润岩溶环境区、西北中温带大陆气候干旱岩溶环境区和青藏高原高寒带山地气候干旱岩溶环境区5个区,二级区划在一级区划的基础上以地形地貌、可溶岩分布以及岩溶环境地质问题为依据划分为秦岭-大巴山中山山地区、广西盆地峰林平原区等26个区。
娄新高速公路岩溶发育特征与地基处理方案优化研究
肖武权
2013, 32(2): 161-166.
摘要:
娄底—新化高速公路岩溶发育。由于邻近煤矿采矿抽排水,地下水位急降,形成土洞和塌陷。为保证公路建设经济、安全,须对岩溶路基进行处理。通过对地基处理方案影响因素进行研究与分析,运用多目标决策模糊集理论并结合层次分析方法,优选出具有多指标因素属性和模糊特性的岩溶地基处理方案。在此基础上,从地质条件出发,并考虑加固效果、工程造价等,比较了3种岩溶地基处理方案:注浆、沉管挤密桩、强夯+双层钢筋混凝土连续板。分析结果表明:强夯+双层钢筋混凝土连续板方案最佳,模糊优化计算中,该方案对优的隶属度最高,达0.86,具有施工便捷、加固效果好、成本低等优点,总造价为仅1 350万元,分别比沉管挤密桩、注浆处理少170万和360万元。
环境地质
广州金沙洲岩溶地面塌陷地质灾害成因分析
黄健民, 吕镁娜, 郭 宇, 陈小月
2013, 32(2): 167-174.
摘要:
广州金沙洲是岩溶地面塌陷危害较严重的地区之一,至目前已发生塌陷24个,主要集中分布在某高铁隧道两侧,与隧道垂直距离小于400 m;塌陷的形成与发展与金沙洲地质环境条件脆弱、高铁隧道施工抽排地下水有很大的关系。调查表明,金沙洲北东向断裂构造发育,隐伏灰岩见洞率60 %~76.9 %,线岩溶率最大达52.58 %,部分地段灰岩上覆土体厚度小于15 m。金沙洲某高铁隧道施工期间多个时段排水强烈,排水量达2 000~3 000 m 3 /d,导致地下水位剧烈波动,并引发了20多个岩溶地面塌陷,而在隧道施工之前及在隧道施工不抽排水的个别时段,区内均无塌陷发生。上述岩溶塌陷发育特征表明,脆弱的地质环境条件是金沙洲岩溶地面塌陷的内在因素,而高铁隧道施工抽排地下水则是岩溶地面塌陷的直接诱发因素。
安庆市怀宁县马山口地区岩溶塌陷的分布特征及形成条件分析
潘国林, 方 涛, 蔡生来, 洪天求
2013, 32(2): 175-181.
摘要:
安庆市怀宁县马山口地区岩溶塌陷灾害是安徽省大型地质灾害点。在对该区地质环境条件及岩溶塌陷时空分布等分析的基础上,系统总结出了马山口地区岩溶塌陷的形成与分布特征:(1)马山口岩溶塌陷形成始于1987年,盛发于1988-1992年,该高发时段共产生塌陷坑39个,占全区塌陷总数的 43.8 %,特别是1992年,形成的塌陷坑达 24 个,而1993 年以后年均塌陷仅为2.6 个。(2)地貌上塌陷坑主要分布在地势低洼的河漫滩,其次为低丘山坡地貌;在地层岩性上,塌陷坑主要分布在三叠系下统南陵湖组、中统月山组灰岩、大理岩地层中;在水文地质上,塌陷坑主要分布于地下水的降落漏斗范围内,特别集中于地下水主要径流方向和水交替强烈的河谷及地表水与地下水联系密切地段。可溶岩地层的存在、松散覆盖层厚度小(一般在10 m以内)和地下水位频繁波动变化是马山口地区岩溶塌陷产生的必要条件,其中由于矿区疏干排水引起的地下水动力场急剧变化对岩溶塌陷的形成至关重要,是岩溶塌陷发生的主要因素。
典型岩溶区多介质中多环芳烃的环境存在特征
孔祥胜, 祁士华
2013, 32(2): 182-188.
摘要:
选择典型岩溶地区广西大石围天坑群为研究对象,采用2007—2008年同期采集的大气干湿沉降、空气、土壤、地下河水和沉积物样品测试数据,运用16种多环芳烃(PAHs)的成分谱、分布特征和特征比值,结合其物理化学性质进行对比分析。初步研究结果表明,全年大气干湿物/土壤/地下河沉积物均以屈(Chr)、苯并\[b]荧蒽(BbF)、苯并\[k]荧蒽(BkF)、苯并\[a]芘(BaP)4种4~6环PAHs为主;同期天坑空气/秋冬季干湿沉降物/地下河水以萘(Nap)、芴(Flu)、菲(Phe)和蒽(Ant)4种2~3环PAHs为主;各组介质中的PAHs存在特征具有较好的一致性,但也有一定的差异。利用这种方法初步解释了岩溶地区土壤、地下河水和沉积物中PAHs污染的来源(或输入);同时证明了大气干湿沉降物是偏远岩溶地区土壤和地下河中PAHs的主要来源。因此建议在污染源调查过程中应把大气干湿沉降物列为PAHs污染源。
重庆老龙洞地下河流域水体有机氯农药污染及来源初步研究
徐 昕, 孙玉川, Md.Jahangir Alam
2013, 32(2): 189-194.
摘要:
为查明重庆老龙洞地下河流域有机氯农药的污染情况及其特征和来源,通过气相色谱-微池电子捕获检测器(GC-μECD)检测水体OCPs含量。结果表明研究区水样中受到了有机氯农药不同程度的污染。α-HCH是研究区水体HCHs主要成分,HCHs的残留主要来自于大气长距离传输。DDTs的主要成分各采样点不尽相同。DDTs的输入为历史上工业DDTs的使用且在水体中其主要以好氧转化为主。与国内外河流相比较,老龙洞地下河流域水体有机氯农药含量处于较高水平。
基础地质
试论武汉地区构造演化与岩溶发育史
罗小杰
2013, 32(2): 195-202.
摘要:
为了更全面地揭示岩溶发育特点,运用历史比较法,研究了武汉地区构造演化和岩溶发育史。古生代—中生代早期,武汉及周边地区地壳运动以整体升降为特点,各时代地层之间为平行不整合接触。晚古生代和中生代早期发生的两次大的海进—海退作用分别形成了石炭—二叠系和下三叠统两套碳酸盐岩系,为武汉地区岩溶发育提供了物质条件。中三叠世期末的印支运动产生的强大的NNE—SSW向挤压应力,形成NWW—SEE走向的线状褶皱,控制了碳酸盐岩的平面分布格局。晚三叠世—侏罗纪,武汉以西及北部等地隆起,东部及东南部的梁子湖地区在襄樊—广济等断裂的控制下逐步开始凹陷。这一时期内,地表、地下水总体向东部梁子湖凹陷汇集,控制了武汉地区第一期地下岩溶的发育。白垩—古近纪,武汉及周边地区地壳活动表现为差异性沉降,接受沉积,岩溶作用停止。新近纪—早更新世,武汉以西的潜江凹陷继续发展,而武汉地区则总体隆升。该时期内古地势东高西低,地表、地下水由东向西流动,第二期地下岩溶也自东向西发育。中、晚更新世时期,武汉及周边地区总体下沉,广泛形成厚10~30 m不等的老粘性土层覆盖于前二期岩溶之上。由于相对不透水层的阻隔,这一时期内岩溶作用基本停止发生。全新世时期,地表水的侵蚀作用部分地破坏了老粘土盖层的连续性。由于碳酸盐岩分布于现长江水体以下10~20 m,侵蚀基准面远高于碳酸盐岩的分布高程,地下水活动很弱,岩溶作用很弱或未发生。
石笋记录年际、年代际极端天气/气候事件研究进展
殷建军, 覃嘉铭, 林玉石
2013, 32(2): 203-210.
摘要:
近年来随着极端天气/气候事件的频发,应对极端天气/气候事件的要求极其紧迫。目前气象资料对极端天气/气候事件的研究相对较短,由此作者提出利用石笋记录重建历史年际、年代际极端天气/气候事件的构想。通过对目前已有的石笋极端天气/气候事件研究实例分析总结,认为洞穴石笋沉积速率相对较快,石笋中标志性结构构造特征的存在,有利于石笋记录到极端天气/气候事件。同时就目前的研究现状,作者提出建立准确年代标尺、选择生长速率相对较快和存在标志性结构构造特征、能记录到极端气候的石笋,以及提高采样分辨率和与其他记录相互验证等作为石笋极端气候研究的工作要求,同时就文石笋研究极端天气/气候事件提出文石笋可能更加容易记录到极端天气/气候事件的个人新认识。
生态地质
岩溶石漠化地区生态系统服务价值评价
郭红艳, 王月容, 卢 琦, 周金星, 韦清章
2013, 32(2): 211-217.
摘要:
为建立针对于岩溶区生态服务价值的评价方法,进而为国家石漠化综合治理工程效益评价提供数据参考,在大量阅读国内外关于岩溶区生态服务价值文献的基础上,以金沙县为例,构建了岩溶地区生态服务价值评估体系,并以林地生态系统、耕地生态系统、草地生态系统和未利用地生态系统为研究对象,选取生产有机质、固碳释氧、保持水土和景观游憩文化4个主导功能来估算区域的生态服务价值。研究结果显示:金沙县2005年到2010年4大生态系统总服务价值平均每平方公里减少1.62万元,总减少量3 607万元(占全县2010年GDP的0.42 %)。其中生产有机质服务功能减少3 232万元,固碳释氧功能减少2 325万元,保持水土功能增加1 615万元,景观游憩文化功能增加335万元。
旅游活动对龙宫景区不同植被层物种多样性的影响
李 龙, 殷红梅
2013, 32(2): 218-224.
摘要:
按照旅游活动程度的强弱将景区分为活动区、缓冲区和对照区,并利用6个物种多样性指数,研究了龙宫风景区旅游活动对不同植被层物种多样性的影响。结果表明,随着游客的大量增多及龙宫风景区基础设施建设的加强,风景区物种组成越来越少,多样性与结构越来越简单。主要表现在: (1)乔木层的丰富度上,表现出缓冲区最大,活动区最小,对照区介于两者之间;在物种均匀度上,表现出活动区>对照区>缓冲区的趋势;在物种多样性上, 活动区最小,缓冲区其次,对照区最大;从生态优势度来看,对照区最大,活动区最小,缓冲区介于其中。(2)灌木层的物种丰富度上,表现出活动区最小,对照区其次,而缓冲区为最大的趋势;在物种均匀度上,对照区最大,活动区次之,缓冲区最小;在物种多样性上,活动区最小,缓冲区其次,对照区最大;从生态优势度来看,对照区最大,活动区最小,缓冲区介于其中。(3)草本层的物种丰富度上,表现出对照区最小,活动区其次,而缓冲区为最大的趋势;在物种均匀度上,对照区最小,活动区次之,缓冲区最大;在物种多样性上,对照区最小,缓冲区最大,活动区介于其中;从生态优势度来看,呈现出缓冲区>活动区>对照区的趋势。
技术方法
碳酸盐岩洞穴充填物及其充填程度的测井判别方法
赵 军, 李宗杰, 虞 兵, 柳建华
2013, 32(2): 225-230.
摘要:
近年来在新疆塔里木盆地发现了超亿吨级的碳酸盐岩大型油气田,洞穴型碳酸盐岩储层是其非常重要的储层类型之一,而此类储层的有效性取决于洞穴中充填物及充填程度,由于此储层中的洞穴横向变化可延伸至几米甚至几十米,远远超过了仪器的探测深度,因此对它的充填程度及其充填物的有效识别仍是目前待攻关的难题。通过分析不同充填程度、不同充填物的洞穴在常规测井曲线、电成像和阵列声波图像上的响应特征以及交会图分析法来识别洞穴充填物的性质,并结合钻井、录井、试井及地震等方面的识别标志,将洞穴型储层划分为完全充填洞穴储层、半充填以及未充填洞穴储层。
面向对象的喀斯特地区土地利用遥感分类信息提取
李雪冬, 杨广斌, 李 蔓, 范文娟, 陈 涛
2013, 32(2): 231-237.
摘要:
传统的面向像元分类方法虽然对光谱差异较为明显的遥感影像信息提取具有较好的效果,但会不可避免地产生“椒盐现象”,同时对纹理和形状信息不能充分应用,造成了大量信息损失。为了提高喀斯特地区土地利用遥感信息提取的精度,本文采用面向对象的分类方法,对贵州省毕节地区开展了土地利用遥感信息自动提取研究。首先对该地区Landsat-5 TM影像进行多尺度分割,形成影像对象层,然后综合应用基于知识决策树分类和基于样本的最邻近分类等技术对喀斯特地区进行遥感解译。结果表明,面向对象分类技术能较好地对喀斯特地区土地利用信息进行提取,同时避免了“椒盐现象”的产生,经野外采集样点数据验证,一级类分类精度为91.7 %,二级类分类精度为89.4 %,表明该方法在贵州省毕节地区应用效果良好。
旅游地质
基于内容分析法的喀斯特洞穴导游解说词研究
杨晓霞, 石定芳, 向旭
2013, 32(2): 239-246.
摘要:
导游解说词不仅有助于游客对喀斯特洞穴景观的观赏,而且能增长游客的科学知识,有利于洞穴景观和环境的保护。本文选取了具有代表性的22个国内喀斯特洞穴导游解说词作为研究样本,设计出23项分析指标,分别统计各指标在研究样本中的频次和频率,最后获得频率超过50 %的共性指标14个。通过分析得出以下结论:(1)我国喀斯特洞穴导游解说词目前处于“百花齐放”阶段,共性大于个性;(2)我国喀斯特洞穴导游解说词的内容框架已基本形成,主要包括欢迎词、洞穴概况、景点讲解、欢送词4部分;(3)我国喀斯特洞穴导游解说词在内容上与国外开发成熟的洞穴相比还存在较大差距,国内喀斯特洞穴的导游词关注科学知识较少,神话传说的比重过大。

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《中国岩溶》编辑部
2022年4月20日