长白山天池水循环条件分析与水量平衡计算

长白山天池区是松花江、鸭绿江、图们江的发源地,也是全国著名的旅游胜地。研究结合天池区地形地貌条件以及特殊的地质岩性和环状-放射状断裂构造特征,分析了天池水循环条件和水动力特征,明确了环状断裂构造的水力“消峰”作用和放射状断裂的导水作用,论证了天池补给区的地下水分水岭外扩的可能性。在天池区水循环与水动力条件分析的基础上,基于天池区2003—2020年气象水文监测数据,利用水均衡法对天池水量平衡进行了计算分析,结果显示,天池区的降水条件可以维持天池的水量平衡,距离环天池地表分水岭外侧高程850~2200 m范围内的大气降水可以维持天池年排泄量3600万m^(3)的水量平衡,水量平衡区对应的地表高程平均高于天池水面(2189.7 m)约125 m。

深循环地下水补给长白山天池的水量平衡分析

采用水量平衡方法研究天池集水区以外海拔高于天池水位地区是否能形成地下水补给到天池,通过对8个流域的水量平衡分析,发现天池周边流域的水量出现了较大的不平衡,多年平均的总排泄量大于降水量,外源水对研究区的年补给量达到23.25亿m3。研究表明补给天池的地下水不可能来自于天池集水区以外长白山降水的入渗补给。由于天池周边1 300 km范围内没有海拔高于天池水位的高原地区,据此推断,天池接受远源地下水补给,考虑到补给区存在强渗漏与同位素特征,推测补给天池的地下水来自于西藏高原河流的渗漏,地下水以一种特殊深循环方式完成了补给、径流与排泄过程。

长白山聚龙泉温泉地温梯度和热流的估算

本项研究在野外完成了长白山聚龙泉温泉的测温测流工作;采集了相应的温泉水样,对水样进行了常规分析,获得了K^+、Na^+、Ca^(2+)、Mg^(2+)、SO_4^(2-)、HCO_3^-、SiO_2等组分结果。选取了4个温泉水样作为计算长白山聚龙泉温泉的热储的基本数据;使用玉髓温标公式初步计算了温泉热储的温度;根据Donaldson的管状模型,热流体的对流传输模型和无量刚的温度参数(由热储温度,地表泉口温度和地表平均气温计算)—涌水流量曲线的方法,参考了Rybach(1987)的一组曲线,估算了热水的循环深度(即热储深度);使用地表温度、热储温度和热储深度,由热传导方程得到了长白山聚龙泉温泉地区的地温梯度,估算了该地区的热流。

地下水深循环研究进展

对自然界中地下水深循环的研究进展进行了综述。西藏内流区的湖泊与河流存在渗漏,水量呈现出巨大的不平衡,估算每年通过渗漏流出西藏高原的地下水超过了1 000亿m3;与此同时,中国北方的地下水也呈现出极大的不平衡,降水量较少的火山与裂谷地区有大量的泉水涌出形成了河流与湖泊,内蒙古高原与东北地区的河流与湖泊在北东方向上呈现出串珠状的分布。通过对长白山天池地下水补给源区的各项分析确定,补给天池的地下水来自于外源水,能够同时满足补给源区高程、降水同位素、渗漏等特征条件的地区只有西藏内流区。北方地下水中的锶、氦同位素特征关系揭示了深循环地下水与地幔玄武岩等发生了水岩反应。贝加尔与山西裂谷地区中地壳高导低速层可能是深循环地下水的导水通道,玄武岩孔洞构成了导水构造。深循环水在火山及裂谷附近向地表排泄形成河流与湖泊,河流源头附近的地温梯度偏低。西藏内流区的渗漏水通过深循环方式补给内蒙古高原、鄂尔多斯、阿拉善、华北平原、东北平原、贝加尔湖、东海、南海等地区,地下水的年龄自西向东呈增加趋势,一般在20-40 a之间。

长白山小天池极北鲵种群再引入的初步观察与分析

通过调查，已知极北鲵在长白山高山带的主要栖息地小天池已处于绝迹状态．为促进小天池极北鲵种群的恢复重建，于2008年6月中旬首次实施了极北鲵种群的再引入，共引入卵袋6个，蝌蚪约2000尾．观察结果表明，投放的卵能够正常完成孵化，蝌蚪能够正常生长、存活直至完成变态，说明再引入种群对所引入的水环境具有一定的适应能力．至2008年9月中旬完成变态的近3个月时间里，其体长共增长了约30～35mm，完成变态时体长达到41～46mm．至变态末期有死亡个体出现，占当次观察总个体数的16．7％以下．我们对种群潜在的致危因素进行了分析，认为深入了解并去除这些致危因素，是种群成功恢复的重要前提条件之一．

长白山天池水系常量离子和氢氧同位素地球化学示踪

采集天池火山区的温泉水、地下水和地表水,进行了常量离子和氢氧同位素指标测试,进行了水体来源分析。结果发现：1水体的氢氧同位素数据表明各类水体均来源于大气降水;2温泉水的氚含量指示其年龄为50~60年;3各类水体中离子含量和氚含量的变化特征表明天池火山区的温泉水主要汇入天池水和北坡水系之中,仅有少量进入西坡和南坡水系,天池火山区地下水呈现出由南向北运移的特点。

应用层次分析法进行长白山天池泥石流危险度研究

以长白山天池泥石流为例,用层次分析法建立了层次结构模型,确定成对比较矩阵,计算权向量,进行一致性检验,从而为泥石流的预警和治理提供了依据。

长白山天池瀑布附近地质灾害

垂挂在长白山天池出口的长白瀑布是长白山名胜佳景之一,其西侧的悬壁羊肠小道是通往天池水面的必经之路,其东侧的悬崖峭壁和崎曲山脊与天文峰相连,其下方的温泉群常年热气缭绕引人入胜……。这些奇观险境如今都处于强烈风化剥蚀和重力作用之下。特别是节理和层理发育的岩层及风化壳,在冰冻、雪蚀、风雨的寒暑酷凿下,易发生垮塌、滑坡、泥石流等灾害。研究这些地质灾害与自然景观的保护颇具现实意义。