岩溶地下水污染预警：以山东省刘征水源地为例

岩溶地下水是我国重要的饮用水来源之一,了解岩溶地下水污染状况并结合水文地质条件及时地选择优先的地下水水源地防护地区是保护岩溶地下水的重要措施。开展地下水污染预警可以对地下水水质污染的发展趋势进行及时预测,并在地下水水质恶化前发出警报。基于ArcGIS软件的插值和叠加分析功能,针对岩溶地下含水层的特点,将岩溶地下水水质数据与水文地质参数、污染源分析相结合,构建了岩溶地下水污染预警评价模型,并最终划分了岩溶地下水污染预警警度等级,用于区分不同地区地下水污染防护优先程度。应用建立的岩溶地下水污染预警评价模型对山东省刘征水源地进行岩溶地下水污染预警实例研究,结果表明:该地区20%区域的岩溶地下水污染属于重警和巨警,并准确地判断出当地地下水污染优先防护区域分布在大武水源地和刘征水源地东西两侧。该研究成果可为岩溶地区制定相应的地下水污染风险管控和修复策略提供参考依据。     

西南喀斯特流域枯季地下水电导率特征及水-岩作用分析

受特殊水文地质条件影响,西南喀斯特流域水动力过程与物质循环过程复杂,利用单一水文信息分析该地区水动力过程具有较大难度。地下水电导率受喀斯特水文地质条件影响显著,可以综合反映区域水动力条件与岩性特征。论文选取贵州普定县后寨河流域为研究区,通过野外调查及地下水电导率原位测定,结合流域地形、岩性及落水洞、岩溶泉等岩溶地貌空间分布规律,分析了喀斯特流域枯季地下水电导率空间分布及其受水-岩特征的影响。结果表明,山丘区地下水电导率较低,主要由于喀斯特山区是岩溶裂隙/管道网络发育的强径流区,水-岩接触时间较短。随高程降低,地下水电导率呈现增加趋势,表明地下水流速度减缓,水-岩接触时间变长。地下水电导率受岩性特征影响显著,石灰岩区水-岩作用强烈,易形成较高电导率地下水,平均电导率650 μS/cm,白云岩区水-岩作用减弱,地下水电导率降低,平均值523 μS/cm。     

岩溶地层的三维地质构模研究

如何研究岩溶发育极不规律的岩溶地层一直是困扰水文地质和工程地质一大难题,笔者将最新的三维可视化技术和地质统计学方法应用到岩溶地层的构建模型上,以期从不同角度揭露特定研究区域的岩溶发育规律,从而为岩溶地区的生产实践提供一种有效的分析途径.通过研究表明:该方法是行之有效的,能够方便、快捷地分析岩溶地区不同角度和剖面的岩溶发育规律.     

台兰河流域地下水系统数值模拟

地下水数值模拟是地下水在多孔介质中分布过程机理的模拟,以流域水量均衡为基础,应用ArcView GIS与FEFLOW专业地下水模拟软件,根据研究区水文地质勘探资料、抽水试验及地下水水位长期观测资料,建立了内陆河流域二维地下水运动模拟模型。采用Kringing、Aki-ma插值方法和Galerkin有限元三角形网格剖分技术,求解模型,模拟了台兰河流域地下水运动特征。从模拟结果可以看出,所建立的水文地质概念模型和数学模型是正确的,选取的水文地质参数和计算的源汇项基本合理,模拟结果与实测数值比较吻合,符合台兰河流域地下水的实际情况,能够进行该区域地下水的动态预报,可为研究区水资源的合理开发提供科学依据和技术指导。     

基于ArcGIS和Visual MODFLOW的黑河流域中游平原区地下水流数值模拟与预测

在系统分析黑河流域中游平原区地质及水文地质条件的基础上,利用Visual MODFLOW和ArcGIS技术,建立了研究区地下水系统数值模型,利用研究区2012年1月1日至2012年12月31日地下水位动态观测资料对所建立的模型进行求解与识别,并利用识别后的模型对现状开采和调整开采条件下地下水位动态变化趋势进行预测。结果表明:现状开采条件下研究区地下水处于负均衡,地下水位持续下降;调整人工开采量大小及空间分布,地下水位变化趋势发生明显改变。该研究可为区域地下水资源合理开发利用提供依据。     

浑河流域地表水地下水水质耦合模拟

以浑河流域为研究区,在现场调查、动态监测和资料分析的基础上,根据浑河流域的具体实际条件,包括水文和水文地质条件,分别建立了浑河流域地表水地下水水流耦合模拟模型及水质耦合模拟模型.模拟对象包括地表水、包气带水和饱水带水.运用HydroGeoSphere（HGS）技术系统对地表水和地下水进行联立并行同步求解.根据浑河流域地表水地下水同步动态监测资料,分别对地表水地下水水流和水质耦合模拟模型进行了校正和检验.之后,根据设定的情景方案,应用所建立的模拟模型对浑河流域地表水地下水未来的水质污染状况进行了预报.结果表明：基于HGS技术系统的地表水地下水水流和水质耦合模拟模型能够刻画流域地表水地下水各自的运动规律以及二者之间的水力联系与相互转换关系.若地表水受到污染（如农田施肥）,不仅会影响到地表水,也会对地下水造成影响,反之亦然.     

北京地区地下水盐分迁移变化规律研究

北京地区地下水中盐分为研究对象,在资料收集、野外调查、样品采集及测试分析的基础上,结合区域地质、水文地质等特点,分析研究区内地下水盐分的分布特征,对盐分形成的影响因素进行统计和相关性分析,并利用Visual MODFLOW软件建立地下水量、水质模型,对地下水流场、溶质运移模型进行率定,并模拟地下水污染物运移,得出地下水中盐分迁移变化规律。根据盐分迁移变化机理及模型预测结果提出该地区的污染防治方案,为该地区地下水盐分污染防治提供一定的理论基础。     

鄂西南岩溶槽(盲)谷开发利用方案探讨——以宣恩县洗草坝岩溶盲谷为例

本文是在“西南岩溶地区地下水与环境地质调查项目”成果的基础上,以宣恩县洗草坝岩溶盲谷为例,依据其岩溶环境地质条件和岩溶水文地质特征及地方政府对其开发利用方案的要求,从地学角度对该岩溶盲谷开发利用方案的可行性进行了探讨。     

基于水文集成模型ParFlow的黑河流域下游地下水-地表水相互作用模拟研究

地下水-地表水相互作用是水文循环过程中的重要环节,研究地下水-地表水相互作用的机理过程及其对环境变化的响应对流域生态环境和可持续发展具有重要意义。利用基于三维物理过程的开源、大规模并行模拟计算软件ParFlow求解紧密耦合的地下水和地表水偏微分方程组,建立流域水文集成模型,从而精确解译土壤水分运移的动力学机制,最终实现定量化表征高时空分辨率的地下水-地表水文循环过程。以黑河流域下游巴牙吉呼(Bajajihu, BJH)地区为研究区,建立二维剖面尺度的地下水-地表水耦合模型,先将数值模拟结果与观测数据进行对比,验证了水文集成模型的准确性,进而分析了降水、蒸散发驱动下的水文响应。结果表明:ParFlow模型模拟的土壤水分与观测值相比,Pearson相关系数(R)大于0.93,均方根误差(RMSD)小于0.007。该研究结果可为利用水文集成模型模拟流域水文循环过程提供借鉴。     

湖北五峰南河流域大气降水方程求取

在研究分析流域内特殊地质条件和水文地质条件的基础上，试图利用河水、地下岩溶水的δD-δ^81O稳定同位素测试分析资料求取当地大气降水线方程。从所得结果来看，在资金较少，其水文地质条件比较适宜的岩溶山区，利用这种方法可以粗略地求得当地的大气降水线。     

巨型水电工程区域岩溶渗漏研究水文地球化学方法应用前景

开发大西南水能首先遇到的最大问题是岩溶渗漏,特别是对巨型水电站来说,大范围区域性岩溶渗漏研究其钻探工作难度大,基础地质资料匮乏.本文结合川西南某水电站实际,提出应用区域水文地球化学理论,分析水化学成分信息,对解决这类渗漏问题达到了节约资金,又能克服研究范围广、地形险恶、资料极少,水文地质周期长等难点.结果显示该方法是研究岩溶区域渗漏问题的一种简单、有效方法之一,与其他方法联合运用,达到了极佳的效果.     

安徽省休宁—歙县地区金多金属矿床找矿预测地质模型

与燕山期花岗岩有关的岩浆热液型金多金属矿床是皖南地区最重要的矿床类型。在对该区典型矿床研究的基础上,通过研究成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征等,按照三维二元结构特征构建安徽休宁—歙县地区金多金属矿床找矿预测地质模型。该模型表达了勘查区已知的和推测的矿床(体)地质特征,对勘查区乃至皖南地区金多金属矿的勘查具有理论指导和实际应用价值。     

基于GMS的武山矿区水文地质结构可视化模型

在介绍GMS生成水文地质结构实体模型方法的基础上,利用武山矿区大量钻孔数据,建立了该侵入岩矿区水文地质结构三维可视化模型。结果表明:将武山岩体的horizon ID设置为第7层,插入Q与T1d2—T2j之间建模取得了较好的效果;建立的可视化模型可以灵活地实现含水层的拆分组合、任意剖面及任意方向的旋转、切剖面等功能,并能清晰地展示含水层的空间分布特征,为了解水文地质结构特征、进一步挖掘地质与水文地质相关信息提供了方便。     

北方典型岩溶地下水脆弱性评价方法研究

在分析岩溶地下水脆弱性概念模型的基础上,根据北方岩溶地区的水文地质状况和污染情况,建立了适用于北方典型岩溶地下水脆弱性评价方法,运用该方法对北方典型岩溶地下水的脆弱性进行评价,并与实际的水质污染情况作比较。评价结果显示构建的脆弱性评价方法应用于北方岩溶地下水脆弱性评价的合理性,评价结果对地下水合理开发利用、科学管理和有效保护提供合理依据。     

古水文地球化学形迹与地浸砂岩铀成矿的关系

本文以水成铀矿床、地质构造学、沉积学、古水文地质学、铀水文地球化学、同位素地质学等学科理论,从分析伊犁盆地南缘铀成矿大地构造背景入手,初步进行了盆地地质构造、地质演化、含矿岩系沉积特征、地下水中同位素(D、18O、3H、234U/238U、230Th/232Th等)和水文地球化学的研究,基本查明了伊犁盆地南缘区域地下水动力条件,研究了区域水文地球化学条件与铀成矿的关系,探讨古地下水演化与铀成矿作用的关系,为全盲型地浸砂岩铀成矿的水文地球化学及古水文地质预测研究提供理论基础.     

不同地质背景下岩溶生态系统的自然特征差异--以茂兰和花江为例

自然特征是典型岩溶生态系统研究与评价的基础。西南岩溶山区,由于气候、地形、地质构造、岩溶作用、土壤等条件的不同,各圈层发生着地质地貌组合→水文土壤组合→植被和小生境组合结构的作用过程,不同组合结构的岩溶生态系统具有特殊的功能和圈层的耦合作用,其本底稳定性与脆弱性各异,从而形成了不同区域岩溶生态系统及生境类型的多样性。对茂兰岩溶森林区和花江峡谷区两种典型岩溶生态系统———岩溶原生森林系统与石漠化系统的自然特征对比研究表明,两者的差异集中体现在地质构造、地貌演化、岩溶形态、水文结构、土壤侵蚀、植被群落、水文生态效应与生境多样性等方面,其中地质构造、地貌演化、岩溶形态、可开发利用的水资源、植被群落是两种系统存在显著差异的关键因素。因此,有必要探讨不同岩溶地貌单元、不同碳酸盐岩类型区的岩溶生态系统基本生态过程的共性和差异,探索地质环境与生态环境的内在联系和耦合关系,分析地质因素对生态环境的控制和影响程度,为岩溶受损生态环境单元的恢复重建提供理论依据。     

基岩山区地下水系统图编制思路与方法初步研究

如何编制一张地下水系统图件现已逐步成为水文地质工作者关心的热点。基岩山区的地下水系统图件编制尚未有明确的参考规范,利用香溪河岩溶流域1∶5万水文地质调查成果,对基岩山区地下水系统编图进行研究,初步提出地下水系统图件编制的一些思路与方法,并尝试用地下水系统图件来更好地展现图幅区水文地质条件,对水文地质工作者具有重要的参考价值。     

基于Skyline的流域河口生态安全评价三维场景实现技术

在总结了地学可视化发展过程及目前三维可视化技术研究进展的基础上,针对大洋河流域河口的地理特征设计并实现了三维可视化场景,为流域河口生态安全评价三维演示系统的实现奠定了基础,并从地表模型的建立、建筑物模型的建立和虚拟场景的搭建三方面详细介绍了流域河口三维场景实现的具体方法。     

基于岩溶区水库安全的水文地质模型构建研究

在有煤矿开采的岩溶地区修建水库是一项复杂的系统工程,需要构建相应水文地质模型对库区及煤矿运输巷道进行相关参数的数值模拟,并对修建水库前后的水文地质情况进行预测,以防止地质灾害事故的发生。通过对四川某岩溶地区水库案例进行研究,运用AutoCAD、ArcGIS进行相关模型参数处理,最终在FEFLOW软件中建立研究区具有代表性的三维水文地质模型,为下一步的相关水文地质参数求取打下基础。     

岩溶易旱区地下水水文地球化学特征及其控制因素——以兴仁县为例

地下水是岩溶易旱区极其重要的水资源,是当地生态环境和人类生存的基本保障。通过收集整理岩溶易旱区兴仁县地下水水化学数据,分析与研究,发现岩溶易旱区地下水的溶解组分主要来源于碳酸盐岩的溶蚀,水化学类型主要为HCO_3-Ca型和HCO_3-Ca·Mg型,部分地区由于受到岩层中石膏夹层溶解的影响,水化学类型为HCO_3·SO_4-Ca·Mg型。地下水中Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-等离子受流经区域地层岩性和水-岩相互作用的影响,表现出显著的区域性特征,属自然来源;K~+、Na~+、Cl~-、NO_3~-等指标与人类活动关系密切,SO_4~(2-)受水-岩相互作用和人类活动共同影响。岩溶易旱区地下水水文地球化学容易受到人为活动的干扰且日趋明显,降低人为活动对岩溶地下水的影响是确保岩溶易旱区地下水环境及饮水安全的关键。