下牙谷地岩溶内涝成因分析与治理工程方案设计

广西凤山县金牙乡下牙谷地内涝是当地危害最严重的岩溶内涝灾害之一,连续高强度降雨、封闭的地形地貌条件以及地下河管道排水不畅等是该地区岩溶内涝形成的主要原因。在综合考虑该地区具体的地形地貌和岩溶水文地质条件的基础上,提出了利用排水明涵及隧洞工程对地下河进行疏导并与上游地表水分流隧洞工程相结合的岩溶内涝灾害综合治理工程方案,其中排水明涵及隧洞工程长约500m,分流隧洞工程长约8.5km,并采用相关规范标准对排水明涵及隧洞的排水量和断面进行了初步设计,可为该地区岩溶内涝灾害治理提供依据。     

山西阳泉寺平安热矿水的水文地球化学特征及成因分析

寺平安热矿水区位于山西省阳泉市盂县梁家寨乡寺平安村滹沱河岸边,主要接受大气降水入渗补给,在张扭性断裂导水和压扭性断裂阻水的共同作用下,经深循环增温后出露地表形成热矿水。借助水化学和同位素技术对寺平安热矿水的水文地球化学特征进行分析,并探讨了热矿水的成因机制。结果表明:寺平安热矿水的水温为44~62℃,矿化度为770~890mg/L,总流量大于20L/s;热矿水的阳离子以Na+、Ca2+、K+、Mg2+为主,阴离子以Cl-、SO2-4、HCO-3、NO-3、F-为主,SiO2含量较高,且含有锂、锶、铁、锰、硼、溴等多种微量元素以及镭、铀、钍等放射性元素,氡含量为211~349埃曼/L,属中低温Cl·SO4-Na型热矿水;根据SiO2温标计算该热矿水的热储温度为111℃,循环深度为4 488m,循环时间大于50年。该研究结果可为热矿水的合理开发利用与保护提供科学依据。     

人类活动对漓江地表水体水-岩作用的影响

人类活动对流域水质的影响受到越来越多的关注.为探讨人类活动对岩溶地表水体水-岩作用的影响,以受农业、工业、旅游业活动及城市发展综合影响的漓江流域为研究对象,于2016年7~11月采集河水样,分析水化学和δ~(13)C_(DIC)数据.结果表明:(1)漓江水化学类型为HCO_3-Ca.在阴离子成分中,SO_4~2和NO_3~-仅次于HCO_3~-,并且在漓江桂林至阳朔段,因城市及城镇分布密集,旅游业发达,浓度较高.(2)[Ca~(2+)+Mg~(2+)]/[HCO_3~-]当量比值在1.01~1.51之间,[Ca~(2+)+Mg~(2+)]/[SO_4~(2-)+NO_3~-+HCO_3~-]比值在0.85~1.12之间,说明硫酸、硝酸参与了水-岩作用.(3)碳酸溶蚀碳酸盐岩的比例平均为75.89%.硫酸和硝酸溶蚀碳酸盐岩的比例平均为24.11%.硝酸、硫酸溶蚀碳酸盐岩的能力多雨期强于少雨期.此外,硫酸和硝酸溶蚀碳酸盐岩的比例从上游到下游呈波动增大趋势,最高值出现于灵川县城,最低出现于漓江上游的华江.(4)碳酸风化碳酸盐岩对HCO_3~-的贡献最大,平均为83.58%;其次为硫酸和硝酸风化碳酸盐岩,平均为14.24%;碳酸风化硅酸盐岩对HCO_3~-的贡献最小,平均为2.18%,华江和峡背碳酸风化硅酸盐岩对HCO_3~-的贡献较其他点突出,这与流域地质背景相符合.(5)δ~(13)C_(DIC)值介于-11.95‰~-7.61‰之间;通过端元混合模型估算的δ~(13)C_(DIC-rock)介于-14.24‰~-7.23‰之间.多雨期δ~(13)C_(DIC)值与δ~(13)C_(DIC-rock)值比较接近,少雨期δ~(13)C_(DIC)值明显重于δ~(13)C_(DIC-rock).δ~(13)C_(DIC)与δ~(13)C_(DIC-rock)之间存在一定差异,是由于受到水生植物光合作用的影响.     

岩溶关键带微量元素运移的时空变化:以豫西鸡冠洞为例

为探索岩溶关键带元素运移时空变化特征及过程,自2009年10月至2015年5月对我国北方典型岩溶关键带——河南西部鸡冠洞相互作用带中各组分(大气降水、土壤、基岩、洞穴滴水、洞穴现代沉积物)进行了连续定点监测及取样分析,共获得650个实验数据.对比了Ca、Mg、Ba、Sr、δ~(13)C及元素比值在不同组分中的变化情况及运移规律.结果表明:(1)土壤与基岩是滴水的主要物质来源,Mg、Ba、Sr符合"土壤-基岩"二元物源模型,但各自所占比例并不相同.(2)在空间上,洞穴系统相互作用带中各元素迁移相互联系.滴水继承了土壤及基岩的信号,现代沉积物又能延续滴水各元素的信息.元素在土壤纵剖面中表现出了明显的淋溶和淀积作用,最下层土壤较好地继承了基岩中微量元素的信息.(3)在时间上,洞穴系统相互作用带中各元素迁移复杂多变.土壤及滴水受降水淋滤作用影响皆表现明显的季节差异,然在岩溶水运移路径、PCP作用、极端干旱和年降水雨型的影响下,滴水元素浓度旱、雨季差异明显较土壤小.而PCP作用及元素选择性淋滤等因素又改变了沉积物中元素对滴水元素的延续特性.     

四川红层浅层风化带裂隙水水化学特征的聚类分析

四川红层盆地浅层风化带裂隙水是区内分布最为广泛和目前开采最多的浅层地下水类型,本文通过对大量控制性水样分析结果进行聚类分析,探讨了该地区浅层风化带裂隙水的水化学成分特征及其分布规律,结果表明区内91%以上的浅层风化带裂隙水为HCO3-型淡水,主要分布在中部方山丘陵小区、南部台状低山丘陵小区和东部侵蚀构造平行岭谷低山丘陵小区。该研究可为开发利用浅层地下水提供地学依据。     

开封凹陷区地热水水化学特征及同位素分析

在分析开封凹陷区地热地质条件的基础上,利用水化学资料对凹陷区内地下热水的水化学组分特征进行了分析,并对其地热水进行了医疗热矿水质量评价;同时,利用大气降水和地热水稳定同位素资料,确定了凹陷区内热储层中地热水的来源为区外的西部山区的大气降水,利用地热水放射性同位素资料估算了凹陷区地热水的年龄,并据此得出各热储层间无明显的水力联系。该研究成果可为开封凹陷区地热流体的合理开发利用提供依据。     

后寨河流域岩溶含水层脆弱性及其对土地利用方式的响应

由于强烈的溶蚀作用,岩溶地区溶蚀裂隙、管道等高度发育,并相互贯通,形成岩溶区特有的地下、地表“双层空间”结构体系,地下空间成为地下水存储和运移的重要场所。岩溶地区由于土层浅薄或缺失,并且溶蚀裂隙、管道、落水洞、竖井等高度发育,使含水层更易受地表状况的影响,土地利用/覆被变化在很大程度上影响着地下水的水质、水量,岩溶水质的变化能集中反映人类活动胁迫下岩溶含水层脆弱性程度的增加。以典型岩溶单元--贵州普定后寨河流域为例,分析了流域水文地质背景下的岩溶含水层本质脆弱性,结合流域地下河水近20年的水化学资料,分析了含水层脆弱性对土地利用变化的响应。结果显示：土地利用/覆被变化、农业活动、城镇建设及居民活动都对地下水质变化有明显影响。因此,调整土地利用结构,恢复岩溶植被,改善生态环境是保护和改善岩溶水资源的重要途径。     

腾冲热海热泉水化学组分来源及其形成机制探讨

热海地热田是腾冲水热活动最强烈的地区,广泛分布各种沸泉、热泉、温泉、喷气孔、喷气地面和泉华。本文对腾冲热海13个热泉的水化学组分进行R型聚类分析,并将聚类结果分为A、B两大类:A类包括Cl、K、Na、Li、Rb、B、Cs、F、SiO2和As,它们是热海温泉群主要的矿物质成分,其中Cl、B和As主要来源于岩浆脱气作用,Li、Na、K、Rb、Cs和SiO2主要来源于地热流体与围岩之间的水-岩相互作用,F的来源与岩浆脱气和水-岩相互作用都有关;B类包括Ca、Mg、Sr和SO2-4,主要来源于浅层冷水的混合。此外,结合热海热泉水的水化学特征分析,探讨了大滚锅、老滚锅、鼓鸣泉、眼睛泉、怀胎井、无名泉3及两个酸性泉(珍珠泉和地热体验区)的形成机制,并提出了热海地热系统热泉形成机制的概念模型。     

坡心地下河流域岩溶内涝成因分析与防治对策

广西凤山县坡心地下河流域岩溶内涝问题突出,内涝具有分布面广、周期性、群发性、治理难度大等特点。本文在分析坡心地下河流域岩溶内涝现状及其特征的基础上,对该流域岩溶内涝的成因进行了分析,结果表明连续高强度降雨、封闭的地形地貌条件、包容式岩溶结构及地下河管道排水不畅等是该流域岩溶内涝形成的主要原因,并针对该流域岩溶内涝的特点,提出了有针对性的防治对策和措施,对指导当地岩溶内涝的综合治理具有重要借鉴作用。     

广西五里峡水库夏季溶解无机碳行为的初步研究

为更加清晰地认识无机碳在岩溶水库水体中的循环转化过程,2013年7月初对位于岩溶区的广西五里峡水库沿流程方向不同地点不同深度水体进行现场监测.结果表明:1研究区水体水化学主要受碳酸盐平衡体系控制,水化学类型为HCO3-Ca+Mg型.2水体溶解无机碳(dissolved inorganic carbon,DIC)含量及其同位素组成δ13CDIC分布特征:沿流程方向从库尾到坝前同一深度不同取样点DIC含量呈减小趋势(DIC(平均):1.03～0.78 mmol·L-1),δ13CDIC则逐渐变重(δ13CDIC(平均):-10.21‰～-6.62‰).沿垂直方向从表层向库底DIC含量呈增加趋势(DIC(平均):0.86～1.05 mmol·L-1),δ13CDIC则逐渐变轻(δ13CDIC(平均):-7.88‰～-13.39‰).分析认为:1碳酸盐岩溶解沉淀过程对研究区水体DIC含量及δ13CDIC的影响有限或被其它过程平抑.2研究区水体存在热分层现象,其通过影响水库不同部位、不同深度水生生物新陈代谢的方向及强度、有机质分解强度等对水体DIC及δ13CDIC产生影响,使之出现前述变化趋势.