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昆明市阿子营黄龙泉域岩溶地下水动态水文地球化学研究

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昆明市阿子营黄龙泉域岩溶地下水动态水文地球化学研究

作者：毛龙富云南大学

学位级别：硕士

岩溶水赋存并运行于岩溶化岩层之中,是人类极其重要的生产生活水源之一。岩溶水文系统作为地球表层水循环系统的重要组成部分,具有脆弱性、敏感性、复杂性。解译浅层岩溶地下水水文地球化学动态变化规律对认识岩溶水循环过程和岩溶地区... 详细信息

岩溶水赋存并运行于岩溶化岩层之中,是人类极其重要的生产生活水源之一。岩溶水文系统作为地球表层水循环系统的重要组成部分,具有脆弱性、敏感性、复杂性。解译浅层岩溶地下水水文地球化学动态变化规律对认识岩溶水循环过程和岩溶地区可持续发展都具有重要的意义。基于逐周采样和在线监测获取典型岩溶区昆明市阿子营乡黄龙泉域水文—水化学—稳定同位素等数据。运用年内不均匀系数、完全调节系数、集中度和集中期等指标和时间序列法揭示浅层岩溶地下水水文动态变化特征及其规律。结合时间序列法、Piper三线示意图、PCA-混合端元法、δD-δO关系图等诸多方法探讨黄龙泉水特征,揭示典型岩溶泉水补给来源及其水文渗透运移过程。研究结论如下:(1)1951～2020年昆明市嵩明县的区域气候呈暖干化趋势;泉域的年内不均匀系数和完全调节系数、集中度总体呈降水—洞穴滴水—泉水垂直递减,其中季节性滴水>敏感性滴水>稳定性滴水;洞穴滴水、泉水的集中期比降水晚2个月。洞穴滴水、泉水对降水的滞留和响应时间为稳定性滴水>季节性滴水≥泉水>敏感性滴水;泉水对洞穴滴水的响应时间为季节性滴水>敏感性滴水>稳定性滴水。岩溶关键带水具有丰、枯期交替的季节性特征和降水—洞穴滴水—泉水垂直运移的水文分带性。(2)泉域的水化学类型属于HCO—Ca或HCO—Ca·Mg;汛期黄龙泉水受雨水淋溶的表层岩溶水补给,导致Ca、K、Al、Fe、HCO、Cl、F、Br、NO、总碳等在汛期高于枯水期。泉水的Mg、Na、Mn等阳离子浓度枯水期大于汛期,泉水Mg、Mn、Al、Fe、SO、F、Br等在平水期浓度最高。Ca、Mg、HCO、Mn、无机碳等大多数水化学组分主要溶解于碳酸盐,Ca、F、SO等来自萤石、氟磷灰石等,Br、Cl、Na等来源于溴酸盐或卤水。黄龙泉水、河水具有相似的补给来源,干季受深部地层水、裂隙水补给,雨季受历经雨水、土壤水、表层岩溶带水淋滤混和补给,导致水化学离子浓度先增后降。(3)泉域的δD、δO呈现出规律:泉水≤河水泉水>河水>洞穴滴水。黄龙泉水δD、δO、δO、d值均呈现汛期>平水期>枯水期。洞穴滴水δD、δO雨季偏负、干季偏正,枯水期>平水期>汛期,自敏感性滴水向稳定性滴水增强;黄龙泉水滴水δD、δO雨季偏正、干季偏负。(4)黄龙泉水和河水补给来源相似,主要补给源为大气降水和岩溶地下水,在雨季受洞穴水、管道、裂隙、孔隙水等淋滤混合补给,干季则受深部地层水、岩溶裂隙水等补给。泉水补给过程历经土壤、表层岩溶带水、包气带、饱水带,溪水源自表层岩溶带水。统筹利用泉水的水文、水化学、同位素等数据,形成分析黄龙泉域的三条线索,旨在对比探讨典型岩溶泉水的水文地球化学动态变化特征,解译岩溶含水层对降水的响应规律,揭示其补给来源及浅层岩溶地下水循环机理。进一步丰富岩溶关键带水文研究理论,以期为广大岩溶区保护水资源、防汛抗旱、人畜饮水安全提供科学参考。

关键词：黄龙泉域水文过程水化学稳定同位素补给机理

基于氢氧稳定同位素的青龙潭泉域岩溶地下水平均滞留时间分析

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水电能源科学 2022年第11期40卷 18-22页

作者：杨丽瑞刘宏张净净石宏博毛龙富付舒云南大学地球科学学院云南昆明650500 云南大学国际喀斯特联合研究中心云南昆明650223

为探究青龙潭泉域岩溶地下水平均滞留时间,基于白邑青龙潭岩溶地下水和降水的稳定同位素(δ^(18)O、δD)数据,利用正弦拟合方法分析地下水稳定同位素特征。结果表明,青龙潭泉域岩溶地下水氢氧稳定同位素表现出相似的变化特征,受蒸发作... 详细信息

为探究青龙潭泉域岩溶地下水平均滞留时间,基于白邑青龙潭岩溶地下水和降水的稳定同位素(δ^(18)O、δD)数据,利用正弦拟合方法分析地下水稳定同位素特征。结果表明,青龙潭泉域岩溶地下水氢氧稳定同位素表现出相似的变化特征,受蒸发作用、湿度和温度等因素影响,氢氧同位素雨季偏轻,旱季偏重;青龙潭泉域四个泉点平均滞留时间为32.4 d,地下水平均滞留时间易受气候变化和区域降水量的影响;由于岩溶水文地质条件的非匀质性、含水性及地下水的运移路径等条件控制,四个泉点地下水滞留时间有2.6~12.1 d的时间差。

关键词：氢氧稳定同位素氘盈余地下水平均滞留时间断陷盆地

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阿子营黄龙泉域地下水化学特征及演化

地球与环境 2023年第2期51卷 153-163页

作者：付舒毛龙富刘宏张净净杨丽瑞周恩民曹敏曹文峰云南大学地球科学学院昆明650500 云南大学国际喀斯特联合研究中心昆明650223

为认识岩溶泉域地下水化学特征及演化,通过监测昆明市阿子营黄龙泉域地下水化学参数,耦合运用Piper三线图、Schoeller图、主要离子比值法、反向水文地球化学等揭示岩溶泉域地下水化学特征及补给演化过程。结果表明:(1)黄龙泉域岩溶地下... 详细信息

为认识岩溶泉域地下水化学特征及演化,通过监测昆明市阿子营黄龙泉域地下水化学参数,耦合运用Piper三线图、Schoeller图、主要离子比值法、反向水文地球化学等揭示岩溶泉域地下水化学特征及补给演化过程。结果表明:(1)黄龙泉域岩溶地下水阳离子以Ca^(2+)、Mg^(2+)为主,阴离子以HCO^(-)_(3)、SO^(2-)_(4)为主,水化学类型以Ca-HCO3和Ca-Mg-HCO3为主。(2)泉域地下水离子主要源于方解石、白云石等碳酸盐岩的溶滤,其次为岩盐、硫酸盐、硅酸盐的溶解及阳离子交换作用。(3)补给区(洞穴水)向排泄区(泉水)的路径上发生方解石、白云石、石膏、萤石的沉淀,岩盐的溶解及阳离子(Ca^(2+)、Mg^(2+)、Na^(+)、K^(+))交换作用等。岩溶地下水化学过程受碳酸盐矿物风化溶解作用、离子交换作用和混合补给作用共同影响。研究为进一步探索岩溶地下水化学特征及演化机制,力求为广大岩溶地区水资源保护与开发提供科学参考。

关键词：岩溶地下水水化学离子来源反向水文地球化学黄龙泉域

基于水量平衡模型的喀斯特石漠化区集雨水窖分析

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水土保持研究 2021年第4期28卷 218-225页

作者：毛龙富刘宏陈瑞永杨丽瑞涂淼鑫云南大学地球科学学院昆明650500 云南大学国际喀斯特联合研究中心昆明650223

为了有效应用家庭集雨水窖解决喀斯特石漠化区人畜饮水困难问题,基于泸西县1959—2018年降水数据,利用降雨距平百分数等方法分析该地区年际、年内降雨变化特征;通过实地调研该地区的用水、产流、贮蓄等情况,运用水量平衡原理,建立了日... 详细信息

为了有效应用家庭集雨水窖解决喀斯特石漠化区人畜饮水困难问题,基于泸西县1959—2018年降水数据,利用降雨距平百分数等方法分析该地区年际、年内降雨变化特征;通过实地调研该地区的用水、产流、贮蓄等情况,运用水量平衡原理,建立了日降雨—用水平衡模型,着重探讨季风气候下不同旱涝年份降雨特征及其对水窖的影响,揭示喀斯特山区家庭饮用水窖的最佳尺寸。结果表明:(1)泸西县近60 a呈暖干化趋势,年际降雨变化大,干旱年出现频率为20%;年内降雨量分布极为不均匀,雨季降雨量占84.15%。(2)按屋顶集雨面积为100 m 2,每户家庭用水量0.159 m 3/d,模拟得出家庭水窖的最佳尺寸为25 m 3,干旱年雨水利用率可达到75.40%,家庭水窖非极端干旱年有效供水率R e≥95%,常年供水率期望值E(C)=95.19%,每口水窖至少可以提供人畜饮用水55.133 m 3/a。通过设计最佳的集雨水窖,提高雨水利用率和水窖供水率,有效解决了气候变化下喀斯特石漠化区水资源日趋匮乏的瓶颈。

关键词：喀斯特季风气候日水量平衡泸西集雨水窖

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冷水河水化学特征枯汛期对比

云南地理环境研究 2019年第6期31卷 39-45,F0002页

作者：毛龙富刘宏李伟亮云南大学资源环境与地球科学学院云南昆明650091 云南大学国际喀斯特联合研究中心云南昆明650223

基于盘龙江支流冷水河的Ca^(2+)、HCO3^-、F^-、Cl^-、NO2^-、NO3^-、SO4^(2-)、pH、EC、有机碳、无机碳、温度等理化参数,运用Pearson相关系数法、Piper三线图等方法,探讨冷水河水化学枯汛期变化特征。河水阴离子以HCO3^-、SO4^(2-)等... 详细信息

基于盘龙江支流冷水河的Ca^(2+)、HCO3^-、F^-、Cl^-、NO2^-、NO3^-、SO4^(2-)、pH、EC、有机碳、无机碳、温度等理化参数,运用Pearson相关系数法、Piper三线图等方法,探讨冷水河水化学枯汛期变化特征。河水阴离子以HCO3^-、SO4^(2-)等为主,Ca^(2+)、HCO3^-与EC、无机碳等正相关显著,与pH、T负相关显著;SO4^(2-)与Cl^-正相关显著,与HCO3^-负相关显著。HCO3^-、Ca^(2+)、有机碳、SO4^(2-)等浓度枯水期高于汛水期,NO3^-则反之。汛水期,温度和SO4^(2-)浓度呈微增趋势,有机碳、无机碳和F^-、Cl^-、NO2^-、NO3^-等浓度与水源泉十分接近;枯水期沿流程离子浓度变化相对稳定,与水源泉水相近。冷水河水化学变化与气候条件、土地利用、分散和集中补给等多种因素有关。

关键词：盘龙江松花坝水库冷水河水化学

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岩溶关键带年内水文动态变化规律

水资源与水工程学报 2021年第6期32卷 116-124页

作者：毛龙富刘宏周恩民易琦党翠翠杨丽瑞付舒张净净云南大学地球科学学院云南昆明650500 云南大学国际喀斯特联合研究中心云南昆明650223

解译岩溶关键带水文动态变化规律对进一步认识岩溶水循环机制及岩溶区地下水资源可持续利用都有着重要的意义。基于典型岩溶区昆明市阿子营乡黄龙泉域的大气降水、不同类型洞穴滴水、泉水等逐周连续监测的水文气象数据,运用年内分配不... 详细信息

解译岩溶关键带水文动态变化规律对进一步认识岩溶水循环机制及岩溶区地下水资源可持续利用都有着重要的意义。基于典型岩溶区昆明市阿子营乡黄龙泉域的大气降水、不同类型洞穴滴水、泉水等逐周连续监测的水文气象数据,运用年内分配不均匀系数、完全调节系数、集中度和集中期等指标和时间序列法揭示岩溶区降水→洞穴滴水→泉水的年内水文动态变化特征及其规律。结果表明:年内分配不均匀系数、完全调节系数、集中度总体呈降水→洞穴滴水→泉水垂直递减,其中敏感性滴水≤稳定性滴水<季节性滴水;泉水水位、洞穴滴水的集中期比降水滞后约2个月。泉水水位、洞穴滴水对降水响应的滞后时间为敏感性滴水<泉水水位≤季节性滴水<稳定性滴水。岩溶关键带水具有丰、枯期交替的季节性特征和降水→洞穴滴水→泉水垂直运移的水文分带性,黄龙泉由点状、线状、面状等多种方式补给,为季节性波动大的常流岩溶泉。

关键词：岩溶地下水岩溶关键带垂直渗透过程水文动态分析季节性特征黄龙泉域

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典型喀斯特山区饮用窖水质量监测及评价

中国农村水利水电 2021年第5期 155-159页

作者：毛龙富刘宏陈瑞永杨丽瑞黎子谦刘宇云南大学地球科学学院昆明650091 云南大学国际喀斯特联合研究中心昆明650223

为揭示喀斯特山区饮用窖水质量状况,保障广大喀斯特山区饮用水安全。基于实地监测滇东南典型喀斯特山区饮用窖水及公共集水池水的物理、化学、微生物等指标,应用饮用水单项指数法、综合指数法对其评价。研究表明:①窖水的化学指标(Si、... 详细信息

为揭示喀斯特山区饮用窖水质量状况,保障广大喀斯特山区饮用水安全。基于实地监测滇东南典型喀斯特山区饮用窖水及公共集水池水的物理、化学、微生物等指标,应用饮用水单项指数法、综合指数法对其评价。研究表明:①窖水的化学指标(Si、Mn)、微生物指标严重超标,单项指标超标程度:CF>SL>Si>Mn>TC=EC1>余氯=总氯;总氯、余氯在过渡期超标,少数水窖的pH、色度、浊度等超标。②窖水水质较好的Ⅱ类占66.07%,较差的Ⅲ类为33.93%,经处理后均可饮用。③窖水质量具有时空特征,受集雨径流、区域地质背景和人为活动共同影响。

关键词：喀斯特滇东南山区集雨水窖水质

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兔人工授精及配套饲养技术示范与推广

宁波农业科技 2002年第1期 30-31页

作者：李志勇毛龙富徐利民张黎霞鄞县五乡镇兽医站鄞县畜牧兽医技术服务中心

鄞县五乡镇地处半山区,牧草资源丰富,农户有传统的养兔习惯。特别是本镇的同岙、沙堰、横山、明堂岙等村,农民利用废弃的萝卜菜、甘薯藤、土豆藤等,养殖长毛兔,獭兔和肉用兔。

关键词：兔人工授精饲养管理示范推广经济效益

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长江中游走马岭古城兴衰的环境背景研究

地理学报 2024年第5期79卷 1211-1230页

作者：郭爱鹏毛龙江单思伟莫多闻余西云南京信息工程大学科学技术史研究院南京210044 南京信息工程大学海洋科学学院南京210044 武汉大学历史学院武汉430072 北京大学城市与环境学院北京100871

史前城址作为早期城市演化的关键组成部分,与气候、地貌以及水文等区域环境因素密切相关。然而,目前的研究在考虑史前城址相关的区域环境因素方面存在不足。本文基于长江中游地区典型遗址走马岭古城的上津湖钻孔沉积记录和完整的年代框... 详细信息

史前城址作为早期城市演化的关键组成部分,与气候、地貌以及水文等区域环境因素密切相关。然而,目前的研究在考虑史前城址相关的区域环境因素方面存在不足。本文基于长江中游地区典型遗址走马岭古城的上津湖钻孔沉积记录和完整的年代框架,结合元素地球化学等气候代用指标分析,重建了中晚全新世走马岭古城遗址的区域沉积环境演变过程,并探讨了其与人类活动的关系。研究发现:(1)6.4—5.3 ka BP期间,CIA、Rb/Sr、Mn/Ti值总体较高,Be、Saf值呈相反趋势,指示气候较温暖湿润。此时屈家岭下层文化时期的先民在走马岭修建城址。(2)5.3—4.7 ka BP期间,CIA、Rb/Sr、Mn/Ti值上升至峰值,气候暖湿。稻作农业得到发展,屈家岭文化在走马岭古城达到鼎盛。其中4.7—4.6 ka BP期间,粒度参数异常上升,指示古城发生强降水导致的洪水事件。(3)4.7—4.2 ka BP期间,气候转向凉干,古城的石家河文化逐渐衰落。(4)4.2—2.4 ka BP期间,CIA、Rb/Sr、Mn/Ti值降至最低,气候变凉干,古城在3.9 ka BP被废弃。(5)2.4—0.3 ka BP期间,CIA和Rb/Sr值回升,Saf和Be值下降,气候回暖。0.8 ka BP左右,上津湖形成。0.3—0.1 ka BP期间,CIA、Rb/Sr值大幅降低,Be和C/N值异常升高,指示在明清小冰期的鼎盛期,走马岭气候寒冷干旱。但是当时围垦等人类活动频繁,初级生产力高。走马岭古城的城内水源主要依赖东南侧的蛇子岭水体,雨季时打开西水门,洪水通过壕沟排入上津湖。旱季时关闭西水门,靠城外蛇子岭水体引水供城内用水。后期气候转向凉干时,水体枯竭导致走马岭古城的壕沟系统失去作用,古城被废弃。

关键词：全新世长江中游环境演变城壕走马岭古城