川西前陆盆地红层岩溶地貌形态特征及其地质意义摘要:红层岩溶在川西前陆盆地的山地中广泛发育,查明红层岩溶的形成及演化模式,对认识红层岩溶发育具有重要意义.基于引大济岷工程野外调查数据,通过数理统计和数字地形分析的方法,量化了红层岩溶形态的参数特征,总结其空间发育规律,最后对红层岩溶演化模式进行了探讨.结果表明:岩溶泉主要分布在797~852 m、962~1 017m和1 037~1 292 m,岩溶洼地主要分布在775~875 m、1 075~1 175 m和1 575~1 675 m,红层岩溶的发育具有高程聚集效应;洼地长轴、短轴、周长和面积均呈显著的左偏分布特征,表明在红层中发育的洼地比在碳酸盐岩中发育的规模更小,形态也更简单;K函数、核密度和面积高程积分的空间分布规律指示了红层岩溶发育严格受构造和岩性控制,研究区地貌整体处于中年阶段,受构造抬升影响,构造裂隙发育和岩体可溶性强的区域正处于地貌回春过程中.相关成果揭示了红层岩溶与碳酸盐岩岩溶在形成演化模式上有显著差异,丰富了红层岩溶研究的理论知识体系,为该地区引调水工程中可能遭遇的岩溶灾害分析提供了理论支撑.
红层岩溶引大济岷岩溶形态特征川西前陆盆地龙门山断裂带
斯洛文尼亚经典岩溶区水文地球化学特征摘要:斯洛文尼亚是"一带一路"沿线上的重要国家,也是岩溶研究的发源地,岩溶地下水是斯洛文尼亚岩溶区居民生活和农业生产的重要水源,面对用水安全、时空分布不平衡、洪涝等诸多问题,查明斯洛文尼亚岩溶地下水情况具有重要意义.通过在斯洛文尼亚波斯托尼亚(Postojna)岩溶流域开展岩溶地质调查与取样,结合水化学和同位素分析方法进行初步分析研究.结果表明:①斯洛文尼亚岩溶地下水水质良好,地下水基本处于天然状态,水温、pH、电导率以及阴阳离子等指标均常年稳定在固定值范围内,偶有波动也多受自然环境变化的影响,较少受到人类活动的影响.②分析地下水中氢氧同位素特征可知大气降水是研究区岩溶地下水的主要补给来源,受到碳酸盐岩含水层等岩石的风化与溶滤作用影响,地下水为典型的HCO3--Ca2+型岩溶水.③硝酸盐等常见污染物含量也远低于世界卫生组织规定的饮用水水质安全限值,来源以自然过程形成的土壤氮为主,旱季时部分采样点处地下水有生活污水及畜禽粪便污染.
斯洛文尼亚岩溶地下水水化学同位素
典型岩溶峰丛洼地土壤肥力空间分异及权衡/协同关系分析摘要:科学评价网格尺度下的岩溶峰丛洼地土壤肥力水平是实现区域土壤精细化施肥保肥的重要基础.文章基于平果市典型峰丛洼地实测采样与网格预测的土壤数据,通过半方差函数模型、空间集聚模型以及斯皮尔曼相关系数等方法探析肥力指标的空间分布特征与权衡/协同关系.结果表明:研究区全氮(TN)、全磷(TP)、有机质三项养分指标的空间分布总体呈自东北向西南降低的变化特点,且其空间分异主要受人为活动等随机因素影响;研究区土壤综合肥力为较缺乏水平,三(中等)~五等(缺乏)肥力水平的土壤面积占比之和高达86.88%,肥力空间大致呈东北高—西南低的分异格局;五项肥力指标对土壤综合肥力的协同贡献大小为TP>TN>有机质>pH>土地利用,TK对于其余五项指标均表现出权衡损益效应,土壤有机质、TN协同/权衡的主要空间类型为高—高协同增强型、低—低协同减弱型.平果市典型岩溶峰丛洼地土壤肥力状况总体一般,各肥力元素权衡/协同效应显著,可根据土壤肥力现状和农林生产需要,通过水土保持、配方施肥、土地利用布局优化调整等方式改善岩溶峰丛洼地土壤肥力条件.
岩溶峰丛洼地土壤肥力权衡/协同关系网格尺度空间分异
天津市深部地热资源水文地球化学特征及循环模式摘要:文章通过水化学和同位素分析,研究天津市深部热储地热流体水化学特征、水岩相互作用及其形成的水文地球化学过程,以揭示深部地热过程和循环机理,定量评价研究区热储温度、冷水混合比例以及地热流体最大循环深度等,建立天津市深部地热流体循环概念模型.结果表明:(1)天津市地热流体主要来自北部蓟县山区大气降水入渗补给,补给高程443.34~722.7 m;(2)大气降水经由入渗作用及周边深大断裂带,进入南部平原区封闭、半封闭的热储层,在径流过程中与围岩发生充分的溶滤、吸附、碳酸盐再沉淀、阳离子交换、脱碳酸等多重作用,同时地热流体发生冷水混入现象,地热流体初始温度为94.54~160.90 ℃,最大循环深度达2 383.29~4 279.29 m,冷水混合比例介于0.01~0.77之间,混合后热储温度67.06~121.38 ℃,热循环深度为1 828.27~3 150.24 m,最终形成了现今高钠离子、高氯离子、高溶解性总固体(TDS)的地热资源特征.
天津市深部地热水文地球化学热储温度硅—焓混合模型循环模式
基于InSAR技术与随机森林算法的清江流域长阳西段滑坡危险性评价摘要:以清江流域长阳西段滑坡为研究对象,采用SBAS-InSAR技术与随机森林算法相结合的评价方法,以斜坡单元为评价单元,对研究区滑坡危险性进行科学评价.选取地形类、地质类、水文类、人类工程活动等四大类共计12个评价因子指标作为研究区滑坡危险性评价指标,采用随机森林模型评价滑坡危险性,考虑评价模型中滑坡数据时效性差、不准确等特点,利用最新Sentinel-1A雷达数据,采用SBAS-InSAR方法获取最新的地面变形数据替代传统评价模型中的滑坡数据,结果表明,基于InSAR技术与随机森林算法的滑坡危险性评估AUC值为0.90,精确度较高.该方法有效地提高了地质灾害危险性评估的准确度,可以为政府部门的防灾减灾工作提供更加高效的决策支撑.
滑坡SBAS-InSAR随机森林算法危险性评估清江
极端降雨条件诱发覆盖型岩溶塌陷成因机理与临界判据研究摘要:近年来,极端降雨条件诱发岩溶塌陷的问题日益凸显,故亟需开展极端降雨条件下岩溶塌陷形成机理的研究.本文通过室内模型试验,分析了不同降雨条件下覆盖层孔隙水压力、土压力与位移量变化规律,探究了极端降雨条件下岩溶塌陷的形成演化过程、塌陷类型与致塌因素.结果表明:(1)降雨过程覆盖层孔隙水压力、土压力和位移量具较好的协同变化规律,且与岩溶塌陷形成演化具较好的相关性.随着降雨强度和循环次数的增加,孔压与土压亦随之增大;位移量的变化表征着岩溶塌陷的形成过程;(2)极端降雨条件下岩溶塌陷类型可分为蠕变破坏型和压剪断裂型两种类型,前者孔隙水压力与土压力为峰丛起伏形态,波动曲线基底不断升高,深层位移量呈先升后降的趋势,浅层和中层位移量则随降雨持续而逐次递增;后者孔压、土压和位移量呈孤峰型,先是在短期内急剧增大然后再迅速降低;(3)蠕变破坏型岩溶塌陷是软化、饱水增荷与损伤等效应循环与累积的结果,压剪断裂型则是以饱水增荷与损伤为主要致塌动力的塌陷类型;(4)覆盖层厚度与岩溶塌陷临界判据条件呈正相关性,厚度越大覆盖层抗塌性越好.
极端降雨岩溶塌陷模型试验成因机理临界判据
韶关新区覆盖型岩溶发育规律及影响因素摘要:韶关新区碳酸盐岩分布面积广,溶洞发育,对工程建设影响大,制约了城市的建设与发展,查明韶关新区覆盖型岩溶发育情况及分布规律,对韶关新区发展规划、重大项目选址等具有重要意义.通过资料收集整理、钻探等方法,对韶关新区的岩溶类型、岩溶发育与地层岩性组合、地质构造、地下水关系进行了研究,总结了岩溶发育规律及主要控制因素.区域岩溶发育平面空间上受区域性北东向构造和可溶岩展布控制,覆盖型岩溶整体呈北东向带状分布,平面岩溶发育程度可分为极强发育、强发育、中等发育和弱发育四个级别区.垂向上岩溶发育随深度的增加整体呈减弱趋势,由浅到深依次分为极强发育带、强发育带、中等发育带和弱发育带.岩溶发育主要受地层岩性、地下水活动和地质构造等因素控制,芙蓉盆地边缘梓门桥组不纯碳酸盐岩与壶天组纯碳酸盐岩接触带、江湾张屋岭和甘棠工业园区地下水强径流带、断层破碎带及芙蓉山向斜核部等区域,有利于地下水的流动,加剧了可溶岩的溶解作用,因而也加速了这些区域溶洞的形成和发育.
韶关新区岩溶发育特征分布规律
虎溪台隧道岩溶地下水涌水成因分析及涌水量预测摘要:文章通过对虎溪台隧道详细的野外调查和原位试验,分析其涌水段的水文地质条件,确定地下水流系统,利用地下水的水文地球化学特征,解析岩溶地下水流路径及涌水成因,并预测隧道涌水量.结果表明:(1)隧址区可划分为漕源溪地下水流系统、分水江岩溶地下水流系统和大坑溪—柴坪里地下水流系统;隧道的岩溶涌水段(K65+100-K65+360)位于分水江岩溶地下水流系统中,涌水量大,风险高;(2)隧址区的岩溶地下水主要由大气降水补给,降水通过落水洞和岩溶管道集中补给地下水;隧道涌水的水化学特征与暗河排泄水相似,主要受到碳酸盐岩溶解的影响,表现为岩溶水和砂岩水的混合;隧道的涌水来源于石炭系中统黄龙组和石炭系上统船山组灰岩岩溶水的垂直入渗补给,以及砂岩水的侧向补给;(3)地下水径流过程中,48.29%的地下水通过隧道进行排泄;在没有极端降雨事件的情况下,虎溪台隧道的预测涌水量为10684.89 m3·d-1,极端降雨事件发生时,预测的最大涌水量可达79364.13 m3·d-1.
虎溪台隧道地下水水化学氢氧同位素岩溶地下水系统涌水来源
基于井间无线电波成像的岩溶发育特征研究摘要:滇中引水工程积福村渡槽线路区地下岩溶发育,可能引起地基变形失稳、桩基坑壁渗涌水等工程地质问题,查明渡槽部位的岩溶发育特征意义重大.采用井间无线电波成像技术探测地下岩溶发育状况,使用联合迭代法反演得到地下介质的电磁波吸收系数,并统计解译溶洞的空间分布、形态及连通性等规律.井间无线电波成像结果精细反映了地下岩溶的位置及形态、岩体完整性等重要地质信息,其所揭示的岩溶异常范围与钻探取心及钻孔全景数字成像结果高度一致.研究表明井间无线电波成像是一种有效的岩溶探测方法,能够直观地反映地下岩溶的发育特征及影响范围,从而为渡槽工程的建设提供科学的参考依据.
井间无线电波成像岩溶探测岩溶发育特征滇中引水工程
锰工业聚集区水化学特征及其污染分析摘要:文章以地处"锰三角"的松桃河流域为研究对象,分别采集丰水期(5月)和平水期(9月)流域内可能的污染源及污染受体进行水样分析,通过因子分析探究影响松桃河流域地表水水化学特征的控制因素.结果表明:(1)EC和TDS呈现渣库渗滤液>垃圾填埋场渗滤液>"两井">表层岩溶泉>地表水,Mn浓度总体呈现渣库渗滤液>"两井">垃圾填埋场渗滤液>地表水>表层岩溶泉;地表水和表层岩溶泉中的氮素主要以NO3-N的形式存在,"两井"、渣库和垃圾填埋场渗滤液氮素均以NH4+-N为主.地表水中氨氮超标率达到13%,Mn超标率为9.6%.(2)垃圾填埋场水化学类型呈SO4·Cl-Na·K,锰渣库渗滤液水化学类型呈SO4-Mg型,地表水和表层岩溶泉水化学类型呈HCO3-Ca·Mg型,"两井"地下水受到渣库渗滤液的影响,水化学类型向渣库渗滤液的方向演变,呈现出SO4-Mg·Ca型.(3)地表水在丰水期表现出明显的雨季稀释作用,垃圾渗滤液部分指标表现出明显的淋滤作用,其他水体丰平两季水化学指标差异性较小.(4)影响研究区水化学特征的主要因素为地球化学作用、锰工业及生活污染,其中地球化学作用的影响最大,贡献率在53%左右,锰工业及生活污染占39%左右.虽然PCA和PMF分析尚不能准确区分锰工业和生活污染对研究区水环境污染的贡献率,但通过与表层岩溶泉水化学特征的结合比对以及松桃河Mn和氨氮沿程变化,指示地表水仍然受到锰渣库和生活污染,对松桃河流域涉锰工业企业、渣库和生活污染的治理工作仍需继续.
松桃河流域锰氨氮渣库渗滤液水化学PCA分析PMF分析
不同岩性碳酸盐岩室内动态溶蚀实验特性研究摘要:为研究原生环境改变后碳酸盐岩的溶蚀机制,采集5个碳酸盐岩地层的岩样,在不同酸液浓度及水动力条件下开展了室内动态溶蚀模拟实验,获得碳酸盐岩的化学成分、矿物成分、溶蚀前后微观形态、pH变化以及Ca2+和Mg2+溶出量,探讨不同条件下碳酸盐岩的溶蚀特征及规律.试验结果表明,在碳酸盐岩溶解过程中,水动力、酸液浓度和岩石岩性3个条件两两之间均存在交互作用.水动力条件变化对灰岩溶蚀的影响大于白云岩,且当溶液pH越小,水动力条件的影响越突出.不同类型碳酸盐岩的Ca2+、Mg2+溶出率存在显著差异性,这与地层中方解石与白云石含量有显著关系,当2<CaO/MgO<30时,反应级数变化明显;当30<CaO/MgO<66时,反应级数趋于稳定.
碳酸盐岩酸—岩反应微观形态变化化学反应速率溶蚀实验
西南喀斯特山地水土流失特点及有关石漠化的几个科学问题摘要:由于特殊的岩土组构,喀斯特坡地的水土流失具有如下特点:地表和地下流失相互叠加;地表产流、产沙少;纯碳酸盐岩区地下流失比例大.论文区别了石漠化和石质化的科学内涵,指出了喀斯特山地石漠化的核心是土地的石质化,提出了按照地面物质组成与裸岩率叠加的石漠化分类系统.根据土壤中硅酸盐矿物的物质平衡,提出了不同碎屑岩含量碳酸盐岩区的土壤允许流失量介于5%~500 t/(km2·a)之间.喀斯特坡地土壤虽然肥沃,但总量太少,矿质养分不足可能是石质坡地植物生产力低的重要原因.此外,根据农耕驱动土地石质化的机制,提出了相应的石漠化治理对策建议,具体是:(1)不但要治标,提高植被覆盖率,更要治本,防止或减缓土地石质化,同时还要增加群众收入;(2)按照坡地岩土组成的垂直分带特点,因地(土)制宜,开展治理;(3)重视矿质肥料的施用;(4)在纯碳酸盐岩土石质和石质坡地农田的小型蓄水工程修建中,要加强集流面建设.
喀斯特水土流失石漠化防治对策中国西南地区
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岩溶区隧道涌水研究现状及建议摘要:主要从涌水量预测、地质超前预报技术和涌水处理三个方面总结分析了岩溶区隧道涌水的研究现状,并就相关问题进行了探讨,提出了自己的见解.
岩溶隧道涌水量预测地质超前预报技术涌水处理规范化
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贵州喀斯特山区的石漠化及其生态经济治理模式摘要:分析了贵州喀斯特山区石漠化的分布及其影响效应,详细探讨了石漠化治理缓慢的难点与症结,阐述了石漠化治理应坚持的六条原则.在此基础上结合贵州喀斯特山区的自然、社会、经济发展的实际情况,从生产(技术)、生态、生活与发展等三个层面提出贵州喀斯特山区石漠化治理的生态经济优化模式.
石漠化生态经济治理模式贵州喀斯特山区
被引:215下载:1
表层带岩溶作用:以土壤为媒介的地球表层生态系统过程——以桂林峰丛洼地岩溶系统为例摘要:作者基于在桂林丫吉村岩溶试验场的长期、系统观测及有关实验研究进展,从影响岩溶作用的土壤化学因素、土壤CO2及土壤有机碳行为等方面论证了土壤对于表层带岩溶作用的媒介及驱动意义,提出岩溶地球化学过程涉及到土壤中Ca2+的移出及交换释放,土壤CO2对系统空气CO2浓度及HCO3-排释的控制,并指出土壤有机碳是岩溶作用碳转移的重要媒介.作者认为表层带岩溶系统的发育演进为石质岩溶→生物岩溶→土壤岩溶→生态系统岩溶,因而表层带岩溶作用是以土壤为媒介的表层生态系统过程.
表层带岩溶系统岩溶作用土壤媒介岩溶地球化学系统
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基于生态综合治理的石漠化演变规律与趋势讨论摘要:分析了中国南方石漠化现状及变化,以中国南方石漠化最为严重的贵州省为主要研究对象,研究了生态综合治理下石漠化的变化特征及发展趋势.数据表明:贵州省石漠化面积从2000年35 920km2(占全省总面的20.39%)发展到2005年的37 597km2(占全省总面的21.34%),5年间平均每年增加334.7km2.但与1975-1999年期间相比,石漠化增加的速度明显降低,生态治理工程一定程度上抑制了石漠化发展.贵州花江、清镇、毕节3个典型示范区石漠化监测数据表明,在生态治理工程实施下石漠化面积都逐年减小,说明石漠化是可以治理的,石漠化并不是"环境癌症".但是,预测数据表明,即使<贵州省喀斯特石漠化综合治理规划>的工程措施全部实施,到2030年贵州石漠化面积将仍占全省国土面积的14.9%.中国南方石漠化问题将长期存在,石漠化治理是一个长期、艰巨的任务,绝非一两个五年计划就能达到"山川秀美".要从根本上遏制石漠化增长的趋势和生态环境恶化的局面,仍需国家和地方在"十二五"期间及以后大规模的投入.
石漠化治理演变预测
被引:145
滑坡研究现状综述摘要:本文就滑坡的调查方法、稳定性评价、失稳模式、预报以及处理措施等简述滑坡研究的现状,对各种方法的适用性做出简要的评述,并指出滑坡研究的发展趋势.
滑坡稳定性失稳模式预报研究现状
被引:142
岩溶脆弱生态区生态恢复、重建的原理与方法摘要:西南岩溶山区又称岩溶脆弱生态区,该区生态系统功能脆弱、抗干扰能力低,面临严重的生态危机,急需修复和重建.针对西南岩溶区的生态恢复重建工程,从景观、系统、生物群落、种群等层次论述生态学原理与方法及其具体的运用.以生态学的原理与方法为指导,进行土地利用的优化设计,调整农村产业结构,通过全面封育与先锋群落的构建、实行乔灌藤草优化配置、生态防护林体系与特色农林产品基地建设结合,恢复良好的森林植被,是岩溶区生态恢复重建的基本步骤.
岩溶脆弱生态区生态重建生态学原理方法
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21世纪西南岩溶石漠化演变特点及影响因素摘要:文章通过分析西南岩溶地区石漠化面积遥感调查结果和相关统计资料,揭示了21世纪以来石漠化时空演变特征和影响因素.2015年,我国西南岩溶地区石漠化总面积降至9.2万km2,石漠化演变的总趋势由21世纪以前的加剧变化为21世纪的逐渐减缓,而且,西南岩溶区石漠化程度显著变轻,由21世纪初的以重、中度石漠化为主演变为以轻、中度石漠化为主,危害最大的重度石漠化面积比例由38.08%降至15.31%,说明石漠化趋势得到有效遏制.但石漠化演变存在较大的区域差异,主要与国家实施植被修复工程力度、影响植被恢复的岩溶地貌类型、地下水开发程度、雨水资源以及区域经济条件密切相关.植被建设规划面积与石漠化减少面积成正比,生态经济条件相对较好的峰林平原和溶丘洼地石漠化治理效果最好,地下水开发和比较丰沛的雨量可有力促进植被恢复和经济发展,居民贫困化可使石漠化恶化.
西南岩溶石漠化环境演变影响因素21世纪
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碳酸盐岩岩溶作用对大气CO2沉降的贡献摘要:精确预测大气CO2的未来变化对于预测全球气候变化是至关重要的.为此,需要确定大气CO2的源和汇及其随时间的变化.本文作者利用已发表和未发表的资料对一些实例进行了分析:首先讨论了碳酸盐岩岩溶作用(包括碳酸盐溶解及再沉积的共同影响)对土壤CO2和径流变化的敏感性;接着利用水化学-流量方法和碳酸盐岩石片试验方法得出了我国和世界碳酸盐岩地区因碳酸盐岩岩溶作用从大气中吸收的净CO2总量,即碳酸盐岩岩溶作用对大气CO2沉降的贡献.它们分别是:中国每年1800万tC,整个世界岩溶地区1.1亿tC;最后,文章据DBL理论模型计算得出世界碳酸盐岩地区碳酸盐岩溶解吸收CO2一项产生的大气CO2沉降量为每年4.1亿tC,继而得出全世界碳酸盐岩地区因碳酸盐再沉积而释放CO2产生的大气CO2源项为每年3亿tC.
碳酸盐岩岩溶土壤CO2大气CO2沉降
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