基于现场检测的邢台百泉泉域岩溶水硝酸盐氮形成特征

为了揭示邢台百泉泉域岩溶地下水中硝酸盐影响因素及成因,采用便携式分光光度计建立了水中硝酸盐氮现场快速定量检测方法,通过水文地质结构和水化学分析,研究了百泉泉域岩溶地下水中硝酸盐氮的分布特征及其与常规水化学指标之间的关系。实验结果表明:硝酸盐氮在0.60~30.00 mg/L浓度范围内线性关系良好,方法检出限为0.2 mg/L,现场检测与实验室标准方法检测结果之间的相对标准偏差为0.23%~6.70%,差异性检验结果为t=0.984,表明两种检测方法测定结果一致。硝酸盐氮分布特征表明:防污性能较差的百泉泉域西北部岩溶裸露区和东部被第四系上更新统砂砾石含水层直接覆盖的部分岩溶水排泄区硝酸盐氮浓度较高;径流区硝酸盐氮浓度整体较低;采样点岩溶地下水中硝酸盐氮浓度均在地下水质量标准规定的Ⅰ~Ⅲ类水。研究区岩溶地下水水化学类型较为复杂,阳离子以Ca、Ca·Mg型为主,阴离子以HCO_(3)、HCO_(3)·SO_(4)型为主,HCO_(3)·Cl-Ca·Mg型和Cl·HCO_(3)·SO_(4)-Ca型地下水中硝酸盐氮含量较高,硝酸盐主要来源于城镇污水,受大气降水和农业活动影响较小。研究成果为建立地下水中硝酸盐氮现场检测标准方法及百泉泉域岩溶水资源的供水安全和生态保护提供了参考依据。

Particle Size Characteristics of Soil in Karst Area with Different Land Use Pattern—A Case Study of Shuifang Spring,Jinfo Mt.,Chongqing

This paper tried to analyze the particle size characteristics of the soil samples in Shuifang Spring catchment area,Jinfo Mt.,Chongqing with different land use patterns that are horse race grassland, rhododendron bush,bamboos,and the grassland near the Shuifang spring.The different land usepattern in karst area is of great affection to the particle size characteristics of soil.The median diameter of the karst surface layer soil becomes gradually smaller and smaller in following sequence:horse race grassland,grassland near the Shuifang Spring,

隧道影响浅层泉点的量化方法

隧道开挖后会使隧道周围一定范围内地下水位下降,造成地表出露的泉点减流与疏干,这种环境负效应在岩溶地区尤其突出。本文对岩溶地区隧道影响浅层泉点的量化方法进行研究。首先,根据浅层岩溶水循环特征,将浅层岩溶泉点划分为接触型(Ⅰ)、侵蚀型(Ⅱ)和暗河型(Ⅲ),分析泉点泉域边界条件,确定了泉域圈闭原则。其次,总结归纳了隧道对于浅层泉点影响范围的预测方法。最后,提出了隧道影响泉点的4种模式,即无影响型(A)、减流影响型(B)、泉点疏干型(C)和泉域疏干型(D),以及不同模式泉点流量受影响程度的量化方法。以川东隔挡式构造某隧道为例,对提出的隧道影响浅层泉点的量化方法进行应用,预测隧道对5个地下水有疏干影响,对3个地下水点有不同程度的减流影响。

济南泉域排泄区岩溶地下水水化学特征

文章通过分析研究济南泉域排泄区地下水水化学成分特征及形成过程,结合岩溶地下水的补径排条件,揭示了不同位置、不同深度循环的水质存在差异的原因。为保护泉水、优化泉域内地下水的开采方案提供了依据。

济南岩溶水微量元素分布特征及其水文地质意义

济南以泉名扬天下,故称泉城。20世纪后半期,由于地下水的开采,济南泉水流量逐年递减,并于1976年始出现断流,20世纪末限制岩溶水开采量后,泉水复涌。自1980年开始,保泉地质调查工作陆续开展,但迄今对泉水补给方向及影响泉水因素尚无定论。采用微量元素水文地球化学方法,对济南可能的泉域范围内的枯丰水期岩溶水化学特征及其变化进行了研究。结果表明,丰水期较枯水期离子浓度总体偏低,由南部山区向北至泉群地带,元素浓度由低到高,显著地反映出由补给区通过径流区至排泄区的整个水化学过程。利用PHREEQC软件MIX模块,选择趵突泉及其周围的不同采样点岩溶水进行配比混合模拟。结果显示,泉水补给方向多样,趵突泉不仅有近源补给来源,还有远距离深循环补给。作者结合调查区地质构造及相关水文地质条件,认为济南泉水的形成是多源混合补给、深浅循环结合而成,千佛山断裂北部透水段,对济南泉群的形成具有极其重要的作用。

济南泉域地下水环境演化与保护

济南泉水为国内外水文地质界和社会所关注,保持泉水长期连续喷涌和泉域水环境良性循环是焦点之一。本文根据实际调查成果,分析了泉域岩溶地下水环境的演化特征,认为自然和人为双重作用导致了泉域地下水补给、迳流、排泄和水化学条件的改变,引发了泉水断流、地下水降落漏斗、地表水体污染和地下水质量下降等生态环境地质问题。优化泉域内外地下水开采布局、人工调蓄补源、控制城区向直接补给区扩展等是保持泉水喷涌和保护水环境的主要措施。

山西柳林泉域岩溶地下水溶解无机碳特征及控制因素

稳定碳同位素可指示岩溶动力系统无机碳循环过程及流域水文地球化形成演化。为揭示山西柳林泉域岩溶地下水循环演化规律及控制因素。本研究对泉域补给区、径流区、排泄区、深埋区29个岩溶地下水的主要离子组分和碳同位素进行测试分析。研究结果表明,流域内岩溶地下水的δ^13CDIC,VPDB(DIC—溶解无机碳)具有较大的变化范围,最大值为-8.19‰,最小值为-13.35‰,平均值为-10.09‰。从补给区、到径流区、到排泄区,到深埋区δ^13CDIC,VPDB值呈不断增重的变化规律。补给区来源于土壤CO2的比例最高,范围为46.22%~58.04%,平均值为51.13%,其次是径流区,范围为36.22%~58.37%,平均值为42.05%,排泄区和深埋区最小,范围分别为37.61%~41.52%和35.61%~42.26%,平均值分别为39.38%和38.28%。从补给区到径流区、到排泄区、到深埋区,随着径流途径增大和硫酸参与溶蚀的比例增加,DIC(溶解无机碳)中来源于土壤CO2的比例减小,碳酸盐岩来源的碳的比例增加。

柳林泉域岩溶地下水水化学特征及演化分析

在对柳林泉域水文地质详细调查的基础上,系统研究了柳林泉域岩溶水水化学类型及分带规律,并对其形成演化特征进行了分析。结果表明:柳林泉域岩溶地下水是矿化度较低的优质淡水,水中优势阳离子为Ca2+、Mg2+,优势阴离子为HCO3-;水化学类型从补给区到深埋区经历了HCO3-Ca·Mg、HCO3-Ca→SO4·HCO3-Ca、HCO3.SO4-Ca·Mg→Cl.SO4-Na·Ca、Cl·SO4-Na的变化过程,具有典型的干旱、半干旱地区水化学演化特征。

山西岩溶泉研究进展与前瞻

山西是我国北方岩溶分布最广的省份,有19个岩溶大泉,岩溶水成为山西重要的供水水源。从泉流量变化趋势、降水补给及时滞、岩溶水资源评价、水化学及环境同位素、脆弱性、采煤及工程建设对岩溶水影响、泉域子系统划分、保护管理措施等方面对山西岩溶泉的研究进展进行了综述。结果表明,山西部分泉域岩溶水水质已不同程度地遭受污染,人类活动和气候变化分别是影响岩溶泉的主要因素和次要因素,人类活动对岩溶泉影响的主要行为为过度开采岩溶水及采煤排水等。因此,建议加强岩溶泉水保护,并指出了山西岩溶泉未来研究的重点领域,可为山西岩溶水的可持续开发利用提供科学依据。

水化学—稳定同位素技术在岩溶水文 地质研究中的应用

水化学—稳定同位素技术在岩溶水系统分析中得到了广泛的应用,尤其是在指示岩溶水文地球化学过程、识别岩溶水补给循环途径、溶质溯源及岩溶水污染监测防控等方面显示了独特的优势,产生了丰富的成果。本文着重阐述了环境稳定同位素δD、δ18O、87Sr/86Sr的工作原理,及水化学—稳定同位素技术在岩溶水文地质研究中的应用。此外,论文还以娘子关泉域和北京西山岩溶水系统为例,介绍了运用水化学—稳定同位素技术分析岩溶水系统补给的思路和方法,展望了该技术在岩溶水文地质和岩溶生态环境领域中的应用前景。

桂江流域岩溶碳汇特征

为研究岩溶区碳汇动态变化特征,使用德国Merck公司生产的碱度计每月定期对桂江流域14个岩溶大泉和16条地下河出口水中HCO3-含量进行了现场测定。结果表明桂江流域枯水期(11月至次年2月)地下水中HCO3-含量平均为223.62mg/L,平水期(3月、9月)为222.11mg/L,丰水期(4月至8月)为210.19mg/L,枯水期和平水期的HCO3-平均含量比丰水期高13.43mg/L和11.92mg/L。尽管丰水期的HCO3-平均含量不及枯水期和平水期,但其平均流量最大,是平水期的2倍,枯水期的2.8倍,因此其岩溶碳汇量也最大,是平水期的4.7倍,是枯水期的2.7倍。在碳汇构成上,丰水期的岩溶碳汇量占年总碳汇量的63.13%,而平水期和枯水期只分别占年总碳汇量的13.35%和23.51%。

济南趵突泉泉域泉群生态基流量研究

济南趵突泉泉域分布着趵突泉、黑虎泉、珍珠泉和五龙潭四大泉群,自20世纪50年代以来四大泉群泉流量总体呈衰减趋势,泉流量由50年代的36.6万m3/d衰减到近年的8~12万m3/d。泉水基流是一种较为稳定的径流流量,是下游河道的重要补水来源,是维持河道与湖泊生态系统健康的重要保障。利用基流分割法,对趵突泉泉群泉流量数据不同频率年进行分析计算,确定稳定的基流指数,计算不同水平年的泉水基流量;利用拐点法计算了济南泉群下游河道的生态需水量;分析了泉水生态基流量和河道需水量之间的关系,揭示了济南市的岩溶泉水对河流、湖泊等生态系统健康状况的影响,为济南市泉水保护提供了重要的技术支撑。

黄土高原西北部春小麦集雨微灌的产量及水分效应

为探讨集雨微灌对春小麦的产量及水分效应 ,于 2 0 0 1年在黄土高原西北部的甘肃省皋兰县进行了灌水方式 (管灌、滴灌和微喷灌 3个水平 )和灌水量 (0 mm、2 2 .5mm、45.0 mm和 67.5mm 4个水平 ) 2因素试验 ,分别在拔节期、孕穗期和开花前期灌水 ,试验共设 36个小区 ,小区面积 3× 5m2 。试验结果表明 :小麦生育期土壤水分变化动态受降水量、灌水量和小麦生育期耗水量的影响 ,总体呈下降趋势。微喷灌处理能显著地增加上层 (0～ 40 cm)土壤含水量 ,以微喷灌 67.5mm处理最为明显。对产量的方差分析结果表明 ,尽管灌水方式间的差异不显著 ,但从产量表现来看 ,其大小顺序依次是微喷灌、滴灌、管灌和对照 ;灌水量和互作间的差异达极显著水平 ;灌水有增加公顷穗数 ,降低穗粒数和千粒重的趋势 ;随灌水量的增加 ,千粒重对产量的贡献减小 ,而公顷穗数对产量的贡献增加 ,穗粒数对产量的贡献表现在这一过程之中。作物田间耗水量和水分利用效率随补灌量的增加而增加 ;以微喷灌 67.5mm的水分利用效率最高 ;供水效率以微喷灌 45.0 mm和 67.5mm处理为高。

集雨补灌春小麦花后干物质积累分配及灌浆特性

研究了集雨补灌条件下陇中半干旱区春小麦产量水分效应、开花后干物质积累分配及籽粒灌浆特性。结果表明,集雨补灌对旱地作物具有补偿或超补偿效应,具有明显的增产效应,可提高产量水平、水分利用效率(WUE)及灌水利用效率(IWUE)。孕穗期补灌的WUE最高,而拔节期+孕穗期分期补灌的IWUE最高。经模拟,春小麦的叶、茎、鞘干物质积累动态不同于穗及全株。补灌小麦的干物质积累量、日生产量及相对生长率(RGR)均高于对照。在干物质运转分配方面,补灌小麦较之于对照表现为移动量大,转换率高。补灌延长了春小麦灌浆持续期及提高了平均灌浆速率。

西昌市尔乌泉域泉水水文地球化学特征及成因

泉和泉群是川西南乡村居民首要的生活水源,对本区泉水水文地球化学特征及成因的研究具有重要的科学价值和指导意义。以尔乌泉域泉水和地表水为研究对象,通过分析泉水和地表水常规水化学组分、氢氧同位素和氚同位素,探讨了该泉域泉水水文地球化学特征及成因。结果显示:尔乌泉域泉水为中偏碱性低矿化水,其水化学类型为HCO_3—Ca·Mg和HCO_3·SO_4—Ca·Mg型水。地表水因受泉水补给影响具有与泉水相似的组分特征。氢氧同位素分析显示尔乌泉水和地表水补给来源为大气降水,且未发生氧同位素漂移。氚同位素进一步确定泉水为非现代水,地下水经历较长的径流时间。受断裂带和褶皱构造的影响,入渗补给的大气降水与碎屑岩中碳酸盐岩、石膏等矿物发生水岩相互作用,后与第四系黏土物质发生阳离子交换反应,致使泉水水化学组分以Ca^(2+)、Mg^(2+)、HCO_3^-和SO_4^(2-)为主。此外,居民生活污水的排放和化学肥料的施用也对泉水中Na^+和SO_4^(2-)组分产生影响。

集雨节灌对地膜春小麦的产量和水分利用效率的影响

在宁夏南部干旱山区的试验结果表明 ,集蓄雨水进行有限补充灌溉 ,可以显著提高地膜春小麦的产量和水分利用效率。同时满足作物水分利用效率最高和籽粒产量最大时所需的补充灌水量为 90 mm,满足灌水效率最高时所需补充灌水量为 60 mm。

陇中半干旱区集雨补灌条件下春小麦的灌浆特性

对陇中半干旱区春小麦在不同补灌条件下的籽粒灌浆特性、产量及其产量性状进行了分析比较研究。结果表明，补灌条件下春小麦具有较大的库容、较高的平均灌浆速率和较长的叶功能或（灌浆持续期），而且随补灌量的增大，这种效果更加明显；等量水分分次补灌在试验中表现出了明显的优势，籽粒的平均灌浆速率、籽粒体积、灌浆持续则以及产量和产量性状均高于同量水一次性补灌。研究表明，春小麦最佳补灌时期为孕穗期，90mm水在拔节期和孕穗期分次施用具有较好的生产效果。

旱作春小麦垄膜沟种微集水种植技术研究

垄膜沟种技术是旱地春小麦提高雨水利用率和利用效率的一项突破性技术措施,把地膜覆盖与沟垄种植技术捆绑整合,以突出的雨水叠加、保墒、增温性能和易操作的特性,成为旱作春小麦高产稳产的最佳技术选择。

典型表层岩溶泉域植被对降雨的再分配研究

本文在表层岩溶泉域植被结构特征分析的基础上,监测桂林丫吉试验场S31号泉域内香椿和云实两种主要植被的穿透雨和树干径流特征以及钻孔和表层岩溶水的变化。结果表明:香椿林的总穿透雨量1 861.83mm,占总降雨总量的59.65%;云实灌丛总的穿透雨量为1 626.42mm,占总降雨量的52.11%;穿透雨率随降雨量增加而减少。香椿林的树干径流总量为89.4mm,占总降雨量的2.86%;云实灌丛的树干径流总量为27.79mm,占总降雨量的0.89%;香椿林和云实灌丛的林冠截留总量分别为1 169.97mm和1 466.99mm,平均截留率为37.48%和47.01%;用水量平衡法计算得出以灌丛覆盖为主的S31号表层岩溶泉域年蒸散量为1623.81mm,占降水量的52.03%,年径流深度为1 497.39mm,占降水量的47.97%。植被冠层改变了降雨对表层岩溶带的补给形式和补给量。降雨经过植被冠层的截留后转化成穿透雨和树干径流进入表层岩溶带,穿透雨以连续波状的形式补给表层岩溶带,而树干径流则以快速集中的方式补给表层岩溶带。

百泉泉域岩溶地下水水化学演化特征及成因

百泉泉域岩溶地下水是河北邢台市生产和生活的主要供水水源。近年来受到自然条件变化和人类活动的影响,泉域地下水流场明显改变,水化学场演变机制有待查明。本研究在水文地质调查和样品采集测试的基础上,采用统计学方法(描述性统计、Person相关系数)、饱和指数计算和水化学方法(Piper图、Stiff图、Gibbs图、离子比例系数)对泉域岩溶水化学特征展开了系统分析。结果表明:泉域岩溶水为弱碱性淡水,Ca^(2+)、Mg^(2+)、HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)是地下水中的主要离子,主要来源于方解石、白云石和石膏的风化溶解,Na^(+)和Cl^(-)主要来源于少量岩盐的溶解。沿着径流方向方解石相对于地下水由溶解状态转变为平衡状态,而白云石、石膏和岩盐一直处于溶解状态。补给区和北部径流区基本为HCO_(3)-Ca·Mg型水,七里河、沙河附近和南部煤铁矿区岩溶水除HCO_(3)-Ca·Mg型外,还多出现HCO_(3)·SO_(4)-Ca型、HCO_(3)·Cl-Ca·Mg型和HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Mg型水,煤铁矿区附近岩溶水中SO24-的升高是受到了高SO24-矿坑排水的混合影响。蒸发浓缩作用仅在水位埋深浅且地下水流动相对滞缓的排泄区较为明显,排泄点——百泉泉水为HCO_(3)·SO_(4)·Cl-Ca·Mg型。此外,人类工农业活动改变了地下水的径流条件和水质,使局部岩溶水中NO_(3)^(-)、Cl^(-)、Fe、总硬度含量升高甚至超标。