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2009年  第28卷  第2期

其它
国际岩溶研究中心的申报与成立图片报道
韦复才, 曹建华
2009, 28(2): F0002-F0002.
摘要:
中国地质科学院岩溶地质研究所袁道先院士自1990年起先后连续成功申请和主持了四个国际地质对比计划项目,取得了令人瞩目的成果,极大地丰富了岩溶学科的理论,为解决世界各地共同面对的最为紧迫的岩溶资源环境问题提供了思路与方法,同时也为申请在中国桂林建立联合国教科文组织国际岩溶研究中心奠定了坚实的基础。[第一段]
国际岩溶研究中心( IRCK)代表团参加第37 届国际地学计划会议并在欧洲进行学术访问
国际岩溶研究中心
2009, 28(2): 005-005.
摘要:
特稿
汇集全球科技精英,打造岩溶地质研究的国际平台
姜玉池
2009, 28(2): I0003-I0006.
摘要:
中国是一个岩溶大国,全国岩溶区面积344万km^2,其中碳酸盐岩出露面积90.7万km^2,占国土面积的9.5%。中国岩溶发育具有四大显著的特点:首先碳酸盐岩古老、坚硬、质纯,出露的碳酸盐岩地层主要为三叠系至前寒武系,使岩溶形态挺拔、陡峭;其次中国岩溶发育主要受到太平洋季风气候的影响,水热配套,有利于碳酸盐岩的溶蚀、沉积,有利于岩溶的发育;再次新生代地壳强烈抬升,[第一段]
岩溶动力学理论的发展与国际岩溶研究中心的成立
袁道先
2009, 28(2): I0007-I0010.
摘要:
1990年至今,笔者带领的国土资源部岩溶动力学重点实验室研究群体连续成功申请与实施了与岩溶有关的IGCP299、IGCP379、IGCP448和IGCP513四个国际地质对比计划项目,为国际岩溶学术界同行提供了一起学习、工作机会,进而共同解决岩溶形成、碳循环、岩溶生态、水资源等领域的资源与环境问题。[第一段]
水文地质
人类活动影响下娘子关岩溶水系统地球化学演化
王焰新, 高旭波
2009, 28(2): 103-102.
摘要:
娘子关泉是我国北方最大的岩溶泉之一,也是阳泉市工农业生产和人民生活的重要供水水源。地下水地球化学演化分析表明,在地下水由补给区向排泄区运移过程中,除固有的水岩相互作用外,由于受采矿活动和地表水入渗补给的影响,岩溶水由低离子含量的HCO3-SO4或HCO3型水逐渐成为SO4型、SO4-HCO3型和SO4-HCO3-Cl型水。在泉群集中排泄区,区域流动系统与局部流动系统的地下水发生混合作用,最终形成了水质相对良好的HCO3-SO4型或SO4-HCO3型岩溶泉水。在此过程中,地下水对方解石和白云石也由最初的溶解作用演变为沉淀再结晶。尽管石膏呈持续溶解现象,但在采煤活动严重影响区域,石膏的沉淀也可能出现。地球化学模拟表明,在岩溶含水层中,地下水首先以方解石(白云石)的溶解为主;随着石膏溶解数量的增加,方解石(白云石)的溶解开始受到抑制,进而发生沉淀,石膏的溶解成为控制地下水水化学的主导过程。当矿坑水混入时,地下水相对石膏过饱和,地下水对碳酸盐岩含水介质的溶蚀能力得到增强。随着水岩反应的演进,铁氢氧化物大量沉淀,通过共沉淀和吸附作用去除了地下水中的重金属类污染物。
沉积物和悬浮颗粒物在岩溶水系统污染物衰减与运移中的作用
Nico Goldscheider, Michiel Pronk, Jakob Zopfi
2009, 28(2): 113-121.
摘要:
本文讨论了沉积物和悬浮颗粒物/胶体在岩溶水系统污染物衰减与运移中的作用,介绍了关于瑞士某岩溶水系统内颗粒物与微生物污染间关系的实验结果。该实验场包括一个接纳农田排水的落水洞及与其相连的两个泉,其中一个泉是供水水源地。利用便携式粒子计实时监测泉水中颗粒分布的变化情况,同时对浊度、总有机碳和其它参数进行连续监测;并对水中E型大肠菌群进行了分析。在暴雨过后,观测到了浊度的两种不同表现:即泉排泄量增加时,浊度最初表现为脉状水动力条件下岩溶系统内沉积物的二次运移;几天后观测到的浊度则表明水已从落水洞到了泉口,常常具有高的总有机碳、硝酸盐及E型大肠菌群。颗粒分布分析结果差异更大:早期的浊度是不同粒径颗粒物的混合,而后期的浊度更多是由较细颗粒构成,因为大颗粒物已沉积在落水洞到泉口之间的岩溶系统内。E型大肠菌群与0.9~1.5 μm颗粒物之间具有很好的相关性。因而较细颗粒的相对增加可应用于微生物污染 “早期预报系统”。除了水污染,颗粒分还可以帮助我们研究岩溶环境的其它问题,如土壤侵蚀。
Dinarides东南部跨界岩溶含水层的特性
PetarMilanovi?
2009, 28(2): 123-134.
摘要:
Dinarides南部是世界上岩溶发育最强烈的地区之一,同时也是欧洲降水量最大的地区。区内碳酸盐岩沉积厚度大于300m,平均岩溶发育深度从250m 至350m,沿断裂发育的岩溶,甚至更深。地下水平均流速变化较大,从0.002 cm/s至55.2cm/s。地下水滞留时间很短,水位变化非常迅速,变幅高达312m。地下水位对强降雨的响应小于4小时。岩溶大泉的主要特征是管道出口深,最大最小流量变化大。区内发育的落水洞有成千上百个,其中一些落水洞排水能力超过100m3/s,规模巨大并被洪水暂时淹没的岩溶坡立谷闻名世界各地。泉水天然流量和野生动物生存环境的改变,特别是当地特有物种的破坏,已经成为新近许多岩溶工程项目的焦点议题。由于该区极其复杂的水文地理和政治环境,不同国度间的跨界含水层似乎是一个非常敏感的问题。
酸性矿坑废水对流域酸化的影响——以贵州兴仁县典型废弃煤矿区小流域为例
唐常源, 吴 攀, 陶秀珍, 张翅鹏, 韩志伟
2009, 28(2): 135-143.
摘要:
人们在开采使用矿产资源的同时,堆弃大量含有硫化物的废弃矿石和废渣于周围环境中。矿山环境中因硫化矿物氧化,导致采矿产生大量的酸性矿坑排水。这种水体具有低pH值,高电导率,高硫酸根和高重金属含量的特征。酸性矿坑排水对下游水生生物及植物等具有很强的毒性,大量排放引起的环境问题受到广泛关注。为了了解酸性矿山排水对流域水体和土壤的影响,本文选择位于贵州省西南部兴仁的一个典型废弃煤矿区进行研究,通过测定矿坑排水、水库水、河水的pH值和EC,以及土壤的pH值,分析矿坑排水、地表水以及土壤pH值的空间变化情况,在此基础上对矿坑排水对流域酸化的影响进行了综合评价。调查结果表明,酸性矿坑排水和受其影响的水库水体的电导率很高,且pH值均小于3。研究区域地表水(水库水、河水)本底水化学类型为Ca2+-HCO3-型,其pH值在7左右,反映了流域内有碳酸盐岩广泛分布的自然环境特征。当受到酸性矿坑排水影响后,水化学类型转变为Ca2+-SO42-型,pH值则低于4.0。通常,酸性矿坑排水在流动过程中与河床的碳酸盐岩发生中和反应,促使水体的pH升高。野外考察发现,研究区河道中碳酸盐岩中空易碎,其CaCO3成分因长期与酸性矿山排水发生反应而被耗尽。同时,在氧化条件下,酸性矿坑排水中的铁在流动过程中生成大量的氢氧化物覆盖了沿程的河床。这种覆盖作用抑制了酸性矿山排水进一步与碳酸盐岩发生中和反应。因此,在研究区分布有广泛的碳酸盐岩情况下,受酸性矿坑排水影响的河水到下游5 km处仍保持较低的pH值。研究区的主要农作物是水稻,其灌溉水源主要是水库水。为了了解酸性矿坑排水对土壤的影响,对水库下游流域土壤pH值的空间分布进行普查,统计其出现的频率。结果表明,以受酸性矿坑排水影响的水库水作为灌溉水源的土壤,其表土的pH值较低,平均值在5.0左右。反之,土壤表土的pH值平均值在6.5左右。此外,通过对受到酸性矿坑排水影响显著的土壤进行剖面调查,发现从地表到深度90 cm的土壤的pH值均小于4.0。结合受酸性矿坑排水影响的河水pH值普遍偏低的情况可以推测流域酸化与酸性矿坑排水有密切关系。
重庆典型岩溶区地下河水体有机氯农药污染初步研究
杨 梅, 张俊鹏, 蒲俊兵, 扈志勇, 孙玉川
2009, 28(2): 144-148.
摘要:
利用GC-ECD对重庆典型岩溶区地下河水体中有机氯农药(OCPs)进行检测,结果表明,地下河水中OCPs浓度为3.41~51.34ng/L,均值为13.23ng/L;滴滴涕(DDTs)浓度为0.07~2.37ng/L,均值为0.72ng/L;六六六(HCHs)浓度为1.16~39.82ng/L,均值为7.89ng/L。南川湾滩地下河水体有机氯农药污染最为严重,其上游纸厂排放废水是影响该地下河有机氯农药污染的主要原因。与国内外其它河流相比较,研究区地下河水体有机氯农药含量处于中低水平。由于岩溶区特殊的二元结构,地表水体一旦受到污染,将直接影响到地下水体。因此,对岩溶地下河进行有机污染物的调查研究具有重要的现实意义
典型岩溶槽谷区地下河水文动态响应研究——以重庆青木关地下河为例
刘 仙, 蒋勇军, 叶明阳, 杨平恒, 扈志勇, 李元庆
2009, 28(2): 149-154.
摘要:
为了更好地掌握重庆青木关地下河水文动态变化规律,2007年5月至2008年6月利用WGZ-1型光电数字水位计和水质监测仪(CTDP300型在线水质分析仪),对降雨量和地下河水位、水温、pH及电导率进行了连续自动监测,并采用水文动态曲线线型分析法分析了该地下河水文动态变化对降水事件的响应。结果表明,地下河水文动态对降雨响应迅速,水位流量过程曲线线型呈不对称尖峰型,尤其在2007年7月17日出现的大暴雨事件中,最高水位为1.175m,滞后最大雨强6h10min,最大流量为2.5781m3/s,而观测中该地下河最小流量仅为0.0189 m3/s,反映出该岩溶地下河发育强烈,赋水空间较单一、含水层对水资源调蓄能力较弱。电导率、pH和水温对降雨同样快速响应,电导率由602.7μs/cm降到462.09μs/cm,pH由7.23降到7.01,水温由18.9℃上升到19.5℃,各指标滞后不超过15h。
地貌洞穴
我国峰林喀斯特的若干问题讨论
朱学稳
2009, 28(2): 155-168.
摘要:
根据多年的实践经验并参考了大量的相关文献,系统地论述了我国峰林喀斯特概念的起源、命名、研究简史与研究现状;回顾了“峰林喀斯特同时态系统演化论”的内容与提出过程;阐述了峰林喀斯特的鉴别标准、形成条件,并提出了“喀斯特生成系统”的新概念。尽管峰林与峰丛喀斯特术语从上世纪70年代起便在学术界广泛使用,但到目前为止,其科学概念似乎还不够严谨。为此,在分析喀斯特系统形成基本条件的基础上,提出了从形态特征、生成条件、水文地质属性和分布与生成系统关系等多方面进行系统分析与综合识别的意见,并建议以“喀斯特生成系统”观来深化带有主观意识的“个体形态组合”。与此同时,就我国在峰林与峰丛喀斯特之间的生成关系及其演化认识上仍以Davis的循环论为主导的学术现状,提出了不同的看法,认为在多数情况下,峰林与峰丛是在不同空间与地域上由喀斯特能量(主要是降水)作用的方式(入渗、地面水流)、量级(强、弱)与效果(峰林方向或峰丛方向)分异的结果,二者多具生成系统关系。峰林与峰丛地貌的年青与年老,仅仅表现在形态上,而非在实际年龄上。
从“漏斗”到“天坑”看岩溶学术语的演变
KRANJCAndrej
2009, 28(2): 169-174.
摘要:
岩溶学是一门发展变化的科学,岩溶学术语也与时俱进。以术语“漏斗(doline)”为例,它来源于斯洛文尼亚喀斯特地区的方言,意思是谷地。19世纪上半叶随着岩溶学的发展,喀斯特高原的漏斗状地形逐渐引起研究者们的注意,德语系的奥地利地质学家们将这种地形定义为“漏斗(dolines,复数)”,相当于德语的Trichter(漏斗)。因此,在19世纪下半叶奥地利地质学家的出版物中,普遍使用这一概念。在塞尔维亚语中,doline一般也是指谷地。因此,Cviji?在塞尔维亚语文献中不再使用dolina表示漏斗状地形,而是用vrta?a。vrta?a和我们今天使用的doline的内涵非常相近,而且在法语、德语、意大利语、英语、克罗地亚语均有相似的词汇。在20世纪中期以前,斯洛文尼亚的地理学家们为了避免使用dolina引起歧义,对于漏斗状的地形也均用vrta?a表达。根据漏斗的形态,Cviji?将其分为三种,即碗状漏斗、漏斗状漏斗和井状漏斗。随着对漏斗状地形的深入研究,V. Pano?’s根据漏斗的不同发育阶段、漏斗的成因、漏斗的形态及覆盖类型等,又将漏斗分为30种。根据最新的岩溶百科全书,按照英语的命名原则,漏斗(dolines/sinkholes)共有冲积漏斗、埋藏漏斗、塌陷漏斗、溶蚀漏斗、潜蚀漏斗等15种。值得一提的是,随着、中国岩溶研究的深入及中西方岩溶交流的加强,在表述中国岩溶地貌以及更大范围热带和亚热带岩溶地貌时,汉语词汇如石林、峰丛和峰林也被引入到岩溶学术语中;而且随着中国岩溶地区可进入性的增强,新的岩溶地貌也随之被发现,如上个世纪末,在中国南方发现了许多大型的塌陷漏斗,有的直径和深度均超过500m,朱学稳依据这些漏斗的形态、成因和演化过程,将它们命名为天坑。
基于地形因子特征值的喀斯特流域地貌类型判别
薛显武, 陈喜, 张志才, 秦年秀
2009, 28(2): 175-180.
摘要:
利用数字地面高程模型进行子流域划分,提取反映喀斯特地貌形态的7个地形因子——高程、坡度、地形起伏度、地形粗糙度、地表切割深度、高程变异系数和地形指数,提出根据地形因子特征值进行喀斯特地貌类型判别方法。以贵州省后寨河流域为例,在划分的18个流域中,选取16个流域通过单个地形因子特征值相关分析和多个地形因子特征值模糊聚类分析,确定峰丛-洼地和峰林-盆地地貌类型判别的阈值,选取另外两个流域进行判别方法检验。结果表明:基于地形因子特征值可定量判别出喀斯特流域不同地貌类型。
生态地质
贵州茂兰峰丛草地洼地小流域侵蚀产沙的137Cs法研究
何永彬, 李豪, 张信宝, 严冬春, 文安邦
2009, 28(2): 181-188.
摘要:
在贵州茂兰峰丛洼地区的工程碑草地洼地典型小流域进行了洼地沉积泥沙137Cs示踪分析研究。研究结果表明:(1)草地洼地土壤剖面属于堆积土壤剖面,土壤剖面中137Cs浓度分布特征反映了泥沙堆积与表层土壤侵蚀的信息。受岩土分布、微地形的影响,137Cs初始沉降后出现不均匀再分布,面积活度的空间变化较大,变异系数为1.35,不能表征土壤侵蚀状况。(2)根据草地洼地典型堆积农耕地土壤剖面A-1的137Cs浓度分布特征,1963年以来的流域平均堆积泥沙数量是16.6t/km^2.a,流域平均土壤侵蚀速率为45.95t/km^2.a,约占侵蚀产沙数量63.88%的泥沙以地下流失的形式散失;(3)草地洼地小流域内地面土壤流失与地下土壤流失的相对贡献率分别是70.13%和29.87%;(4)以茂兰地区最大成土速率为依据推算出的允许土壤侵蚀量是13.51t/km^2.a,草地洼地的土壤侵蚀危险程度极高。
贵州省喀斯特区基于林木耗水特征的顶坛花椒造林整地技术
李安定, 喻理飞
2009, 28(2): 189-193.
摘要:
通过对试验区顶坛花椒的耗水特征进行研究,确定喀斯特区造林植苗穴规格。研究结果表明:喀斯特区顶坛花椒展叶期(3-4月)的耗水量为17.66mm、开花结果期(5-6月)为109.01mm、成熟期(7-8月)为44.03mm,其生长发育期总耗水量为170.70mm。土面、石槽、石沟三种小生境的最大日总需水量分别为0.011291m^3/m^3、0.014019m^3/m^3、0.013175m^3/m^3;而最小日总需水量为0.007337m^3/m^3、0.009124m^3/m^3、0.008571m^3/m^3。喀斯特区不同小生境植苗穴大小因小生境、土壤含水量、小气候环境不同而存在差异。其植苗穴大小为石槽最大,其次是石沟,最小是土面。
贵州喀斯特农业生产中多种矿物元素液态肥的应用效果分析
陈蓉, 毕坤, 邹世荣
2009, 28(2): 194-196.
摘要:
为改变贵州喀斯特地区农产品产出率低、品质差的现状,从喀斯特生态地质环境脆弱、土壤缺少微量元素等特征入手,利用富含矿物元素的硅酸盐岩,开发生产多元素液态矿物肥料,补偿喀斯特地区农作物生长需要的矿物营养元素。2002年以来经100多个农户及贵州省各地土肥站、农业科研生产部门在贵州喀斯特地区十几个县市进行了700多亩种植试验,获得了农作物产量增加和农产品质量提高的效果。施用多元素液态矿物肥种植的水稻、玉米、辣椒、油菜、烤烟、水果及蔬菜等20多个农作物,其90%以上的作物增产超过5%,70%增产超过10%,农产品的蛋白质提高1~2个百分点,稻谷支链淀粉提高2.7%,果实的外观色、香、味、形得到明显改观。实践证明施用多元素液态矿物肥料是提高喀斯特地区农产品产出率的新途径。
岩溶地区生态农业旅游活动对土壤环境影响——以广西恭城县红岩村为例
谢雨萍
2009, 28(2): 199-205.
摘要:
生态农业旅游活动的开展与土壤环境有一定的关系,本文以广西恭城红岩村生态旅游景观区为例,分析了旅游对土壤物理性质、化学性质的影响。在理化性质方面,红岩村生态旅游果园林土壤熟化程度较广西区域果园林高,土壤的酸碱度不断向成熟土壤优化,有机质含量达到广西区域30年果园林含量,氮磷钾含量也有普遍的提高。这些积极的影响归功于红岩村为开展生态农业旅游活动而进行的生态农业旅游资源培育。但在旅游通道旁侧旅游活动使土壤孔隙度变小,对保持土壤水文结构功能有消极影响。
桂林毛村岩溶地下河流域水土流失遥感动态监测研究
杨成英, 吴虹
2009, 28(2): 206-211.
摘要:
为了给西南岩溶地区石漠化发展演变的研究工作提供一定的科学依据和决策支持,选择桂林毛村岩溶地下河流域作为研究区,利用两期遥感影像对该区影响水土流失的三个主要自然要素,即地形坡度、植被覆盖度和土地利用方式进行信息提取,并以地理信息系统为分析平台,参考水土流失强度分级标准,对该区两个时期的水土流失状况进行对比分析。调查监测结果显示,研究区随着坡度的增大,水土越容易流失,而且水土流失强度级别增大;植被覆盖度对水土流失强度起着控制性作用,为抑制并缩减水土流失面积,应保护植被,退耕还林;研究区土地利用变化比较缓慢,导致水土流失面积变化幅度不大。上述结果表明,利用遥感技术手段,可为当地的经济发展和水土流失的监测、评价、预测及治理提供参考。
环境地质
宜万铁路野三关隧道“8.5”突水事故成因分析
邬立, 万军伟, 陈刚, 赵璐
2009, 28(2): 212-218.
摘要:
2007年8月5日宜(昌)万(州)铁路野三关隧道发生了重大的岩溶突水事故。在岩溶水文地质调查的基础上,对野三关隧道所处流域两个主要岩溶洼地以NaCl为示踪剂进行了充水水源和充水途径的示踪试验。两次示踪试验结果查明水洞坪岩溶洼地是“8.5”突水事故的主要水源,茅口组灰岩中发育的周家包暗河被F18断裂切割,将暗河水导入隧道形成突水事故。稻子坪的水在隧道突水段西以渗-涌水的形式进入隧道。水洞坪示踪实验得出二叠系栖霞-茅口组岩溶含水层中的地下水流速为50m/h。稻子坪示踪试验得到茅口组灰岩含水层中的地下水流速为45.5m/h;大冶组灰岩含水层中的地下水流速为10.8m/h。本示踪结果为宜万铁路野三关隧道的后期恢复施工和防渗工作提供了依据,并为岩溶地区深埋隧道的设计和施工提供了试验和分析工作的实例参考。
彝良县地质灾害分布特征及防治建议
吕勇, 李高良, 张贵, 李继宏, 蔡传生, 稽仁元, 王外全
2009, 28(2): 219-224.
摘要:
彝良县位于云南省东北部,为云南省七个地质灾害重点防治区的一部分。2003年的地质灾害调查显示,县域内有地质灾害236处,其中滑坡181处,不稳定斜坡9处,泥石流34处,地面塌陷12处,以滑坡和泥石流为主。综合研究分析结果表明,地质灾害的主要诱因除地质地理环境(地形地貌、降雨集中、岩溶作用、新构造运动强烈)等自然因素外,人类工程活动中的切坡过陡和采矿活动形成的巨大采空区也是主要诱发因素。在此基础上,根据各种影响因素的作用强度把彝良县划分为洛泽河—小米溪河高易发区、发达—洛旺中等易发区和低易发区(含小草坝亚区和龙街-奎香亚区)三个地质灾害区,并在灾害防治、协调管理、宣传教育等方面提出了一些有益的建议。

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《中国岩溶》编辑部
2022年4月20日