气候变化下长江源土壤水时空演化及其环境响应

气候变化下,长江源区生态环境和水文循环出现了显著改变。土壤水是水文循环的重要组成部分,正确认识土壤水时空分布规律及其环境响应机制是深入理解长江源区水文循环和生态环境变化的基础。以地面原位观测数据为基础,利用欧洲航天局最新开发的长时间序列和多传感器组合的全球土壤体积含水量数据集(ESA CCI SM V07.1)揭示了长江源区地表土壤水的时空演化规律,探讨了构造作用和冻土类型对土壤水的影响机制。结果表明:(1)长江源地表土壤体积含水量主要集中在0.15~0.20 m^(3)/m^(3)之间,在6—10月处于全年最高值;(2)在垂向上,由表层到深部土壤体积含水量主要呈现出增大-减小-稳定趋势,深部土壤水相对表层有明显的滞后特征,滞后时间一般为1~2个月;(3)在平面上,地表土壤体积含水量整体呈现东南高,并向西北逐渐递减的趋势。越临近构造断裂带,土壤体积含水量越低,且随深度增加呈现出一定的加剧趋势;(4)多年冻土区的地表土壤体积含水量相比邻近区域的季节性冻土区域高,季节性冻土区的地表土壤体积含水量波动变化幅度小于多年冻土区;(5)近40 a来,地表冻土有逐渐融化趋势,2000年后冻土融化加剧,地表土壤体积含水量增加明显。研究成果对于深入理解长江源区水文循环和生态环境的变化具有重要理论意义,可为长江源区水文循环和水资源管理提供参考依据。

综合物探法在贵州中部某变质岩区地热勘探中的应用

结合地质、水文地质调查,运用综合物探法在贵州中部变质岩区老坟嘴乡进行地热资源勘探。通过地温测量,确定区域内地温背景值及地温异常分布特征,且与放射性α卡法解释结果相吻合;电阻率法确定区内断裂性质及断层破碎带的分布;瞬变电磁法配合电阻率法进一步查明区内断层性质,确定控制地热水的断层破碎带。根据综合物探法推断结果,成功钻探出地下热水,为在贵州变质岩区地热勘探提供了地质依据。

缅甸其培电站坝址断裂带气体地球化学特征及工程应用

依据气体化学组分和同位素组成分析,结合水文地质资料,分析了缅甸其培电站坝址钻孔随承压水逸出的气体、平硐揭露的断裂带气体的地球化学特征,并探讨其形成和对工程的影响。研究结果表明:坝址断裂带气体有CO2型和N2型2类,以CO2为主的气体中CO2的摩尔分数为89.37%～98.83%,N2的摩尔分数为0.7%～10.42%;含有微量的甲烷,摩尔分数为0.2%～0.47%。CO2的δ13 CV-PDB=-4.947‰～-5.387‰,δ18 OV-PDB=3.364‰～3.613‰,CO2为深部幔源无机成因。δ15 N值在-0.082‰～7.263‰之间,变化范围较大,有浅部生物成因气体混入。CO2气体形成于深部,沿断裂带运移,在浅部与承压水混合,主要在河床逸出。深部起源的CO2气体是恩梅开江断裂在坝址的地质活动性的显示。河床是气体逸出的主要部位,气体产出量大,对坝址工程处置有较大影响。

川南红层地区地下水赋存环境及水化学特征分析——以宜宾市屏山县为例

在对宜宾市屏山县地区地下水水文地质调查的基础上,对屏山地区地层分布、构造及含水特征等地下水赋存环境进行了研究,将地下水分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、碎屑岩类孔隙裂隙层间水和碳酸盐类裂隙溶洞水;通过分析研究区122组水质样品的水化学特征,结合Piper三线图,建立了地下水类型空间分布图;在此基础上,利用相关性分析、主成分分析和离子比例系数分析,解释了地下水的控制性影响因素,揭示了屏山地区地下水化学空间分布特征及成因规律。结果表明:屏山地下水类型主要以HCO_3^--Ca^(2+)、HCO_3^-·SO_4^(2-)-Ca^(2+)、HCO_3^--Ca^(2+)·Mg^(2+)和HCO_3^-·SO_4^(2-)-Ca^(2+)·Mg^(2+)型为主,主要受到地层岩性的溶滤作用和大气降雨的影响,对指导川南地区地下水开发利用规划具有重要的现实意义。

乌蒙山昭通地区玄武岩地下水赋存规律及开发利用

乌蒙山区是新一轮扶贫开发攻坚的主战场之一,其中昭通地区长久以来面临取水难、用水难的问题。通过地面调查、水文地质试验、测试分析等综合研究手段,查明了该地区峨眉山玄武岩分布面积仅次于可溶岩,占21.52%,以面状覆盖和条带展布两大特征出露,裂隙的发育和较平缓的地形地貌条件为地下水的富集提供了良好基础,泉点数量多、分布广且水质总体良好,III类及以上地下水达到89.29%,适宜生活饮用,对于农户居住分散的地区具有重要意义。研究成果为指导地方寻找优质饮用水源,解决乌蒙山连片贫困缺水区吃水难题提供依据。

乌蒙山地区岩溶地下水流系统结构及其找水应用

为推动乌蒙山贫困缺水区生态环境建设、地下水资源合理利用,以昭通市作为重点调查区,基于地质调查、泉流量统计、水质检测,展开岩溶地下水富集规律及物探找水方法的研究。结果表明:①研究区岩溶地下水系统以条带岭谷型、埋藏型为主。条带岭谷型岩溶地下水系统以现代岩溶为主,目标含水层多、发育深度有限、岩溶发育及富水程度差异大,富水块段为背斜核部及两翼、向斜核部、断层影响带;埋藏型岩溶地下水系统以古岩溶为主,目标含水层单一、发育深度较深且极不均匀,富水块段为断陷谷盆埋藏的古岩溶。②地下水化学类型以HCO_(3)型、HCO_(3)·SO_(4)型为主,条带岭谷型、埋藏型岩溶水分别占96.73%,92.93%,水质总体较好,综合水质评价Ⅰ~Ⅲ类水占比分别为80.84%,64.41%。③建议对>50 L/s大泉进行提引、丰储冬用,对富水块段进行综合物探探测和钻探验证的方法找水。④综合物探找水方法:先通过高密度电法、联合剖面法查明岩溶破碎带及断层,再激电测深确定极化率高的含水层,最后综合测井和钻孔揭露确定具体出水段及涌水量,找水成功率为86.67%,适用于条带岭谷型及浅埋岩溶地下水。

多种物探方法在“红层”找水中的应用

“红层”在地质学上多指在侏罗纪—白垩纪时期形成的陆相砂泥岩地层,在风化作用的影响下,“红层”岩层裂隙不发育,地下水不易储存,地下水资源匮乏。在“红层”地区找水,以往主要采用的是高密度电法、激电测深、综合测井等物探方法,而上述的方法都具有一定的局限性,如何充分地利用多种物探方法解决“红层”找水问题成为关键。通过三种方法与含水层之间的关系,结合抽水试验数据,研究表明在“红层”地区利用高密度电阻率法和激电测深法两种方法结合勘查地下水资源是有效可行的;结合不同含水条件下的物性参数差异,确定了本工区的含水层的多种物探方法物性参数之间的关系。这里通过研究物探方法与含水层之间的关系,提出针对本区块“红层”地区找水物探方法系列的优化方案,给“红层”地区找水提供一定的参考价值。

西南缺水区地下水水量、水质空间分异特征及成因分析——以乌蒙山片区金沙江干流绥江—屏山段为例

乌蒙山区地下水资源匮乏且时空分布不均,居民长久以来面临取用水难题。目前该区对于地下水富集规律及成因的研究较为成熟,但是没有与地下水水质评价结果及超标指标成因分析有效结合在一起,缺乏综合分析与实践检验。本研究以金沙江干流绥江—屏山段为研究区,基于地下水资源量统计分析、地下水质量评价结果,利用数理统计、Piper三线图、Gibbs图等分析区域地下水缺水类型、水化学演化规律及空间分布特征,并结合土样、岩样、水样各指标的相关性分析及土壤EF计算,分析区域地下水超标因子来源。研究表明:(1)碎屑岩区地下水分布分散、流量小、数量多,为资源型缺水区;碳酸盐岩区地下水分布集中、流量大、数量小,为工程型缺水。(2)区内水—岩作用整体偏弱,以低矿化度的HCO_(3)型地下水为主,占81.57%,分布于山地地区,接收大气降雨补给后就近排泄;HCO_(3)·SO_(4)型、SO_(4)型地下水分别占17.69%、0.74%,分布于河谷两侧、金沙江两岸。(3)地下水各组分大多为I、II类水,NO_(3)-源于农业、生活污水,为主要超标因子,其次为Al、Fe,因地层中背景值较高。(4)建议区域地下水开发利用方式为地表水直接引用、碎屑岩区分散引用、岩溶泉集中引水、民井抽提、钻孔探采。本研究为乌蒙山连片贫困缺水区服务群众饮水安全和地下水资源合理利用提供理论依据。

乌蒙山区典型富水型背斜泉群成因机理研究——以绥江县新滩镇银厂村幸福泉为例

乌蒙山区划跨云南、贵州、四川三省,是国家新一轮扶贫开发攻坚战主战场之一,五角堡背斜位于乌蒙山区中部,分布于绥江县五角堡至屏山县楼东一带,背斜周边共出露天然泉点45个,幸福泉位于五角堡背斜北西翼,距离核部2km,枯水季流量141L/s,丰水季流量822L/s,为新滩镇供水水源地。根据前人调查,此泉的成因机理研究主要有两种截然不同的理论,一种为"上升泉理论",一种为"下降泉理论",针对这两种理论,以现场调查、示踪试验及地球物理勘探为依据,对幸福泉成因机理进行深入分析并提出自己的观点,认为幸福泉为岩溶裂隙上升泉,为此后同类富水性背斜泉群的研究及该地区地下水资源的合理开发利用提供科学依据。

南充市石梁乡境内嘉陵江古河道结构探测及沉积演化初探

为研究嘉陵江古河道结构特征及沉积演化,首次采用半航空瞬变电磁法(semi-airborne TEM,SATEM),对南充市石梁乡境内的嘉陵江古河道进行探测,快速获取了第四系松散堆积层“低-高”模式二元电性结构以及三维空间结构模型,结合地质调查、钻探、测井等资料对电性剖面进行标定分析,推断出古河道地层结构主要有W型、U型两种形态,河道中间松散堆积层厚度平均为20m,两端变薄,平均为5m,与实际吻合。结合等值反磁通瞬变电磁法(opposing coils TEM,OCTEM)、钻孔、自然伽马测井、测年等资料综合分析,研究区古河道沉积旋回明显,各阶地堆积层具有典型曲流河相的二元结构特征,河道演化始于早更新世,于中更新世截弯,并伴随地壳抬升,逐渐形成现今古河道。综合运用地球物理勘探、地质调查、钻探、测试等手段,有助于古河道结构及沉积演化研究。

贵州省黄平县浪洞温泉成因探讨

在现场水文地质调查的基础上,测试温泉水化学组成,研究其发育的地质环境和构造特征,分析温泉的形成条件和成因。结果表明该温泉受上塘复背斜和上塘-归龙断层控制,属断裂型温泉,呈带状分布。

四川屏山灯盏窝温泉地球化学特征及成因

对屏山灯盏窝地热水和地下水的化学和同位素分析表明:灯盏窝地热井揭露的两个热储层,三叠系雷口坡组热储埋深623~1 111m,水温39.4℃,TDS含量为15 800mg/l,水化学类型为Cl·SO4-Na型;二叠系栖霞茅口组热储埋深2 040~2 618m,水温78.3℃,TDS含量为450mg/l,水化学类型HCO_3^--Cl·Ca-Na型。雷口坡地热水的δD为-47.5‰,δ^(18)O为-7.7‰,是大气降水与沉积水混合形成;栖霞茅口组热水δD为-64.8‰,δ^(18)O为-10.9‰,来源于大气降水。热水与地下冷水水化学、同位素组成有较大差异,说明经历了比冷水更长的循环深度和不同的成因,深部热水的补给与附近泉水、地表水和金沙江水关系不大,灯盏窝热水发育受五角堡-楼东背斜核、糖房湾穹隆构造控制,该区地热水具有较高的开采利用潜力。