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2014年  第33卷  第1期

泰国西部岩溶地貌和水文地球化学特征及其与中国西南岩溶的对比
章 程, 蒋忠诚, Mahippong Worakul, 蒲俊兵, 吕 勇
2014, 33(1): 1-8.
摘要:
泰国岩溶面积约占中南半岛岩溶面积的1/4,横跨近11个纬度。泰国岩溶作用强烈,地貌奇特,类型多样,既有典型的高原坡立谷岩溶,也有典型的峰丛洼地谷地和滨海峰林岩溶地貌,因而在全球岩溶对比研究中具有重要地位。本文在初步查明泰国岩溶分布、典型岩溶区的水文地球化学特征的基础上,分析了泰国岩溶发育的主要特点和动力条件,并与中国西南岩溶作了对比,旨在推动中国与中南半岛岩溶的对比以及全球现代岩溶的对比研究。
水文地质
山东省泰安市城区-旧县岩溶水系统地下水资源潜力评价
陈伟清, 王延岭
2014, 33(1): 9-14.
摘要:
山东省泰安市城区-旧县岩溶水系统位于山东省中部的泰山南麓,为单斜构造式岩溶含水系统,由城区和旧县两个水源地组成,地势总体北高南低,面积约112 km2。含水系统内地层以新生界第四系和古生界寒武、奥陶系为主,此外,在南部和北部分布有较大面积的太古界泰山岩群火成岩。本区在构造单元上属鲁西台背斜的一部分,泰莱断陷盆地之西半部。区内断裂构造发育,主要有NE向的泰山断裂、徂徕山断裂及结庄断裂,NW向的洪沟断裂、滂河断裂、岱道庵断裂。含水系统包括第四系松散岩类孔隙含水岩组和寒武-奥陶系碳酸盐岩类裂隙岩溶含水岩组,地下水动态受降水及人工开采影响明显。截止2012年底,地下水日均开采量为5.2万m3,接近系统允许开采量5.79万m3,处于采补平衡状态。本文在充分利用前人研究资料的基础上,通过对牟汶河修建拦河坝,河水位抬高引起的岩溶水补给条件变化的研究,确定该含水系统尚具有开采潜力,其潜力主要来源于地表水入渗补给。通过研究计算,目前该含水系统还具有约2万m3/d的开采潜力。
典型岩溶槽谷区地下水化学特征及地球化学敏感性分析
任 坤, 师 阳, 李晓春, 蓝家程, 徐尚全
2014, 33(1): 15-21.
摘要:
利用2012年4月—2013年3月的水化学数据研究了重庆老龙洞地下河流域地下水系统地球化学敏感性。结果表明,研究区表层岩溶泉和地下河水化学阳离子分别以Ca2+、Mg2+和Ca2+、Na+为主,阴离子以HCO3-、SO42-为主;表层岩溶泉雨季Mg2+/ Ca2+摩尔比和地下河雨季Na+/ Ca2+摩尔比旱季大于雨季,表层岩溶泉和地下河雨季 HCO3-/SO42- 摩尔比分别为3.428~6.524、3.122~5.966,旱季HCO3-/SO42-摩尔比分别为5.693~8.664、3.428~6.524,表现出低SO42-、高HCO3-的特征,主要受农业活动影响的表层岩溶泉主量元素地球化学敏感性依次为HCO3-> SO42->Ca2+> NO3-> Mg2+> Na+> K+>Cl-,而受农业活动、工业活动、城镇建设活动等多种因子共同影响下的地下河主量元素地球化学敏感性有所变化,依次为HCO3->Na+> Ca2+> K+> Cl-> Mg2+> NO3-> SO42-,随着人类影响的加剧,离子敏感指数将会有增加的趋势。
综合指数法和模糊综合法在地下水质量评价中的对比——以遵义市为例
李录娟, 邹胜章
2014, 33(1): 22-30.
摘要:
综合指数法和模糊综合评价法在地下水质量评价中被广泛应用。岩溶地区地下水环境脆弱,潜在污染来源复杂。为了更好地了解综合指数法和模糊综合法在岩溶地下水评价中的应用效果,本文以贵州省遵义市为例,利用这两种方法分别对该市具有代表性的9个地下水点水质进行评价和对比分析。结果显示:遵义市浅层地下水水质总体较好,Ⅲ类及Ⅲ类以上水占33 %,但个别区域地下水水质很差,主要为NO2-、NH4+、Mn、Na+、Cl-、SO42-、溶解性总固体、总硬度(CaCO3)和Se等超标;两种方法评价结果一致的共有6个水点,均属Ⅱ类水质,结果不一致的3个水点,在综合指数法中全为Ⅳ类水,而在模糊综合评价中则是Ⅲ类水1个,Ⅴ类水两个。出现差异的主要原因是综合指数法在综合分值计算中过于强调单项指标最大值的作用和未考虑参评指标的权重,而模糊综合法则很好地克服了这些不足,精细地刻画出指标值对水质分级界限的接近程度并量化了所有指标对地下水水质的影响权重。可见,地下水水质评价中,模糊综合法要明显优于综合指数法。
广西平南某矿区岩溶地下水连通试验研究
庾 乐, 王礼恒, 王举平
2014, 33(1): 31-36.
摘要:
广西平南某矿区在人工疏水过程中地下水位持续下降,形成以采区为降落漏斗、周边地下水向采区径流排泄的地下水流场。位于矿区东侧的秦川河成为危及矿区施工安全的最大隐患。为了查明矿区岩溶地下水径流途径、径流特征,进而了解矿区采矿排水的主要来源及周边地表河的影响,在矿区周围进行了地下水连通试验。试验结果表明:矿区岩溶含水介质渗透性差异较大,含水层各向异性明显;矿区北部、东南部存在连通性较好的地下水径流带,北部流速为0.3 ~ 20 m/h,东南部流速为3.72 ~ 98 m/h;矿区南部、西南部与周边地下水连通性较差,与矿区以南的浔江存在地下分水岭;矿区东部一采区矿坑排水主要来自东侧秦川河渗漏补给及北部地下水侧向径流补给,矿区西部二采区矿坑排水补给来源为北部地下水侧向径流及大气降水。因此,采矿疏水过程中应及时掌握秦川河水位变化情况,采取帷幕等有效手段对水害进行治理,以确保生产安全。
工程地质
酸碱及可溶盐溶液对桂林红黏土压缩性影响实验研究
顾展飞, 刘 琦, 卢耀如, 刘之葵
2014, 33(1): 37-43.
摘要:
为探讨水环境对红黏土工程地质性质的影响,以桂林岩溶地区典型地段的红黏土为研究对象,对浸泡于不同浓度的HCl、NaOH、Fe(NO3)3和Al(NO3)3溶液中的试样进行固结实验。结果显示:(1)在HCl和NaOH溶液中浸泡后,红黏土的压缩模量都降低,压缩系数都增大,且溶液浓度越大其值降低或增大的幅度越大;(2)浸泡在NaOH溶液中的红黏土的压缩模量比浸泡在HCl溶液中的大,且压缩模量值随着溶液浓度的增加而减小,压缩系数则相反;(3)在Fe(NO3)3和Al(NO3)3溶液中浸泡后,红黏土的压缩模量会随着溶液浓度的增大而增大,压缩系数随着溶液浓度的增大而降低,且Fe(NO3)3溶液对红黏土的压缩性影响作用比Al(NO3)3溶液的大。
广东岩溶区某输电塔桩基稳定性数值模拟分析
滑帅
2014, 33(1): 44-50.
摘要:
采用数值模拟手段研究了广东某岩溶区输电塔桩基与下伏溶洞协同变形的规律。通过不同位置应力、位移、塑性区变化监测,发现覆盖层部分应力分布较均匀,受溶洞影响较小,但溶洞围岩应力变化较大,溶洞顶板出现较大的向下弯曲变形,桩底下移明显,特别是当桩基荷载较大且下伏覆溶洞埋深较浅时,溶洞顶板将可能失稳,进而引起桩基破坏。不同嵌岩深度桩基变形特征表明,桩基嵌岩深度与溶洞变形具有正相关关系。
基础地质
模拟酸雨条件下石灰土—碳酸盐岩体系的碳汇效应
李春龙, 赵家梅, 龙 偲, 陈中吉, 周运超, 张春来
2014, 33(1): 51-56.
摘要:
为揭示不同酸度降雨对石灰土—碳酸盐岩体系内岩溶碳汇效应的影响,以贵阳市花溪区历史降水量为参照,选取贵阳市青岩镇纯灰岩发育土壤与贵阳市花溪水库三叠纪大冶组纯灰岩为样本进行淋溶试验。测定了6个月时长内不同酸度降水﹑不同土壤深度下模拟石灰土—碳酸盐岩体系降水淋出液的HCO3-﹑DOC含量和土壤呼吸速率,研究了模拟酸雨对石灰土-石灰岩体系碳汇的影响。结果表明:(1)在土壤深度10~50 cm匀质状态的样本中,随着土壤厚度的增加,淋出液中HCO3-含量逐渐增大﹑DOC含量逐渐减小﹑土壤呼吸速率逐渐增大,显示出土壤厚度对石灰土—碳酸盐岩体系的碳汇效应有着明显的影响;(2)在pH=3.5~6.8的范围内,降水酸度的增强可以抑制岩溶作用与有机碳的溶解,并降低岩溶碳汇效应;(3)在日降水量90~230 mm范围内,随着降水量的增大碳汇效应也会随之增强。
豫西鸡冠洞洞穴水及现代沉积物Mg, Sr和Ba记录及其意义
任小凤, 杨 琰, 彭 涛, 赵景耀, 张银环, 聂旭东, 刘 肖, 李建仓, 凌新有, 张志钦
2014, 33(1): 57-63.
摘要:
采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和电感耦合等离子体光谱仪(ICP-OES)对2009年12月-2013年8月采自河南省栾川县鸡冠洞洞穴水(滴水、池水及地下河水)和现代碳酸盐沉积物的Ca、Mg、Sr和Ba微量元素地球化学指标进行了分析。结果显示:(1)鸡冠洞洞穴水的Mg/Ca对地表环境的干湿条件变化响应迅速,具体表现为池水和地下河水Mg/Ca旱季高而雨季低,而Sr/Ca和Ba/Ca的变化与降水和气温的关系并不明显;(2)鸡冠洞现代沉积物的Mg/Ca变化与滴水有着良好的对应关系,但现代沉积物的Sr/Ca和Ba/Ca可能受大气粉尘活动和地表土壤的影响,变化趋势与Mg/Ca相反;(3)鸡冠洞碳酸盐岩与岩溶水间Sr/Ca和Mg/Ca的分配系数KSr值在0.02~0.18之间,KMg值在0.01~0.03之间,KMg值与洞穴温度的正相关关系不明显。
中国南方喀斯特世界自然遗产拓展地环江喀斯特地貌价值及贡献(英文)
刘子琦, 熊康宁, 李高聪, 肖时珍, 王玲玉, 王恒松, 罗 鼎
2014, 33(1): 64-76.
摘要:
“中国南方喀斯特”是中国向联合国教科文组织世界遗产委员会分期申报的系列世界自然遗产。“中国南方喀斯特”第一期遗产地包括云南石林喀斯特、贵州荔波喀斯特和重庆武隆喀斯特;第二期提名地则包括了广西桂林喀斯特、贵州施秉喀斯特、重庆金佛山喀斯特,以及作为荔波喀斯特拓展地的广西环江喀斯特。环江喀斯特作为中国南方喀斯特荔波世界自然遗产地的拓展,对其申报论证倍受关注。新西兰Williams教授2013年考察环江时指出:“环江喀斯特作为荔波喀斯特的拓展地,无须论证其突出的普遍价值,而应关注其拓展的价值,即能为中国南方喀斯特及荔波喀斯特世界自然遗产构成作出哪些突出贡献”。然而近年来人们多注重于荔波喀斯特地貌世界遗产价值研究,环江喀斯特的世界遗产价值至今尚无人进行过相关研究。本文基于野外实测资料、研究区遥感影像图、1∶10 000地形图及1∶200 000水文地质图等工作底图,并运用ArcGIS、Erdas、AutoCAD、Photoshop等技术软件,尝试从环江喀斯特的地理地质背景、地貌特征等方面与荔波喀斯特和“中国南方喀斯特”其他片区进行对比的角度来研究环江喀斯特的地貌特征,旨在申明环江喀斯特的拓展,能为“中国南方喀斯特”世界自然遗产做出哪些实际的补充和完善,进而为“中国南方喀斯特”第二期世界自然遗产的成功申报提供科学材料。研究结果表明,环江喀斯特作为荔波喀斯特的拓展,在“中国南方喀斯特”系列遗产中其具有以下重要价值和突出贡献:(1)环江喀斯特主体为锥状峰丛谷地喀斯特地貌,从分水岭至河谷表现出由峰丛洼地―峰丛谷地―峰林洼地―峰林谷地的有序正向演替规律。(2)环江喀斯特与荔波喀斯特相似性体现在喀斯特演化环境、形态特征、演化过程、生物生态等方面,而这些也正是荔波喀斯特给“中国南方喀斯特”的贡献所在。(3)环江喀斯特和荔波喀斯特联合展示了从高原到低山区逐渐过渡的一套完整的锥状喀斯特体系,例证了湿润热带-亚热带地区正在进行的锥状喀斯特地貌基本发育过程及演化规律,与此同时,由于环江喀斯特靠近古宾河而促发回春效应,形成了一套峰丛洼地更深、坡度更陡、内部地势高差更大的回春地貌,增加了锥状喀斯特回春发育方面的价值。(4) 拓展环江喀斯特将保证荔波喀斯特在地质地貌、生物生态、自然景观等方面的完整性,不仅扩展了荔波喀斯特的面积范围,增加了荔波喀斯特森林生态系统的价值及其安全性,提升了荔波喀斯特世界遗产价值,还解决了因贵州和广西行政边界而遗留下来的荔波喀斯特南部缓冲区边界不完整的问题。(5)在中国南方喀斯特谱系中,荔波-环江喀斯特记录了中国南方碳酸盐岩第二旋回的沉积历史,经历了东吴运动、印支运动及新构造运动对喀斯特地貌的改造过程,代表了中国南方云贵高原向桂林盆地过渡地区锥状喀斯特地貌及正在进行的锥状喀斯特地貌演化过程,其地貌特点、形成条件与高原面上的石林剑状喀斯特、云贵高原边缘的台原喀斯特、高原向低山盆地过渡的武隆天坑地缝喀斯特、施秉白云岩峡谷喀斯特和低山盆地的桂林塔状喀斯特有显著的区别,是热带亚热带地区锥状喀斯特的世界模式地。
生态地质
干旱和复水对喀斯特石生反叶扭口藓(Barbula fallax Hedw.)叶绿素荧光特性的影响——以贵阳市花溪区附近严重石漠化区域为例
张显强, 王世杰, 孙 敏
2014, 33(1): 77-81.
摘要:
为在喀斯特石漠化生态恢复治理中科学选择抗旱植物材料提供依据,本文以贵阳花溪区附近石漠化区为例,利用快速叶绿素荧光动力学技术研究了干旱和复水对石生反叶扭口藓(Barbula fallax Hedw. )叶绿素含量和荧光特性变化的影响,探讨了石漠化干旱环境与石生藓类光合特征的关系。结果表明:反叶扭口藓随干旱胁迫的增加,叶绿素含量总体呈出先降低后升高的趋势;叶绿素荧光参数Fo、qN上升,Fm、Fv/Fm、Yield、ETR、qP都随干旱胁迫的加剧而下降;在胁迫时间较短复水后(24 h)叶绿素荧光参数(Fo、Fm、Fv/Fm、Yield、qP、qN)基本恢复到对照水平,超过24 h造成胁迫程度的加重则无法恢复到对照水平。
基于RS和GIS的喀斯特山区生态系统构成与格局及转化分析——以贵州毕节地区为例
李雪冬, 杨广斌, 张旭亚, 李 冰, 王茂阳
2014, 33(1): 82-90.
摘要:
为了更好地了解贵州省毕节地区生态系统类型的构成、格局与转化特征,本文基于面向对象分类和空间统计与分析技术,对毕节地区2000年和2010年生态系统类型进行提取,并对生态系统构成、格局和转化特征进行定量分析。结果表明:从生态系统构成和格局看,2010年研究区生态系统类型以林地和耕地为主,分别占研究区面积的42.65 %和42.51 %;2000和2010年该区均具有较高的斑块数和较小的平均斑块面积,说明该地区景观破碎化程度较高;2010年斑块总数较2000有所减少,表明研究区景观连通性得到改善,景观整体趋于规整化;2010年旱地斑块总面积和平均斑块面积有所减少,针叶林、草地则增加,显示该地区退耕还林还草项目的实施有所成效;旱地和针叶林的聚集度都增加,表明二者连通性增强、景观更加集中。从生态系统转化特征看,2000-2010年,研究区生态系统类型间转化总面积为1 298.25 km2,面积明显减少的是旱地和水田,明显增加的主要为林地、草地,土地面积转移矩阵显示旱地主要向林地、草地转化;受旱地面积较大影响,毕节、黔西、大方的面积变化和生态系统转化剧烈程度都较大,8个县(市)的生态系统类型相互转化强度值均为正值,可见生态系统覆被类型均向着较好的方向发展。
桂林喀斯特世界自然遗产提名地珍稀濒危和特有生物物种多样性及保护
沈利娜, 侯满福, 张远海, 陈伟海, 向垂升, 李晓娜
2014, 33(1): 91-98.
摘要:
珍稀濒危和特有物种是地区生物物种的重要组成,研究珍稀濒危和特有物种的多样性对生物保护和良好生态环境的维护有重要意义。本文在对桂林喀斯特世界自然遗产提名地生物物种调查的基础上,对提名地内的珍稀濒危和特有生物物种及其受威胁级别情况进行了统计,并从种群、群落和生境3个层面对珍稀濒危和特有物种的保护提出了建议。结果表明,在167.5 hm2范围内共有高等植物754种,脊椎动物525种;列入IUCN红色名录443种、濒危野生动植物国际贸易公约 67种、中国物种红色名录145种、中国国家重点保护野生动植物55种, 并包括部分古老孑遗植物,珍稀濒危生物多样性较高;此外提名地还拥有87种特有种,是动植物特有种的重要资源地。在珍稀濒危和特有物种多样性的保护上,应根据提名地的珍稀濒危物受威胁级别,有计划地开展种群调查和生境分析,确定不同级别珍稀濒危物种的最小生存种群和最小动态区,并采取就地保护或迁地保护的措施,以促进小种群的发展;加强顶级群落的保护和监测研究,实施封山育林和群落恢复工程,促进群落的正向演替;划定珍稀濒危和特有种群和群落保护范围,建立自然保护区,维护其生存繁衍所必需生境量;此外着重加强对野生兰科植物的研究及生存空间保护,加强洞穴、峰林、峭壁等独特生境的保护。
岩溶山区乡村聚落的格局特征及类型分析——以重庆市巫山县为例
闵 婕, 杨庆媛
2014, 33(1): 99-109.
摘要:
为探索岩溶山区乡村聚落空间格局的特征,以位于重庆东北部岩溶广布的巫山县为研究对象,运用空间分布测度模型、空间规模测度模型和空间形态测度模型,定量分析了巫山乡村聚落的空间格局特征,并进一步划分了地域类型。分析结果表明,总体上,巫山县的乡村聚落有一定的空间集聚特征,但存在明显的区域差异;乡村聚落的规模普遍偏小,具有低值集聚的特征,空间上呈现县城西北、西南大规模农村聚落集中,东北、东南小规模零散分布的“西热东冷”的格局;在空间形态上,巫山县西部区域连接性好,但形状不规则,复杂程度高,东部区域连接性差,复杂程度不及西部区域。整体而言,巫山县的乡村聚落形状规则性差,缺乏规划与引导。通过构建乡村聚落空间测度指标体系,采用系统聚类的方法,将巫山县乡村聚落划分为6种类型:低密度散点型、低密度小团块型、低密度不规则团块状、中密度不规则条带型、高密度宽带型、高密度散点型。未来的县域乡村聚落重构需要根据不同类型的特点加以引导。
旅游地质
江西省岩溶洞穴旅游资源特征及其开发
何小芊
2014, 33(1): 111-117.
摘要:
喀斯特洞穴旅游资源的开发与利用的研究一直是旅游洞穴研究的重点,溶洞旅游资源的合理开发对区域旅游发展有着重要的促进作用。在收集二手资料和实地考察的基础上,本文分析了江西溶洞旅游资源的地理分布和景观特征,探讨了旅游开发模式和相应对策,得出以下研究结论:江西省岩溶洞穴分布在全省9个地级市的28个县(区),集中分布在赣东北和赣西的山地、丘陵地区。溶洞形态与结构类型丰富,并具有鲜明的特色,洞内景观形态奇特;部分溶洞有悠久的开发历史,具有重要的科学文化价值和历史文化价值。根据溶洞的资源特色、区位、区域经济发展水平等旅游开发主导因素,旅游开发模式可分为独立型、组合型和依托型3种类型;采用主题式开发、科学规划旅游线路、将溶洞观光旅游与科考探险相结合、加大对溶洞旅游的宣传是开发的对策。
技术方法
高密度电法与微动技术组合在岩溶塌陷分区中的应用分析——以广西来宾吉利塌陷为例
刘 伟, 甘伏平, 赵伟, 陈玉玲
2014, 33(1): 118-122.
摘要:
为了验证物探技术在岩溶塌陷调查中的应用效果,本文于广西来宾市吉利村开展了高密度电法和微动技术野外探测研究。结果表明:高密度对称四极电测深能直观地反映第四系覆盖层的厚度和低阻异常的深度,微动技术能定性地判定地下暗河和岩溶破碎带在地表的平面投影,将两种方法相结合能更加准确地圈出塌陷,以及引起塌陷的溶洞、地下河、断层破碎带及软土分布范围。地下暗河或岩溶破碎带在高密度联合剖面法上反映为低阻正交点异常,极距为45 m时正交点附近电阻率值约为250 Ω?m;在微动H/V比值谱上反映为H/V极大值异常,极大值特征频率在2~6 Hz之间。依据2测线上的高密度电法和微动异常显示,圈出了两个易塌陷区,经对其中的一异常进行钻探验证,异常区覆盖层下42 m 厚的灰岩地层中钻遇溶洞8个,其中最大的高达5.7 m。