中国北方岩溶水功能

中国北方的华北地台区分布有68.5万km2碳酸盐岩,其中蕴藏有丰富的岩溶水,总的天然资料量为108.8亿m3/a。北方岩溶水主要以岩溶泉的形式进行排泄。北方岩溶水富集程度高,动态稳定,水质良好,成为当地重要的供水水源,而且大部分泉水具有丰富的历史和文化内涵,独特自然景观等,使得北方岩溶水具有供水功能、农业灌溉功能、旅游功能及生态功能等。在国民经济发展、城市供水和能源基地建设中发挥着重要的作用。

关于“喀斯特水系统”研究

应用系统学观点研究“地下水”这一实体就是应用辩证唯物论思想阐述分析地下水系统的具体问题，属于方法论范畴。地下水系统由“结构与功能”两部分组成，它属于空间与时间的四维集合体。近十余年来，国内发表了数十篇有关论文并组建各种模型，但“重功能轻结构”的现象较明显。

贵州木孔煤矿底板岩溶水系统特征分析

采用系统理论的观点,较详细的剖析了底板岩溶水系统的结构和功能特点。分析结果表明:底板岩溶水赋存于由裂隙、溶隙、溶孔等构成的多重介质,为裂隙溶洞型储水类型;地质构造、岩性差异对系统结构空间格局有着重要的控制作用;研究区底板岩溶水可分为一个地表汇水系统和三个地下水系统,均属于浅层水循环系统:岩溶水主要补给来源于降水,以集中式点状排泄,各系统水动力特征参数相当,平均径流模数在2.29～4.99L/(s.km2);系统地下水水化学类型主要为HCO3-Ca或HCO3-Ca.Mg,矿化度低,循环周期短。针对7号煤层开采的可行性,初步采用模糊边界进行了安全分区。以上结论对木孔煤矿采掘过程中底板突水预测具有重要的指导意义。

济南地区岩溶地下水径流场模拟分析

本文建立了地下水运动的流函数和势函数剖面二维流数学模型,并求得了它们的有限差分数值解。以此为基础对济南岩溶区地下水水流系统进行了模拟研究,分析了岩溶地下水径流场的空间变化规律和作用因素,划分了水流系统,从而加深了对济南岩溶区地下水运动规律的认识。

喀斯特地区人工林凋落物及表层土壤水源涵养功能

以贵州省溶岩区4种人工林(桤木林、杜仲林、刺槐林、滇柏林)为对象,对其凋落物及表层土壤的水源涵养功能进行了初步研究。结果表明:4种人工林凋落物储量的大小顺序为桤木林>杜仲林>刺槐林>滇柏林,凋落物持水量呈现桤木林>杜仲林>刺槐林>滇柏林。凋落物持水量与浸泡时间的关系符合指数函数模型,凋落物吸水速率与浸泡时间的关系符合幂函数模型。人工林土壤持水量的大小关系为桤木林>杜仲林>刺槐林>滇柏林。凋落物饱和含水时相对自由水面蒸发率桤木林为68.12%,刺槐林为76.84%,杜仲林为73.70%,滇柏林为80.41%。在环境一致条件下,滇柏林与其他3种人工林相比凋落物水分损失较易。

利用频谱响应函数进行淄河流域地下水资源评价

本文采用系统方法,把淄河流域复杂的断裂岩溶含水系统划分为六个子系统。利用系统输入和输出的谱分析,认识系统特征,确定频谱响应函数,计算出系统参数,定量评价地下水资源。

基于遥感RMMF模型的喀斯特地区水土保持功能评价

为支撑我国重点生态功能区生态效益补偿工作,以半物理水土模型RMMF(The Revised Morgan,Morgan and Finney Model)为基础,通过对模型部分输入物理量进行遥感化改进建立了遥感RMMF模型(RS⁃RMMF)。为在评价中进一步排除气象要素波动带来的水土流失量变化,通过RS⁃RMMF模型构建了单位降水截留率、单位径流冲蚀量以及单位径流运输量3项评价指标来综合评价区域生态系统本身的水土保持能力。研究选取了《全国主体功能区规划》中的桂黔滇喀斯特功能区为典型区,分别基于上述评价指标和经典RUSLE(Revised Universal Soil Loss Equation)模型开展了2011年至2019年水土保持功能计算与对比。结果表明:相比2011年,2019年喀斯特功能区的降水截留率PI_(0)升高1.94%,径流冲蚀量H_(0)下降5.96×10^(-4) Mg/hm^(2),径流运输量TC_(0)下降6.0×10^(-7) Mg/hm^(2),水土保持功能综合得分增加0.83,水土保持功能整体上得到小幅改善。计算结果与RUSLE模型对比结论基本一致,但在空间相对强弱的分布上存在显著差异,RS⁃RMMF模型的评价得分空间分布明显由植被属性主导,且受降水等因素影响较小。该模型可客观核算生态系统水土保持能力,为生态补偿机制的实施应用提供科学支撑。

多目标规划理论识别岩溶水系统核函数模型的应用实例

本文在研究核函数理论的基础上,建立了岩溶水系统线性、非线性核函数模型,运用多目标线性、非线性规划识别核函数模型,并编制了相应的程序,把这一理论及模型运用到赵各庄矿坑涌水量预测中,获得了较满意的模拟,预测结果。

济南泉域岩溶水系统管理模型研究

利用Visual Modflow软件建立了济南泉域岩溶地下水数值模拟模型,并在此基础上,采用响应矩阵法建立了济南泉域岩溶水系统管理模型,重点研究并利用模型定量计算了济西、西郊、市区、东郊开采地下水以及补源等对泉水位的影响,进行了2个方案的优化管理,对济南市水资源进行优化配置,为实现"保泉供水"向政府提供了可靠的决策依据。

济南地区岩溶水系统核函数初探

本文运用系统理论观点,将线性系统分析方法引入岩溶水资源评价的研究。讨论了线性核函数分析与衰减分析、回归分析和卷积方程分析的区别与联系;用线性规划方法求得的核函数得到济南泉水系统响应的最佳预报方程,保泉条件下的允许开采量和反应系统作用的某些特征参数。

喀斯特山区森林生态系统水源涵养功能研究

以黔西南州为研究区域,利用2010年土地利用数据,结合年降水量数据,采用降水贮存量法,分析和研究了黔西南州8个县、市不同森林生态系统的水源涵养能力以及空间差异。结果表明:①2010年黔西南州森林生态系统水源涵养总量为1.89×10^(10) m ^(3),单位面积水源涵养总量为1.98×10^(5 )m ^(3);②从空间分布来看,森林生态系统水源涵养量表现为中间高、四周低,南部高、北部低,西部高、东部低;③森林以常绿针叶林涵养水源最多、贡献率最高,针阔混交林则反之;④兴义市与望谟县森林水源涵养量最丰富,贞丰县最少。

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。

贵州贞丰洞穴大型底栖动物群落结构及水质生物评价

了解洞穴大型底栖动物的群落结构是研究洞穴生态系统的重要内容,也是对生态学领域研究的重要补充.于2019年10月(平水期)及2020年8月(丰水期)对贵州省贞丰县5个洞穴内大型底栖动物进行采样调查,分析大型底栖动物组成、优势种、多样性、功能摄食群的分布特征,并基于大型底栖动物生物学指数对洞穴水质进行评价.结果得出:两个水期共获大型底栖动物63种,隶属4门7纲19目46科,其中水生昆虫41种,占65.07%,闪蚬Corbicula nitens、四节蜉Baetis sp.、蚋Simulium sp.是两个水期的共有优势种.在时间上,大型底栖动物的密度、生物量和多样性指数(Shannon-Wiener、Pielou和Margalef指数)均表现为平水期>丰水期.在空间上,密度和Margalef指数表现为有光带>弱光带>黑暗带,生物量、Shannon-Wiener指数和Pielou指数表现为弱光带>有光带>黑暗带.Jaccard相似性系数和聚类分析结果表明,同一洞穴相邻光带之间的相似性较高,不同洞穴相同光带或不同光带之间的相似性偏低.洞穴大型底栖动物由5个功能摄食群(FFGs)构成,其中捕食者占比最多,约占42.86%.Shannon-Wiener多样性指数及生物指数(BI)对水质的评价存在差异,经对比,生物指数的结果更符合实际水质情况.本研究表明贵州贞丰洞穴大型底栖动物以水生昆虫为主,功能摄食类群以捕食者为主,且人为干扰可能是水质下降、物种降低的重要原因之一.(图8表5参45)