岩溶水库藻源性有机质来源对表层沉积物有机碳矿化过程的影响

岩溶水生环境富含HCO-3,有利于内源藻类发生生物碳泵作用,形成大量藻源有机质沉积到库底。丰富的藻源性有机质在沉积物中发生矿化作用,影响有机质埋藏过程,影响岩溶水生环境碳循环过程和碳汇潜力。为探究藻源性有机质对矿化作用的影响和岩溶水生环境碳循环稳定性的影响,以岩溶地下水补给型水库(广西大龙洞水库)为研究对象,初步分析从上游到下游不同区域藻源有机质对表层沉积物有机质矿化过程的影响。结果表明:大龙洞水库有机质主要来源为内源藻类(20.9%~65%)和外源土壤(11.8%~53.4%)且具有一定的空间差异,水库上游以土壤来源为主,下游以藻类来源为主。大龙洞水库表层沉积物矿化过程在空间上呈现上游潜在矿化量高于下游潜在矿化量,产生差异的主要因素是在岩溶高溶解无机碳水环境中,藻源性有机碳对微生物矿化过程具有抑制性,降低矿化强度。在生物碳泵作用和无机碳保护下,以藻源性来源为主的岩溶水库表层沉积物有机碳潜在埋藏总量略高于岩溶区土壤的潜在埋藏总量,表明岩溶水库沉积物有着稳定的有机成分积累。

岩溶水库水体总有机碳剖面分布特征及影响机制研究

为探究有机碳在深水型水库中的垂向分布特征及影响机制,以西南喀斯特腹地平寨水库为研究对象,在水体热力分层期间和混合期间采集不同点位和不同水层的水样,采用数理统计、相关分析和相对水柱稳定性(RWCS)分析等方法,分析深水型水库热力状况以及水动力差异对总有机碳(TOC)的时空及剖面分布特征的影响。结果表明,在春季、夏季和秋季3个深水采样点均存在温跃层,且温跃层厚度因季节而异;TOC浓度变化范围为0.44~5.65 mg/L,全年均值为2.16±0.99 mg/L,TOC浓度的季节变化特征为夏季>冬季>春季>秋季。平寨水库TOC浓度对水环境的响应存在季节性差异,夏季外源碳素入库,秋季降雨稀释,冬季微生物分解和沉积物再释放以及春季藻类繁殖和生物碳泵效应是导致TOC浓度季节变化的主要原因。不同深水点的TOC浓度及理化因子剖面波动幅度主要受控于3个不同水力特征驱动的水域。RWCS主要影响有机碳等物质的沉降速率,从而导致TOC浓度和理化因子剖面分布的差异。

岩溶水库渗透破坏型渗漏勘察与评价

以重庆市南川区肖家沟水库蓄水多年之后库首右岸发生的岩溶渗漏为例,探讨了岩溶水库长期运行过程中防渗体系因高压渗透破坏产生的岩溶渗漏的勘察与评价方法。通过地质分析、渗漏历史调查、钻孔、水文地质测试、物探及连通试验等方法,查明了水库右岸岩溶渗漏的范围及原因。水库渗漏边界清晰,渗漏范围主要是右岸可溶岩区的630 m高程以上,防渗体渗透破坏是水库产生渗漏主要原因。其渗漏途径一是沿原封堵堵头的薄弱区域或溶洞封堵体周边发生渗透破坏产生新的通道向下游溶洞出口集中的渗出,二是穿过右岸防渗线绕过右岸坝肩后沿岩体溶蚀裂隙或管道汇入下游右岸岸坡溶洞集中的渗出地表。通过此工程实例,提出了岩溶水库防渗体渗透破坏型渗漏的勘察与评价方法,宜以历史资料分析为基础,初判渗漏成因及范围,采用勘探、试验及物探等多种手段进行验证,为防渗处理提供可靠依据。

北方岩溶区地表水库—地下岩溶水库联合决策模型研究

建立了我国北方岩治区地表水库—地下岩溶水库联合决策模型。给出了一个实例，并采用有限单元法进行模拟、预报，对各种不同的建库方案进行了优选。结果表明，在我国北方岩治区，进行地表水库—地下岩溶水库联合决策，将可有效地截取地表洪水，增加地下水开采量，调节地表水与地下水资源，从而为解决我国北方岩治区水资源紧缺问题提供了一条有效途径。

中国北方岩溶区地下岩溶水库-地表水库联合调蓄

从中国北方岩溶水资源环境动力系统特征出发 ,论证北方岩溶区地下岩溶水库地表水库联合调蓄的意义。以济南泉域为例 ,探讨了封闭千佛山断裂 ,开发西郊地下岩溶水库和地表水库联合调蓄 ,以达到保泉供水目的的可行性。结果表明 ,在中国北方岩溶区进行地下岩溶水库地表水库联合调蓄 ,将可有效地截取地表洪水 ,增加地下水开采量 ,调节地下水与地表水资源环境。从而为解决我国北方岩溶水资源紧缺问题提供一条有效途径。

BP神经网络在岩溶水库渗漏评价中的应用

岩溶水库渗漏受众多因素影响 ,对其渗漏量预测一直是水利工作者的研究热点。本文根据非线性理论 ,综合考虑各种地质因素并由此建立了一个神经网络系统。研究结果表明 ,该神经网络模型具有较高的预测精度 ,是可行和实用的。在此基础上 。

地球物理技术在岩溶水库渗漏通道识别中的应用

地下岩溶发育的隐蔽性和不均一性,致使岩溶区病害水库渗漏通道的准确识别问题比较复杂。以云南省文山市小河尾病害水库为例,综合利用大功率充电法与音频大地电磁法对渗漏通道的走向、渗漏带的空间位置进行了探测。结果表明:(1)大功率充电法能准确定位渗漏通道的地表投影,多条不同半径的圆弧型充电测线的异常位置较好地指示了渗漏通道的走向;音频大地电磁法可划分渗漏带的发育规模及深度。(2)测区主要存在2条位于灰岩与硅质岩接触带附近的北东东向渗漏通道,渗漏通道由可溶岩与非可溶岩长期的接触溶蚀作用形成,分水岭组灰岩中岩溶比较发育,渗漏带地下埋深可达约110 m。(3)钻探和帷幕灌浆结果证实了探测成果的可靠性,大功率充电法与音频大地电磁法相结合可以很好地确定渗漏通道的走向以及渗漏带的空间位置,从而指导水库的渗漏治理工作。

俄桠水电站岩溶水库渗漏分析

在岩溶地区建坝,水库渗漏是首要的水库工程地质问题。本文以俄桠水电站岩溶水库为例,分析研究了灰岩岩溶的特点、发育规律,并进行了水库渗漏分析。

模糊综合评判法在岩溶水库渗漏预测中的应用

在影响岩溶水库渗漏的诸因素中,多数是定性指标,某一因素对渗漏的影响往往是模糊的,渗漏程度的界限也是模糊的,因此综合多因素对岩溶水库渗漏进行模糊评判显得尤为必要。运用模糊数学的方法,建立岩溶水库渗漏评价模式,并对云南省宣威市窑上海子水库进行了渗漏预测,以指导该水库下一阶段的勘察及供其他类似项目参考。

广西岩溶水库渗漏分析及防渗技术

传统的防渗加固技术以水泥基材料为主要材料,通过大型地质钻机进行钻孔灌浆。水泥基材料在可灌性、流动性、耐久性等性能方面存在不足,施工装备对环境条件要求较高、对工程扰动破坏较大,成本高进度慢。在广泛搜集广西水库资料,调查水库岩溶渗漏问题的基础上,具体分析引发渗漏的形式和原因,针对不同的渗漏类型提出相应的防渗加固技术。介绍了高聚物注浆防渗加固技术及装备,该技术具有对工程扰动较小、施工快捷、经济实用、耐久性好等优点。

邢台百泉岩溶水库蓄水构造特征分析及功能评价

20世纪80年代以前,邢台百泉是一个天然的泉域系统。80年代以后,随着岩溶地下水开采量大幅度增加,导致泉水断流,地下水位持续下降。使百泉岩溶地下水系统显现出地下水库库容。通过对岩溶地下水库蓄水构造、边界条件及水源补给等地下水库各要素进行分析,对岩溶地下水库的水量调节的功能和作用行评价。为岩溶地下水开采状态下,有效合理利用地下水库库容进行蓄水和调节用水提供科学依据。

岩溶峡谷型水库沉积物磷形态分布及污染评价——以万峰水库为例

开展岩溶峡谷型水库沉积物磷形态分布、影响因素及污染风险研究,对区域水环境治理和水生态系统管理具有重要意义。研究选取典型岩溶峡谷型水库——万峰水库为研究对象,在分析沉积物磷形态分布特征基础上,识别沉积物磷形态空间分异影响因素并进行磷污染评价。结果表明,(1)沉积物总磷(TP)含量为79.37~438.04 mg/kg,无机磷(IP)占比为73.26%~78.84%,IP是沉积物磷的主要赋存形态。铁铝结合态无机磷(Fe/Al-Pi)含量为16.86~91.82 mg/kg,是IP的主要赋存形态;弱吸附态有机磷(H_(2)O-Po)含量为0.27~8.03 mg/kg,是有机磷(OP)的主要赋存形态。(2)残渣态磷(Res-P)、弱吸附态无机磷(H_(2)O-Pi)、钙结合态无机磷(Ca-Pi)、潜在活性无机磷(NaHCO_(3)-Pi)、Fe/Al-Pi是TP空间分异的主要影响因素。沉积物的厚度对于TP具有多重作用,与其他因素的共同作用影响显著。(3)生物有效性磷(BAP)含量为66.97~201.46 mg/kg,占TP的55.6%~59.6%;磷污染指数均值为0.53,生物有效性指数均值为0.81。表明沉积物磷污染程度整体为轻度污染,但仍存在潜在的内源磷污染上覆水体风险。建议岩溶峡谷型水库在控制外源磷输入的同时,也应加强对内源磷的管理,以降低内源磷释放污染上覆水体的风险。

岩溶区水库硫酸根离子超标原因及处理

岩溶区水库从可研阶段发现库区地下水硫酸根离子超标,经过初设、施工阶段多次复核,再到蓄水初期验证,期间进行了大量的水质分析试验。根据各阶段水质变化分析,上游来水经落水洞、岩溶裂隙等进入副库岩溶系统,地下水将岩层中的石膏矿层溶解,并把硫酸根离子带出,造成了副库区硫酸根离子超标。该工程在主库与副库之间采用连通隧洞连接,两库水质中和后,水质明显改善,满足了饮用水水质要求,可为今后解决该类水库水质问题提供参考方案。

文山小河尾水库岩溶含水渗漏通道的地球物理新证据

小河尾水库作为文山市境内海拔最高的岩溶水库,自建成蓄水以来,存在严重的库水渗漏问题,虽经多次防渗处理,但水库渗漏的情况仍未改善。为确定小河尾水库地下岩溶渗漏通道的位置,以指导后期水库防渗工程的部署,本次研究在工程区内利用高密度电法与音频大地电磁法探测水库地下渗漏通道,通过对物探测试数据进行2D反演试算,发现将这2种方法相结合具有可行性,2种方法物探异常点位置高度吻合,能精确反映地下不同深度的地质情况,探测结果能为后期设计和施工提供参考依据。基于实测数据反演结果,并结合地表地质资料、钻探验证手段,推测水库主要存在2条NNE向且高程集中于1 800 m以上的岩溶含水渗漏通道,其中I号岩溶渗漏通道位于灰岩与硅质岩接触带附近,II号岩溶渗漏通道位于灰岩内部岩溶裂隙处。同时基于本次物理勘探结果,笔者也为小河尾水库后期防渗处理提出了帷幕灌浆工程部署建议。

岩溶地区水库渗漏问题探讨

西南地区是我国岩溶分布较为广泛的区域,迄今在岩溶水库建设方面取得了显著成就,但也不乏一些水库建成后无法蓄水或蓄水量不达预期的失败案例。本文结合笔者多年工作中接触到的工程案例,对岩溶水库渗漏问题进行了初步探讨,包括:岩溶水库因渗漏而致工程失败的判别、问题产生的主要原因、解决问题的建议等,以期抛砖引玉。

夏季热分层效应对典型岩溶水库水化学及溶解无机碳的影响

热分层导致水库内部水化学、水生生物分布等出现显著的分层特征,并影响了水库内部的生物地球化学循环过程.为掌握夏季热分层期岩溶水库水体理化性质和溶解无机碳变化过程及其影响因素,以岩溶地下水补给型水库广西上林县大龙洞水库为研究对象,于2015年6月沿水库流程方向在8个点位开展分层采样及监测.结果发现:(1)水库夏季存在明显的热分层现象,水体pH、电导率(Spc)等理化性质出现分层结构;(2)水体溶解氧(DO)与叶绿素a(Chl-a)浓度从表层至底层并没有呈现单一的递减趋势,而是在水面以下2.5 m或者5 m处达到最大值;(3)由表层至底层水体溶解无机碳(DIC)浓度整体上呈增加趋势,表层水体DIC平均浓度为2.03 mmol·L^(-1),底层平均浓度为4.18 mmol·L^(-1);其同位素(δ^(13)C_(DIC))在表水层偏正,在温跃层随水深增加逐渐偏负.分析认为:(1)由于夏季热分层效应,水库水体温度、水生生物的分布及新陈代谢的强度和方向在不同水层存在显著差异,致使水库水体理化性质、DIC均呈现垂向分层性特征;(2)DIC浓度变化在表水层主要受碳酸盐岩沉淀过程及浮游植物光合作用影响,进而影响水中DIC稳定同位素的分馏;在温跃层则主要由生物呼吸作用及有机质分解过程控制.

水库岩溶渗漏及防渗研究综述

岩溶地区水库渗漏是可溶岩地区兴建水利枢纽的主要工程地质问题之一,尤其是在可溶岩广布、岩溶发育强烈、地形复杂地区,岩溶渗漏成为了该类地区水利水电工程的一个普遍问题。库区的岩溶渗漏不仅影响建坝后的正常蓄水,还将危及坝体的安全与稳定。因此,有必要对库区渗漏,特别是岩溶地区的库区渗漏进行渗漏机理、渗漏特征、渗漏条件等进行详细分析,提出适合库区渗漏的处理措施,保证水库正常效益的发挥。

大小坪水库岩溶特征及物探效果

针对大小坪水库复杂的地质岩溶特征、发育规律及特点 ,根据不同地物 ,采用综合物探方法 ,选择有代表性的电性参数进行测定 ,充分发挥了每种物探方法的长处 ,克服了可能存在的各种旁侧因素的影响和局限性 ,查清了该水库地下岩溶分布 ,为水库成功地截渗堵漏提供了可靠的科学依据。

亚热带典型岩溶水库细菌丰度和细菌生产力及其与环境因子的关系

细菌丰度是反映水体污染状况的敏感指标.为了解亚热带岩溶区水库营养状况,细菌丰度和细菌生产力及其与环境因子的关系,本文以亚热带典型岩溶水库——广西上林县大龙洞水库为研究对象,采用综合营养状态指数法(TLI)评价大龙洞水库水体的营养化类型、荧光定量PCR技术研究细菌丰度分布情况以及14C标记法测定细菌生产力.结果表明,大龙洞水库处于富营养化状态,细菌丰度在调查水域存在明显空间异质性;沿着水流方向从上游到下游表层水的细菌丰度呈先递减后增加的趋势;细菌丰度垂向分布特征均表现为表层>中层>底层;细菌生产力的变化特征为表层水的细菌生产力明显高于中层和底层.相关性分析表明,细菌丰度与细菌生产力呈显著正相关;细菌丰度与温度、p H、高锰酸盐指数呈显著正相关,与电导率和DIC呈显著负相关,与DO、叶绿素a、DOC呈极显著正相关;细菌生产力则与p H、DOC、高锰酸盐指数呈显著正相关,与电导率、DIC呈显著负相关,与DO极显著正相关.主成分分析将影响细菌丰度和细菌生产力的10个环境因子均划分为两个主成分,第一主成分为温度、p H、电导率、DIC、DO、Chla、DOC和高锰酸盐指数,第二主成分为TN和TP,表明大龙洞水库细菌丰度和细菌生产力受多种环境因子共同影响,进而使光合细菌成为水体初级生产力的重要贡献者.