洞穴滴水的水文地球化学过程:贵州犀牛洞的研究

为了揭示洞穴滴水的水文地球化学过程,对贵州镇宁犀牛洞3个滴水点的滴率、水化学组成等进行为期1年的动态监测,示踪结果显示出犀牛洞滴水对大气降水的响应较快(28天以上),滴水的物质组成直接源自于洞穴环境,即土壤和岩石,而大气降水携带的物质成分较少,滴水点均受到不同源来水的影响。洞穴滴水的化学组成中元素含量的变化主要由水运移过程中水-土、水-岩作用导致的岩石溶解-方解石沉淀过程所控制,表明犀牛洞滴水点的次生沉积物可能记录了环境变化信息。     

喀斯特洞穴滴水Ca、Mg离子特征与降雨、温度相关研究——以贵州安顺石将军洞为例

为了分析洞穴滴水Ca2+、Mg2+和降雨、气温内在联系、进一步帮助解译周围地区地表环境,我们从2011年6月至2012年5月对贵州石将军洞滴水Ca2+、Mg2+等地球化学特征和周围气候进行了为期一年的监测,发现7个滴水点Ca2+、Mg2+年际变化趋势具有明显一致性,分为波动区、高值区及低值区,滴水点Mg/Ca比值与月降雨量没有明显一致性变化,但波动区,高值区及低值区均值与月降雨量具有很好的相关性,能够反应外界降雨量变化。并且研究发现,在低值区由于温度和土壤CO2的影响,造成滴水Ca2+、Mg2+在1月份突变性降低,成为年际变化的波谷期。     

贵州纳朵洞洞穴水水文地球化学变化特征及其环境意义

对贵州关岭纳朵洞2012年12月至2014年12月期间,三处滴水(S1、S2、S3)和一处池水(SC)的地球化学指标进行动态监测.结合当地气象资料,分析了观测期间纳朵洞洞穴水水文地球化学季节变化及其对外界气候变化的响应.结果表明,纳朵洞洞穴水的水化学类型主要为HCO_3~--Ca~(2+)型,除每年降水量最大的月份外,滴水和池水长期处于沉积状态;纳朵洞3个滴水点的离子浓度由于岩溶水在洞顶的运移路径和时间不同存在一定差异,池水因受到洞穴混合水和洞穴空气较高CO2浓度的影响,其离子浓度高于滴水且变化幅度偏大;纳朵洞洞穴水地球化学指标具有显著的季节变化规律,可以很好地响应外部气候环境变化;离子浓度对极端气候事件引起的年际间降水变化的响应比较敏感:2013年雨季的Ca~(~(2+))、Mg~(2+)、SO_4~(2-)浓度高且平稳,而2014年雨季其浓度偏低且波动大,不同观测点的响应程度和时间并不一致.     

合浦盆地西部地区地下水水化学特征及形成机制

北海市是地下水支撑社会经济发展的典型滨海城市,研究该区水化学特征及形成机制,对服务水资源科学管理和海岸带生态环境保护具有重要意义.通过北海市合浦盆地西部地区地下水调查、水样采集与分析,综合运用水化学和同位素理论和方法揭示了控制地下水水质的主要水文地球化学过程.结果表明,地下水具有低pH值和低矿化度的显著特征.孔隙水水化学类型以硝酸型水为主,Na⁺和Cl^-浓度沿径流方向明显增加;裂隙水以Ca-HCO₃、 Ca-Cl·HCO₃、 Ca·Na-HCO₃和Na-Cl·HCO₃型为主.地下水受大气降水补给,水文地球化学过程主要受到水岩相互作用、阳离子交换作用和人类活动的综合影响.Na⁺、 K⁺和Cl^-主要来源于蒸发盐岩和硅酸盐岩,Ca²⁺、 Mg²⁺、 HCO₃^-和SO₄^2-     

岩溶洞穴系统CO2迁移特征及其环境耦合关系研究

作为岩溶地下空间特有的窗口,洞穴CO₂通常较高且补给过程复杂,研究洞穴CO₂不仅有利于探明岩溶系统CO₂三相运移过程,对寻找遗漏碳汇也具有积极意义。为了研究不同季节下岩溶洞穴系统各层CO₂变化特征,揭示其迁移路径,进一步探究洞穴系统CO₂来源,对不同季节麻黄洞上覆土壤、洞穴滴水及洞穴空气CO₂进行密集监测,结合数理统计及相关模型对数据进行分析。结果表明:(1)麻黄洞洞穴系统各层CO₂存在雨季高旱季低的季节特征,作为主要补给源,土壤CO₂在各层CO₂变化中发挥重要的作用,通风效应影响洞穴CO₂浓度的变化。(2)pCO_2(H)计算结果表明,麻黄洞内滴水点存在不同的补给过程,除上覆土壤CO₂补给外,还存在表层岩溶带的补给。(3)模型分析表明,麻黄洞洞穴滴水全年均处于脱气状态,使洞内发生沉积,形成洞穴沉积物。分析洞穴系统上各层CO₂运移特征,为寻找遗失碳汇以及岩溶地区碳循环研究提供科学参考。     

永定河上游地表水-地下水水化学特征及其成因分析

永定河上游流域是冀西北重要的水源涵养区和生态屏障区,受气候变化和高强度人类活动影响,径流减少和水环境恶化问题日益突出.深入研究自然和人类活动共同影响下的地表水-地下水水化学特征及其成因,可为区域水资源可持续利用提供科学参考.本研究利用（δ²H和δ¹⁸O）氢氧同位素关系明确地表水和地下水来源,并在此基础上结合数理统计和水文地球化学方法,分析水化学特征及其成因.结果表明,地表水和地下水主要来源于降水.受自然因素及人类活动的共同影响,洋河和桑干河流域水化学类型差异显著.整体上,地表水离子浓度表现为：桑干河>洋河.桑干河流域地表水主要阳离子为Na⁺,主要阴离子为Cl^-和SO₄^2-,且水化学类型多样;洋河流域地表水主要阴阳离子分别为HCO₃^-和Ca²⁺,水化学类型分布相对集中.影响地表水水化学的自然因素主要为矿物溶解和蒸发,但人类活动却体现出流域差异,其中桑干河为支流的工业废水排放,而洋河流域为农业生产和城市.然而,由工业废水排放和酸雨输入导致的地表水Cl^-和SO₄^2-浓度持续增加,是地表水资源可持续利用的限制因素.因此,未来桑干河流域地表水资源利用要综合考虑总盐分和水化学组成的影响,而洋河流域主要考虑总盐分的影响.因地制宜地进行地表水资源利用,是永定河上游水资源可持续利用和恢复地下水位行之有效的措施.     

淮南煤矿区地表水和地下水水化学特征及控制因素

为厘清淮南矿区地表水和地下水水化学特征和控制因素,采集115组地下水和30组地表水样品,基于数理统计、 Piper三线图、 Gibbs图、矿物稳定场图和离子比例系数等方法,分析了淮南煤矿区地表水和地下水的水文地球化学特征,研究了其水化学特征演变规律.结果表明,淮南煤矿区地下水和地表水呈弱碱性,地表水和地下水中优势阴阳离子为HCO^-₃、 Ca⁺和Na⁺.HCO₃-Ca型和HCO₃-Ca·Na·Mg型为地表水和地下水的主要水化学类型.地下水和地表水的水化学特征主要受岩石风化作用控制,阳离子交替吸附和蒸发对其有一定的促进作用.水岩作用以硅酸盐和碳酸盐矿物的溶解为主,碳酸盐岩的溶解制约Ca²⁺、 Mg²⁺和HCO^-₃等离子的变化.地表水和地下水中Cl^-、 SO₄^2-、 NO^-₃     

海南岛北部剥蚀平原区浅层地下水水化学特征的形成与演化

海南岛北部剥蚀平原区浅层地下水是区域内重要的供水来源,同时作为区域地下水重要的补给区和径流区,对整个琼北地区地下水水化学特征的形成与演化具有重要意义.以龙门地区浅层地下水为研究对象,结合水文地质条件并应用多元统计、水化学和同位素地球化学分析方法,对影响该地区浅层地下水水化学特征的主要控制因素和演化过程进行了分析.结果表...     

重庆雪玉洞洞穴滴水水文地球化学时空变化特征及其环境意义

为揭示不同类型的洞穴滴水水文地球化学指标季节变化特征及其对外界气候变化的响应机制,从2015年3月至2017年3月对重庆丰都雪玉洞内的4处滴水点的地球化学指标进行两年的动态监测,结果表明,4个滴水点的水化学类型主要为HCO_3~--Ca~(2+)型,且常年处于沉积状态,但不同类型的滴水点在滴量及离子浓度方面差异明显;受制于基岩溶蚀作用、稀释作用、先期沉积作用(PCP)等地球化学进程,4个滴水点的Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-、EC、pH、pCO_2、SIc等地球化学指标具有显著的季节变化规律,可以很好地响应外部气候环境变化;不同类型滴水点的Mg/Ca比变化规律并不一致,这与每个滴水点的运移路径不同及PCP强度不同有关;4个滴水点的δ~(13)C_(DIC)受到土壤CO_2浓度及水动力条件的影响,与外界气温降水量均表现出一定的相关性,但在以管道流为主的滴水点中,δ~(13)C_(DIC)往往在短时间尺度上表现出雨量效应.     

郯庐断裂带(安徽段)浅层地下水水化学特征、控制因素及水质评价

为研究郯庐断裂带（安徽段）地下水的水化学特征、控制因素和地下水质量.在郯庐断裂带周边的江淮波状平原区、沿江丘陵平原区和皖西山地共采集了86组地下水,综合运用描述性统计、Piper图、Gibbs图、离子比例分析、饱和指数、氯碱指数和熵权水质指数（EWQI）等方法,开展了地下水的水化学特征及控制因素研究,评价了地下水的质量.结果表明,郯庐断裂带（安徽段）周边浅层地下水呈弱碱性,地下水化学类型以HCO₃-Ca·Mg和HCO₃-Na·Ca型为主.水岩相互作用控制地下水化学组分的形成,硅酸盐岩和碳酸盐岩风化作用控制了地下水化学组分的形成.强烈的阳离子交替吸附作用是引起Na⁺富集的重要因素.研究区地下水整体质量较好,但受到一定程度人类活动的污染,江淮波状平原和沿江丘陵平原大部分地下水不适合直接饮用.研究结果对郯庐断裂带（安徽段）周边浅层地下水资源可持续开发利用和环境保护具有重要意义.     

贵州盘县平关镇仙人洞测量及成因探讨

实地测量了贵州盘县平关镇仙人洞双层水平洞穴系统,绘制了洞穴三相图,洞穴Ⅰ和洞穴Ⅱ长度为123m和85m。依据测量结果及区域地貌对该洞穴系统的成因及演化过程进行了综合分析,认为在岩层裂隙和节理不发育的情况下,岩溶水相对孤立,不存在统一的地下水面,岩层走向控制岩溶洞穴走向的发育。该水平洞穴系统不是早期小河的通道,其排泄区位于北部的沈家河,区域内早期未发生河流袭夺现象。依据洞穴通道特征认为该洞穴系统发育经历了深潜时期、渗流时期、干燥时期。     

岩溶地基土洞稳定性评价中坍塌平衡法的改进与应用

本文对岩溶地基土洞稳定性评价方法中的坍塌平衡法多层计算情况进行了改进和编程,并通过黄石冶钢地区岩溶实例的数值模拟验证,取得了较为理想的效果.     

贵州开阳地区富硒地层及风化土壤地球化学特征

通过对开阳地层和土壤调查,发现灯影组、牛蹄塘组等地层富集硒元素,由其风化而来的土壤也富硒。富硒地层同时还富集Mo、As、Cd、Sb、Ba、Co、Ni、Tl、V、Zn等元素,而相对缺Ag、Bi、Cr、Ga、Rb、Sr、Ta、Zr等元素;富硒地层风化形成的土壤中As、Ba、Cd、Co、Mo、Ni、Sb、Se、Tl等元素对基岩有明显的继承而富集;Pb元素则在基岩风化过程中流失而亏损;Cu、Sc、V、Zn元素在基岩风化后明显富集;而Ni、Co、Cd则具有对基岩的继承和后期风化富集的双重特征。研究表明该地区硒的富集是热水沉积、深部物质沿白马洞深大断裂迁移、热卤水的迁移混合,铀矿化以及大量硫化物的存在共同作用的结果。开阳富硒地层及风化土壤中稀土元素总量∑REE为66.61～609.13×10-6,LREE/HREE比值为1.17～5.40,(La/Yb)N=5.08～15.72>1,REE分布模式为右倾型,轻稀土段右倾明显,(La/Sm)N=1.43～7.44>1,为LREE富集型,重稀土段则相对平缓,(Tb/Yb)N=1.01～2.39。通过对微量、稀土元素的分析表明,富硒的黑色岩系形成于缺氧条件下的低温热水沉积环境。     

贵州从江县大融砖厂新元古界浅变质岩现代风化壳剖面中微量元素分布特征与相关性分析

前人对贵州第四纪碳酸盐岩风化壳红粘土已经进行大量的地球化学研究,但贵州东部大片的新元古界浅变质岩分布区第四纪风化壳地球化学至今尚未被研究。作者以从江大融砖厂新元古界浅变质岩风化壳为研究对象,对该系统的微量元素分布状况进行研究,发现风化壳剖面具有与碳酸盐岩风化红粘土类似的特征,即上部发育褐铁矿层,底部富集Mn、Co、Mo、Cd、Cs、Ba、Tl、Pb等元素,pH值的增加对多种微量元素沉淀富集起至关重要的作用。母岩微量元素含量背景值低及岩石节理发育可能是研究剖面微量元素含量整体表现为亏损特征的主要原因。利用SPSS软件对大融砖厂风化剖面土壤中各种微量元素进行R型聚类分析,根据其相关性大小划分为四类。在聚类过程中,突出地表现出一条原则,即为表生环境中地球化学活动性相似的元素往往归为一类。     

辽南棕壤剖面化学元素分异特征研究

研究土壤中植物生长必需营养元素含量,对植物正常生长发育具有十分重要的意义.以辽南丘陵区熊岳、山前冲积平原区牧城驿两个地区的棕壤剖面为研究对象,采用野外土样采集和室内实验测试分析相结合的研究方法,对每一剖面不同发生层营养元素的分异特征进行测试研究.结果表明:辽南棕壤剖面不同发生层中大量营养元素,虽然各有差异,但均具有不同程度的变异性.     

基于模糊综合评判的贵州省水资源安全评价研究

为了准确把握目前贵州省水资源安全所处状态,文章从综合效益、水资源利用效率、水资源保护、管理水平、水资源可持续性5个方面23个指标建立了评价体系,并利用模糊综合评判方法,对贵州省水资源安全进行了综合评价。评价结果表明,贵州省现阶段水资源安全状态处在亚安全等级,综合效益不高、水资源利用效率低下以及水资源管理水平落后等因素制约了全省水资源的可持续发展。     

近地表土壤水分条件对坡面农业非点源污染物运移的影响

采用人工模拟降雨实验,研究了近地表土壤水分条件,尤其是土壤水分饱和条件对土壤侵蚀过程中农业非点源污染物运移的影响.结果表明,前期近地表土壤水分条件对土壤侵蚀过程中农业非点源污染物的迁移有着很大影响.饱和含水量时径流及泥沙中非点源污染物的流失浓度和流失量大于非饱和含水量,且前期近地表土壤含水量越大,径流及泥沙中农业非点源污染物的流失浓度和流失量越大.土壤氮素的主要流失途径是降雨所产生的径流,约占总流失量的90.4%～99.8%;土壤磷素的流失途径是降雨径流和侵蚀产沙,分别占总流失量的2.67%～23.5%和76.5%～97.3%.同时,土壤质地对磷素养分的流失有很大影响,杨凌土随泥沙流失的DP浓度和流失量均大于安塞黄绵土.最后,提出了采取最佳管理措施等控制农业非点源污染的针对性建议.     

甘肃省水土流失的原因分析及治理对策研究

水土流失是世界性的生态灾害,甘肃省的水土流失已成为阻碍农业和经济发展的关键因素,本文通过对甘肃省水土流失的原因分析,提出相应的治理对策,认为首先要解决好人的问题,其次要采取经济手段和进行流域综合治理。     

重庆酸雨地区森林生态系统土壤、植被与地表水现状分析

酸沉降现象在重庆已成为一个严重的长期环境污染问题，本文根据东亚酸雨监测网土壤、植被监测技术规范的方法-研究了酸沉降对森林生态系统土壤、地表水以及植被的影响和危害。通过对土壤的分析：3个采样点的土壤pH值较低，这可能与大气S和N的输入有关，导致了土壤酸化。而南山采样点的盐基饱和度(BS)均值少于10％，盐基离子交换量(CEC)也较低．土壤中Al^3 浓度相对较高，土壤中C／N较低，南山可能存在土壤酸度增加的危险，以及土壤中Al浓度增高并伴有S或N沉降增加的危险。对地表水分析结果表明，南山采样点地表水的酸中和能力(ANC)较大，但是该采样点土壤剖面的盐基饱和度并不高，由此可推测该地表水可能是经由盐基离子丰富的土壤或岩石径流而来。通过对植被的分析，酸雨可能对杉木和柳杉这两种酸敏感性植物有一定的危害作用。