我国西南岩溶流域概念性分布式水文模型的构建及应用

以贵州省三岔河流域为研究区,构建了一个以表层岩溶带产流过程为核心的岩溶流域概念性分布式水文模型。模型充分考虑了岩溶地区下垫面条件的复杂性,根据含水介质的不同,将岩溶水分为不同径流成分并分别汇流演算。模型中的大部分参数通过野外实验直接获得,通过对研究区1991―2012年共22 a逐日过程进行模拟演算,结果表明：该模型在三岔河流域有良好的适用性,径流深及洪峰误差均控制较好。

鄂西南岩溶地区表层岩溶带结构特征及其分布规律

通过对鄂西南建始县建阳坝、恩施市太阳河、恩施市白杨坪、宣恩县椒园、咸丰县龙坪等八个地段总计238 km2范围内1∶1万的表层岩溶带调查,划分了表层岩溶带的单层、双层、三层结构类型,同时结合全区表层岩溶带遥感解译成果,分析研究了其分布发育规律,为鄂西南贫困岩溶石山地区表层岩溶带的深入研究创造了条件。

鄂西南岩溶地区表层岩溶带发育强度变化规律研究

鄂西南岩溶地区表层岩溶个体形态复杂多样,表层岩溶带发育与鄂西南地区岩溶地质环境条件及岩溶发育演变的历史过程密切相关。因此,通过野外地质调查与收集"沪蓉西"高速公路勘察资料,采用系统工程地质分析为主的方法,研究了表层岩溶带在不同的地质构造部位、地层岩性、地形地貌部位及深部岩溶水补径排区的发育强度及其变化规律。详细论述了表层岩溶带的空间发育强度,首次定量界定了该区表层岩溶带的最大发育深度为56.54m,最浅为4.5m,阐明了表层岩溶带从山顶、山脊到山脚、沟谷由弱到强的总体变化规律。

武汉地区表层岩溶带发育特征

为查明武汉地区表层岩溶带发育特征,利用大量工程钻孔资料及水文地质试验成果,对武汉地区表层岩溶带进行了统计分析与研究。结果表明:武汉地区表层岩溶带平均厚度为11～16m,每米深度平均线岩溶率为3.93%～10.52%,最大为5.83%～17.25%,岩溶中等—强发育,带下岩溶微弱发育;带内约1/2的溶洞高度小于1.8m,平均洞高1.50～2.18m,具有规模较小、数量多的特点;2/3的溶洞全充填,无充填和半充填溶洞约占1/3,充填物主要来源于上部覆盖层。表层岩溶带内岩体和土同存,作为建筑物地基均一性差;渗透系数平均为0.04～6.60m·d^(-1),总体具弱—中等渗透性;岩土工程施工等级较高且跨度较大。

鄂西南表层岩溶带岩溶个体形态特征及分布规律

鄂西南岩溶地区表层岩溶个体形态复杂多样,规模大小不等,按其发育规模大小之不同划分为小型和大型两类岩溶个体形态。表层岩溶带与鄂西南地区岩溶地质环境条件及岩溶发育演变的历史过程密切相关。通过地质原型调查,采用系统工程地质分析为主体的方法体系,从地质过程的宏观尺度出发,研究了表层岩溶带在不同的地质构造部位、地层岩性条件下,地形地貌部位、岩溶发育程度及覆盖程度上的发育差异,详细论述了表层岩溶带岩溶个体形态发育特征及其空间分布规律。首次阐明了表层带岩溶个体形态的规模从山顶、山脊到山脚,沟谷内具有由小到大的总体变化规律。小型岩溶个体形态具有无处不在、分布发育密集丰富的特点;大型个体岩溶形态则主要发育分布于各级岩溶台面的平台及沟谷内。进而提高了对"表层岩溶带"概念的认识,深化了表层岩溶带范围的理解。

基于探地雷达的地下水土流失研究

西南山区地下水土流失是水土流失的重要途径之一,而表层岩溶带是整个地表物质、生物迁移和转化最活跃的部分,是地表水土物质迁移的主要通道。利用探地雷达对研究区内表层岩溶带发育状况开展实测调查,初步构建喀斯特坡耕地表层岩溶带结构特征、发育状况勘测方法,为判别喀斯特地区地下水土流失方式与途径提供基础数据,以期为西南山区水土流失治理、水土资源优化配置,以及石漠化生态恢复等相关工程措施方案制订提供科学依据。

塔河油田主体区奥陶系表层岩溶带智能识别及缝洞发育规律

塔河油田主体区中—下奥陶统表层岩溶带中—小尺度岩溶缝洞是油气开发的重要接替对象,智能识别表层岩溶带、厘定其中缝洞的发育规律至关重要。综合利用三维地震数据、成像测井、常规测井、岩心和岩石薄片资料,建立了表层岩溶带底界面人工智能识别方法,描述了不同尺度表层岩溶缝洞结构的特征及样式,探讨了表层岩溶带发育的主控因素,总结了表层岩溶缝洞发育的地质模式,并指出了此类储集体的有利发育部位。研究结果表明:①自相似系数法和动态时序匹配法可实现表层岩溶带底界面的智能识别,克服人为主观因素的干扰。②塔河油田主体区奥陶系表层岩溶带的厚度为4.5~62.5 m,平均为24.0 m;表层岩溶带呈现了5种不同的岩溶缝洞结构样式,以高角度溶扩裂缝和裂缝为主,局部见洞隙和溶蚀孔洞。③基于"薄化释然性(Thin Likelihood)属性分析+50 Hz分频+绕射波分离成像"多属性融合方法可有效预测表层岩溶带的中—小尺度缝洞。④不同级次的岩溶古地貌、岩溶水系和断裂裂缝共同控制了表层岩溶带缝洞的发育;建立了三级岩溶地貌控制下的表层岩溶缝洞发育模式与沟谷-断裂裂缝耦合条件下的表层岩溶缝洞发育模式。⑤岩溶台原区岩溶残丘的缓坡、核部是表层岩溶带缝洞最为有利的发育部位,其次为断裂和裂缝局部发育的沟谷,这些部位具有较好的开发潜力。