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2009年  第28卷  第3期

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水文地质
岩溶地区土地利用变化的水文响应研究——以贵州后寨河流域为例
蒙海花, 王腊春
2009, 28(3): 227-234.
摘要:
以贵州普定后寨地下河流域为研究区,在分析流域生态环境特征以及岩溶水形成机制的基础上,通过野外调查、资料收集并结合现代空间技术、地理信息系统和遥感技术,研制开发了适合我国后寨河流域的基于落水洞的岩溶半分布式水文模型,分析了土地利用/覆被变化对流域径流的影响以及流域产汇流参数对比关系。结果表明:生态建设后除最大土壤蓄水量增大外,其它产流参数变化不大;汇流参数基本小于生态建设前,但相差不大;在降雨条件不变的情况下,生态建设后的产流量小于生态建设前的产流量,生态建设前土地覆被下的流量在低水位时比生态建设后的流量稍高,而在高水位时生态建设前流量比生态建设后的流量稍低。
硫同位素技术在北方岩溶水资源调查中的应用实例
张江华, 梁永平, 王维泰, 韩行瑞, 侯光才
2009, 28(3): 235-241.
摘要:
从地球化学背景方面看,在以奥陶系碳酸盐岩为含水介质的中国北方多数岩溶地下水浅循环系统中,岩溶水的硫酸根有三个主要来源,分别是水对中奥陶统中石膏的溶解、岩溶含水层上覆煤系地层中黄铁矿氧化溶解并补给岩溶水以及与土层密切相关的地表水中硫酸根的加入。上述三类水的δ34S同位素值的差别很大,中奥陶统中石膏硫同位素最重,δ34S值一般在20‰~32‰;煤系地层中黄铁矿的硫同位素最轻,一般在-10‰~10‰,多数低于4‰;而地表水的硫同位素介于上述二者之间,δ34S值较稳定分布在7‰~12‰之间。利用这一具有示踪意义的特点,我们对一些泉域系统的岩溶地下水补、排关系以及一些水化学成分的来源进行了成功的解释,为进一步认识岩溶水文地质条件提供了有力的佐证。
北京石花洞洞穴滴水中硫酸根浓度的时空变化及其意义
班凤梅, 潘根兴, 蔡炳贵, 朱 健, 谭 明
2009, 28(3): 243-248.
摘要:
硫是环境地球化学循环中重要的元素之一,是区域及全球性环境变化的重要驱动因子。本文通过对石花洞洞穴4个滴水点(JG,SH,PL1和PL2)硫酸根浓度近3个水文年的分析测定(BL点观测近两年),结果表明:响应降雨快的滴水点(SH和JG点)滴水SO42-浓度升高幅度最明显,且滴水SO42-浓度与滴率成指数关系;滞后响应降雨的观测点滴水SO42-浓度雨季升高幅度不明显,但在长期观测期间有明显增加的趋势;对降雨没有响应的滴水点,其SO42-浓度低且雨季没有明显变化。通过分析表明,在快速响应降水的滴水点,滴水硫酸根浓度大幅升高可能在一定程度上影响滴水pH值,这也可能是导致雨季时,快速下渗进入洞穴的滴水碳酸钙饱和度降低,从而抑制滴水沉积的一个不可忽略的因素。
济南泉域岩溶地下水有机污染特征研究
徐建国, 朱恒华, 徐 华, 刘春华, 张 卓
2009, 28(3): 249-254.
摘要:
对济南泉域岩溶地下水系统水质进行了系统的采样分析。结果表明,泉域岩溶水已普遍受有机物污染,有机污染物检出率高达93%。检出有机物多于5项的样品多分布于大中型企业附近。在所有检出的有机物中,有机氯农药类、卤代烃类检出率最高,分别达到60%、57.8%。尽管岩溶水有机污染较普遍,但有机物含量较低,仅局部地段存在有机物超标现象。泉域岩溶水有机污染特征受控于工业企业分布及地下水流场,在济南侵入岩体南缘附近形成了近长方形的岩溶水有机污染区,面积达156 km2。污染区南部地带是济南市工业集中区,灰岩浅埋,防污性能差。另外由于地下水径流方向与侵入岩体南缘线近垂直,进入灰岩含水层的有机污染物随地下水径流向北运移,造成埋藏于火成岩体之下的埋藏型岩溶水也受到污染。
石期河流域岩溶水系统及其水资源构成分析
劳文科, 蓝芙宁, 蒋忠诚, 覃小群, 谢运球, 邓 艳
2009, 28(3): 255-262.
摘要:
在深入研究石期河流域岩溶水系统含水介质结构特征、水资源形成的基础上,通过对流域岩溶水总排泄口流量动态长观资料系列的分析,选择2005年丰水期内最后一次洪峰(年内最大洪峰)后的流量衰减过程,根据该过程的数据资料建立本流域岩溶水总排泄口的流量衰减方程,并利用该流量衰减方程对流域岩溶水资源的构成进行定量分析研究。结果表明,石期河流域岩溶水系统在2005年最大洪峰状态下,可自然排泄的岩溶水资源总量为69 469.95×104 m3, 其中:流域坡面产流占3.64%,赋存于大型溶洞或管道中的溶洞-管道水占4.53%,赋存于小型管道或强岩溶化裂隙中的管道-裂隙水占74.10%,赋存于细小溶蚀裂隙中的溶隙水占17.73%。从衰减期的初始时刻起,它们各自可供消耗(可作为有效利用岩溶水资源)的时效分别为2日、8日、35日和126日以上。
聊城市东部岩溶地热田地下热水水化学特征及成因分析
张保建, 沈照理, 乔增宝, 亓 麟
2009, 28(3): 263-268.
摘要:
通过对聊城市东部岩溶地热田的地下热水的化学成分、同位素及其水文地质特征的分析,对这一地区的地下热水的形成和演化过程进行了研究。结果显示地下热水的形成受区内深大断裂和基底构造的控制。本区地下热水的形成是在漫长的地质历史发展过程中各种自然因素综合作用的结果。δD和δ18O的关系及氚(T)值和水化学特征系数说明地下热水为近代大气降水入渗起源的中度或高度变质水,以40年前的古水占优势,新近入渗水的补给量较小。水化学成分的形成以溶滤、溶解作用为主,微量元素成分丰富,反映了地下水经过了漫长和复杂的径流及深循环过程。
GIS技术在1:5万岩溶水文地质综合调查野外工作中的应用——以湖南新田河流域为例
周立新, 时 坚
2009, 28(3): 269-274.
摘要:
通常GIS技术应用到野外水文地质调查工作时需要花费大量时间准备数据,导致其不能及时参与到野外工作中。为了使GIS技术及时在1:5万岩溶水文地质综合调查野外工作中发挥作用,笔者以湖南新田河调查为例,在MapGIS系统中根据原始资料复杂程度的不同对数据进行处理和配准,及时制作了信息丰富的野外工作用图,建立了工作区专业数据和数据录入、分析平台,在野外调查工作开展时及时录入数据并加以分析,及时修订地质边界,检查野外定点准确度,发现调查区遗漏点,优化取样点及线路等,提高了工作效益和准确度。
工程地质
ANSYS在土洞演化预警中的应用
覃秀玲, 严 明, 蒋小珍
2009, 28(3): 275-280.
摘要:
以桂林某高速公路为工程依托点,在全面分析现有高速公路覆盖地区的岩溶土洞的监测预警技术的基础上,选取TDR监测技术作为主要研究手段,并用ANSYS模拟了TDR监测全过程。模拟结果表明,在基岩面以上厚5.0 m左右的土层中发育有土洞且直径3.0 m以上时,可能对地面造成破坏,当土层厚度不变(5.0 m),梁的截面尺寸一定(8 cm×6.5 cm),土洞沿基岩面慢慢往上发育时,随着土洞发育直径的不断增大,地面变形也就越明显,且变形趋势呈缓慢的直线型; 当土洞直径为2.0 m,埋深为4.0 m,或土洞直径为4.0 m,埋深为3.0 m时,梁埋深从2.0 m开始,其变形趋于平缓;当土洞直径为3.0 m时,埋深为3.5 m,梁埋深从1.0 m到3.0 m,其变形量基本相当;当土洞直径为5.0 m,土洞顶板埋深为2.5 m,梁埋深分别为1.0 m、2.0 m,其基本保持一致,分别为6.74×10-2 m、6.75×10-2 m,即达到极限平衡状态,说明监测梁布设在距离土洞顶板2 m范围内时,可比较有效地监测到土洞变形破坏的演化趋势。
基于AHP的岩溶隧道涌水专家评判系统及其应用
杜毓超, 韩行瑞, 李兆林
2009, 28(3): 281-287.
摘要:
为了将岩溶涌水评判系统中定性描述的影响因子定量或半定量化,以便直观、有效地对隧道地质灾害进行预测预报,本文采用层次分析技术(AHP)将隧道岩溶涌水的多因素量化集成,并导出评判隧道岩溶涌水的综合指标(Skarst),用于评判不同岩溶水文地质条件下隧道涌水的风险性。应用该模型对乌池坝隧道岩溶涌水进行评价,结果为: ZK259+890~ZK258+500段和ZK255+405~ZK253+182段属低风险区段,Skarst≤0.24;ZK256+300~ZK255+405段和ZK258+500~ZK257+500段为中等风险区段,0.24<Skarst≤0.70;ZK257+500~ZK256+300段为高风险区段,Skarst>0.70。
深埋岩溶隧道限量排放条件下衬砌外水压力研究
邬 立, 刘坡拉
2009, 28(3): 288-292.
摘要:
针对深埋岩溶隧道衬砌外水压力展开研究,根据隧道排水量和衬砌水压力模型的理论推导,结合试验进行分析。结果表明,衬砌上水压在采取排水措施后随排水量的增加而减小;但是当注浆材料渗透系数降低到1.65×10-6 m/s、注浆厚度到55 cm后,衬砌上水压随注浆范围的增大变化已经不太明显,说明注浆半径的选取有一个合理范围。注浆圈可以起到控制排水的作用,当给定了隧道某一段的合理排放量以后,就可以确定注浆的范围和注浆水平。
生态地质
云南石林景区恢复植被的土壤水文结构功能研究
张 勇, 王晶晶, 李玉辉
2009, 28(3): 293-299.
摘要:
基于喀斯特恢复植被生态系统功能评价的要求,采用土壤水文结构功能模型评价云南石林景区恢复植被的土壤水文结构功能。选取原生滇青冈林、恢复26a的次生林B、恢复21a次生林A、恢复8a的灌丛、石漠化灌草丛和恢复30a云南松林6个样地,分别调查它们的土壤水文结构特征。相对于原生林,石漠化样地经过8a的封禁,其土壤水文结构功能可恢复31%,21a可恢复45%,人工飞播的云南松林经过30a恢复的只有38%,而砍伐林地封禁26a可恢复71%。土壤水文结构功能评价模型基本适用于岩溶区不同恢复林地的土壤水文结构功能的恢复评价。
喀斯特生态环境敏感性评价——以都匀市为例
李荣彪, 洪汉烈, 殷 科, 李阳兵, 杨广斌, 安裕伦
2009, 28(3): 300-307.
摘要:
以都匀市为例,选取地层岩性、地形坡度、植被覆盖、土地利用类型、人口密度和农民年人均纯收入等6个评价指标,利用3S技术对各评价因子进行量化提取,建立空间分析模型,并对各评价指标进行空间叠合分析,划分出研究区域生态环境敏感性等级,再根据其区域空间分布特征,分别作出相应的分级评价分析。结果表明,强度生态敏感面积为75.23 km2,占全市总面积的3.30%;中度敏感面积为228.32 km2,占全市面积的10.02%;轻度敏感面积为902.11 km2,占全市面积的39.60%;微度敏感面积为841.00 km2,占全市面积的36.92%;非敏感面积为231.35 km2,占全市面积的10.16%。同时,研究发现,喀斯特生态环境敏感性是人为活动长期对喀斯特山区频繁干扰的结果。
喀斯特山区不同复种指数条件下的土壤质量变化——以普定县猫洞小流域为例
廖婧琳, 苏 跃, 李 航, 刘 方, 冯泽蔚
2009, 28(3): 308-312.
摘要:
选择贵州中部喀斯特山区普定县猫洞小流域地区,通过长期受不同生产行为影响的区域(低复种旱作区、高复种旱作区、高复种复合农作区)的土壤采样分析,结果表明:喀斯特山区小流域土壤在长期不同生产行为影响下,从低复种指数旱作区、高复种指数旱作区到高复种指数复合农作区,土壤容重、粘粒含量减小,而土壤有机质、腐殖酸含量、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、土壤呼吸强度、脲酶、磷酸酶、蛋白酶活性含量依次增大,土壤全钾含量和过氧化氢酶活性却依次减小。聚类分析结果进一步表明:高复种复合农作区土壤保肥、保水、供肥等状况最好;而低复种旱作区土壤质量和供肥、保肥、保水等性状最差。上述结果说明,农户的不同生产行为对土壤质量有一定的影响。
花江峡谷喀斯特区土壤质量两种定量化评价方法研究
周 玮, 周运超
2009, 28(3): 313-318.
摘要:
选取贵州省花江峡谷喀斯特区5种主要的土地利用类型(灌丛、乔木林、人工林、耕地、草坡)研究土地利用方式对土壤质量的影响。研究结果表明:不同土地利用类型下土壤质量有显著差异。本文应用土壤质量指数法及退化指数法对花江峡谷喀斯特区不同的土地利用方式下土壤质量的变化情况进行定量化的对比研究,得出相同的变化趋势,即灌丛>乔木林>人工林>耕地>草坡。并且相关性分析表明,两种定量评价方法的土壤综合质量指数与土壤退化指数之间存在线性相关性(R2=9.277),说明两种评价方法都能有效地反映不同土地利用方式下土壤质量的变化情况。
老万场金矿石灰岩与红土矿体藓类植物生物量及吸水量比较研究
汪文云, 张朝晖
2009, 28(3): 319-323.
摘要:
长期开采活动使得老万场金矿大量石灰岩出露于地表,区域生态环境严重退化。通过对老万场金矿石灰岩和红土矿体藓类植物优势种类生物量和饱和吸水量进行测定发现:石灰岩表面优势藓类土生对齿藓、小反纽藓、云南墙藓、硬叶对齿藓、芽孢银藓生物量分别高达859、364、292、228、215g/m2,饱和吸水量分别高达1780、9170、1530、2980、2120 g/m2;红土矿体表面优势藓类土生对齿藓、硬叶小金发藓、硬叶对齿藓、梨蒴小毛藓、芽孢银藓生物量分别高达854、596、333、158、134 g/m2,饱和吸水量分别高达3070、10020、1440、1710、4130g/m2。结果显示土生对齿藓在石灰岩和红土矿体表面都是主要的生产者,表现出极强的吸水能力。藓类饱和吸水量与生物量密切相关,生物量较大的藓类植物吸水能力相应较强。特别地,土生对齿藓对该矿区石漠化治理和红土矿体水土保持具有十分重要的现实意义。
贵阳天河潭旱洞硅藻生物多样性与环境初步研究
刘 明, 王 倩, 马健荣, 詹金星, 尹伟荣, 支崇远
2009, 28(3): 324-328.
摘要:
为了研究喀斯特洞穴硅藻的分布和生物多样性,丰富和积累硅藻研究的基础理论数据,2008年12月对贵阳天河潭旱洞进行了野外考察。经实验室鉴定共发现硅藻7属27种(含变种),其中包括优势种7种。硅藻商为0,属和种的平均优势度分别为0.113和0.023,香浓维纳多样性指数值分别为2.60和4.43,均匀度均近似等于0.93,硅藻细胞平均密度为1609.36个/cm2。相对地表河流、湖泊(水库)、海洋等环境的硅藻生物多样性来说,天河潭旱洞硅藻生物多样性较高,但硅藻个体较小。硅藻与喀斯特洞穴环境具有很好的相关性,将硅藻作为喀斯特洞穴环境评价与监测的指示生物,具有重要的科学研究价值和理论现实意义。

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《中国岩溶》编辑部
2022年4月20日