喀斯特石山地区社会经济与生态环境可持续发展系统研究:以桂西北为例

本建立了广西西北部喀斯特石山地区可持续发展的系统动力学模型。并用DYNAMO程序预测了未来20年桂西北地区的人口、工业、农业、第三产业，生态环境，土地资源，社会总产值，人均国民收人等的动态变化趋势，结果显示，该地区由于人口，工业资产增加使物质和能源消耗增长太快，而对污染治理的投入又太少，导致桂西北地区的生存环境质量下降，因此应当加大对污染治理的投入力度，改善区域环境质量，这是实现息烽县区域可持续发展的关键，根据区域特点探讨了桂西北喀斯特贫困山区的形成演化，提出了可持续发展的途径。     

USING A GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM TO DETERMINE THE RELATION BETWEEN STREAM QUALITY AND GEOLOGY IN THE ROBERTS CREEK WATERSHED,CLAYTON COUNTY,IOWA1

ABSTRACT: A geographic information system (GIS) was used to determine the relation between the stream-water quality and underlying geology in Roberts Creek watershed, Clayton County, Iowa, for base-flow conditions during the spring and summer of 1988–90. Geologic, stream, basin and subbasin boundaries, and water-quality sampling-site coverages were created by digitizing available maps. A contour coverage was created from digital line-graph data. The areal extent of geologic units subcropping in each subbasin was quantified with GIS, and the results then were output and joined with the discharge and water-quality data for statistical analyses. Illustrations showing the geology of the study area and the results of the study were prepared using GIS. By using GIS and a statistical software package, a weak but statistically significant relation was found between the water temperature, pH, and nitrogen concentrations in Roberts Creek and the underlying geology during base-flow conditions.     

我国西南部喀斯特地区石漠化研究进展

我国西南部喀斯特地区的石漠化是西部生态建设中面临的十分突出的地域环境问题，也是西南喀斯特地区实现可持续发展的主要障碍之一。参考国内研究的相关文献，运用比较分析法，从喀斯特石漠化的概念、分布、评价指标、生态效应、成因分析及综合治理等六方面回顾了近年来我国喀斯特地区石漠化研究的进展情况。研究结果认为，目前研究中还存在基础理论研究落后于实践活动、定量分析不足、基础数据采集工作欠缺和现有治理模式具有较大的局限性等不足，并建议从研究重点区域、探究喀斯特石漠化演变机理、在喀斯特石漠化地区开展生态综合整治工作及建设相关的信息系统等方面开展先行研究工作。     

岩溶地基土洞塌陷评价及处理

地下水(地表水)产生的渗透潜蚀作用、崩解作用等是土洞形成和发展的重要原因。对工程实例中的土洞,采用极限平衡法和压力拱分析法进行了稳定性判别。在土洞中充填砼,然后采用压力灌浆,灌浆所采用的水灰比为1∶1~1∶1.5,灌浆压力一般为0.15~0.30 MPa,地基处理效果好。     

湘中地区恩口煤矿老采区复采的水害防治研究

湘中地区碳酸盐岩广泛分布,其中岩溶的发育受岩性、地貌、水文、构造运动等诸多因素的控制,主要分布在地下水排泄区,给煤炭资源的开发带来了严重水患。针对恩口煤矿水害问题,笔者在翔实的野外调查基础上,通过分析矿区水文地质条件、矿井水文地质特征;总结以往矿山防治水经验和教训;探讨今后老采区复采的防治水害方向和重点;认为壶天河的山口冲段、小碧河的西坪段、涟水河的杨家冲段等为重点防区,对河床铺底强度不可靠的部位应该重新加强铺底。     

广西典型岩溶水系统环境中222Rn的分布及指示意义

放射性同位素氡222是来源于地层中铀衰变生成的惰性元素.由于其半衰期只有3.82d，且其活度在地下水和地表水中差异显著，近年来氡在水文学中的应用日渐兴起.但²²²Rn在岩溶环境中的分布和行为特征少有研究.以广西三个典型岩溶水系统为例，研究²²²Rn在包气带、非饱和带和饱水带中的浓度分布和指示意义.发现²²²Rn在上部包气带中的活度不足500Bq/m³，但在非饱和带中有局部异常高区，与局部小地质构造的分布有关.在饱水带中，地下水的滞留时间、不同地下水组分的混合和氡运移的距离等是导致²²²Rn活度差异的原因.管道介质的²²²Rn活度比裂隙介质的高；含水介质土壤覆盖层大的比土壤浅薄的普遍高.在大型岩溶水系统的排泄区，地下水补给河流，河流也可能短暂反补地下水，由于地下水和河流²²²Rn的差异显著，²²²Rn可能成为地下水-地表水相互作用研究的理想示踪剂.     

西南岩溶石山地区岩溶水资源合理开发利用模式

针对湘西洛塔岩溶区特殊的地质环境所造成的干旱缺水、水土流失、生态环境恶化等问题的特点，在调查、分析洛塔自然条件与水土资源、生态环境基本条件的基础上，实施了13处岩溶水资源开发利用示范工程。通过系统总结洛塔地区岩溶水资源合理开发利用技术与方法及岩溶水资源开发利用成功经验，提出了以岩溶水小流域为单元对岩溶水资源进行综合开发利用的5种模式：①地下河堵洞引水开发利用模式；②地下河出口及岩溶大泉引水开发利用模式；③凿引水隧洞拦截地下河开发利用模式；④地表地下联合水库开发利用模式；⑤表层岩溶泉开发利用模式。通过对失败工程的案例分析，认为在岩溶水资源开发利用过程中，应查清工程的岩溶发育规律及工程地质条件，分析经济技术支持的可行性，然后采取相适应的开采方式与方法。岩溶水资源进行综合开发利用的5种模式的提出，为在湘西实施“水源〖DK1〗·土地〖DK1〗·生态”持续发展战略，发展生态经济，实现脱贫致富，促进社会经济、生态环境良性循环，提供了切实可行的实用技术与方法借鉴。     

带压开采陷落柱突水影响因素数值模拟

为研究承压水压与煤层陷落柱位置这两种因素对陷落柱突水的影响,在分析固流耦合数学模型的基础上,利用数值模拟软件FLAC3D,以双柳矿地质条件为背景,分别对3 MPa和5 MPa承压水压下开采上、下两组煤4种情况进行模拟,分析陷落柱及其周边围岩的渗流-塑性破坏耦合场、应力场和位移场的变化.结果表明:随着工作面推进至接近陷落柱,工作面前方集中应力场与柱体周边应力场发生耦合,并出现应力集中,当水压为5 MPa开采上组煤时应力集中系数最大,最容易形成突水危险区域;当上组煤工作面距离陷落柱为30 m时,陷落柱渗流场与集中应力场开始连通,在开采下组煤时这一距离比上组煤扩大15 ～ 20 m;煤层底板随工作面推进发生压缩-膨胀周期变化,引起拉伸、剪切破坏.     

典型喀斯特小流域水文水化学过程对旱季暴雨的响应

通过定位监测和样品跟踪采集,在旱季对喀斯特小流域连续20天无前期降雨的一场暴雨(累计降雨量64mm)水文水化学过程进行了动态监测,并分析了相关的影响因素。结果表明,小降雨事件(8.5mm)未能引起溪流水位、电导率及温度的明显变化,而当累计降雨量达到35.5mm后溪流水开始响应。此后,溪流水文水化学参数对降雨快速响应,除硝态氮外,电导率(EC)、δ18 O、Ca2+迅速降至最低值,雨水稀释作用对其水化学变化起主要作用。通过对溪流新旧水比例进行划分发现,降雨前期和后期,溪流以旧水补给为主,而在水位快速上涨阶段,新水比例达到34%左右。两次降雨过程中,在溪流水水位升高的情况下,水体中硝态氮浓度仍然表现出高于雨前浓度的趋势。该研究为该区旱季小流域水资源利用和污染物防治方面提供了一定理论依据。     

贵州喀斯特地区土壤细菌群落结构特征及变化

为探明贵州喀斯特不同植被演替群落下的土壤细菌群落结构及变化特征,本文利用高通量测序技术对5个主要植被演替群落(稀灌草丛、藤刺灌丛、灌木林、乔灌过渡林、乔木林)的根际(竹叶椒)、非根际土壤细菌群落结构及环境因子进行了分析研究。结果表明:贵州喀斯特高原土壤细菌类群主要为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和浮霉菌门(Planctomycetes),其相对丰富度分别为43.35%、12.97%、7.53%、7.12%、6.19%、5.35%、5.05%,未分类类群占7.36%。样品中检测到了较低丰度的广古菌门和泉古菌门。随植被群落演替,根际土壤中变形菌门、厚壁菌门和浮霉菌门丰度逐渐增加;非根际土壤中酸杆菌门和疣微菌门丰度随植被演替逐渐减小。贵州喀斯特高原土壤细菌的影响因子大小为土壤有机碳、土壤总氮、含水量、电导率等,其中土壤有机碳和土壤总氮有显著性影响。