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Groundwater resources in karst area in Southern China and sustainable utilization pattern

Journal of Groundwater Science and Engineering 2016年第4期4卷 301-309页

作者： xia ri-yuan Institute of Karst Geology Chinese Academy of Geological SciencesMinistry of Land and ResourcesGuangxi Zhuang Autonomous Region Karst Dynamics Key Laboratory

Occurrence conditions of groundwater in southern karst area are complicated. The water-bearing media in the karst have multiplicity, and the groundwater is hosted in holes, gaps, seams, pipes and caves. The karst water shows heterogeneity where fast and slow flow coexist, and the Darcy and non-Darcy flow coexist, and the liquid flow, the gas flow and solid flow coexist. The evaluation and investigation indicates that the mineable resource of karst groundwater is about 53.44 billion m^3/y, and the current exploitation quantity is merely 6.565 billion m^3/year. The exploitation and utilization potential is gigantic. In the region there are altogether 2 763 karst subterranean rivers with a total length of 12 687 km. The dry season runoff volume equals to 47 billion m^3/year. At present the exploitation is only 10%. Four effective utilization models of karst groundwater resources have been put forward.(1) The karst hills-depression zone formed the surface-underground united reservoir. By digging tunnels, water diversion irrigation and generating electricity, the ecological economy is developed.(2) In the deep-cut peak cluster depression area, by using the high-part Epikarst spring and constructing the regulation and storage water tank, the stereo ecological agriculture is developed.(3) In the karst peak forest plain and hilly-gully area, the pump-type underground regulating reservoir is constructed and the water-saving ecological agriculture is strengthened.(4) In the fault basin region with the surrounding groundwater runoff belting beam backwater, the water resources are jointly controlled to develop a fruit crop base within the basin.

关键词： Karst area Subterranean river Water resources Sustainable utilization

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广西都安县三只羊地区与贵州罗甸县大关地区岩溶石漠化进程对比分析

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中国岩溶 2007年第4期26卷 291-296页

作者：莫源富奚小双夏日元中南大学地学与环境工程学院湖南长沙410083 中国地质科学院岩溶地质研究所广西桂林541004

基于遥感数据得出贵州罗甸县大关地区和广西都安县三只羊地区三个时期的土地覆盖类型数据。通过对这些不同时期土地覆盖类型数据的分析,发现大关地区从1979年到2001年,植被面积减少,石漠面积增加,土地覆盖类型以灌木林→灌丛→荒草地→... 详细信息

基于遥感数据得出贵州罗甸县大关地区和广西都安县三只羊地区三个时期的土地覆盖类型数据。通过对这些不同时期土地覆盖类型数据的分析,发现大关地区从1979年到2001年,植被面积减少,石漠面积增加,土地覆盖类型以灌木林→灌丛→荒草地→石漠的方向变化为主,岩溶生态环境朝着恶劣的方向即典型的石漠化方向发展;而都安三只羊地区则相反,从1976年至2002年,植被面积增加,石漠面积减少,土地覆盖类型的主导变化方向是石漠→荒草地→灌丛→灌木林,即反石漠化方向,岩溶生态环境总的趋势是朝着良性的方向发展。两地的石漠化进程不同的原因主要在于土地利用的方式不同,大关地区采取的是劈山造田的方式来解决紧张的人地关系;而三只羊地区则是采取生态移民的方式。

关键词：岩溶石漠化遥感都安县三只羊罗甸县大关

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基于GMS的北京西郊垃圾场地下水溶质运移模拟

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人民黄河 2012年第11期34卷 85-87,90页

作者：王喆卢丽夏日元中国地质科学院岩溶地质研究所广西桂林541004 国土资源部岩溶动力学重点实验室广西桂林541004

地下水溶质运移模型是找出污染物迁移规律、确定污染范围及污染物浓度分布的重要手段,可以为地下水资源管理和地下水污染修复提供定量依据。以北京市西郊典型地段为研究区,利用GMS软件建立地下水溶质运移模型,在南水北调来水后,地下水... 详细信息

地下水溶质运移模型是找出污染物迁移规律、确定污染范围及污染物浓度分布的重要手段,可以为地下水资源管理和地下水污染修复提供定量依据。以北京市西郊典型地段为研究区,利用GMS软件建立地下水溶质运移模型,在南水北调来水后,地下水开采方案改变条件下,预测了Cl-、NO23-和THD浓度场。结果表明:垃圾填埋场污染物浓度整体呈上升趋势,劣质水面积增大,需要对原有地下水开采方案进行调整,防止地下水污染范围扩大。

关键词： GMS 溶质运移数值模拟地下水污染北京市

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不同补给条件下裂隙岩溶含水系统演化规律

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水电能源科学 2017年第5期35卷 73-76页

作者：王喆卢丽夏日元中国地质科学院岩溶地质研究所广西桂林541004

研究岩溶含水系统演化规律,对合理利用岩溶水资源及岩溶工程建设有重要意义。以Fracture To Karst程序为基础,耦合地下水渗流模型和溶蚀动力学模型,构建裂隙岩溶含水系统二维剖面演化模型,模拟不同补给条件下裂隙岩溶含水系统的演化规... 详细信息

研究岩溶含水系统演化规律,对合理利用岩溶水资源及岩溶工程建设有重要意义。以Fracture To Karst程序为基础,耦合地下水渗流模型和溶蚀动力学模型,构建裂隙岩溶含水系统二维剖面演化模型,模拟不同补给条件下裂隙岩溶含水系统的演化规律。模拟结果表明,在演化过程中,两种系统的水位逐渐下降,泉排泄点减少,最终在侵蚀基准面处形成大泉;系统的差异溶蚀形成优势裂隙,袭夺河流补给水流和降雨补给水流,最终形成岩溶管道,降雨补给系统的溶蚀集中在潜水面附近,河流补给系统的溶蚀则向深层裂隙拓展。不同补给条件形成了不同的泉发育模式,降雨补给系统,泉由汇向源发育,而河流补给系统,泉由源向汇发育。研究成果为预测岩溶发育程度、分析岩溶发育规律和构建合理的演化模型提供了依据。

关键词：裂隙岩溶含水系统演化规律数值模拟溶蚀泉

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宜万铁路马鹿箐隧道岩溶突水来源分析

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水文地质工程地质 2007年第2期34卷 71-74,80页

作者：金新锋夏日元梁彬中国地质科学院岩溶地质研究所桂林541004

马鹿箐隧道是宜万铁路22座长、特长隧道之一,全长7 879m,最大埋深600m。2006年1月21日发生特大突水事故,最大突水量达30×104m3/h,造成重大损失。为查明突水来源,在突水区附近约5km2范围内采集不同类型的水样21个,淤泥样2个,采用水文地... 详细信息

马鹿箐隧道是宜万铁路22座长、特长隧道之一,全长7 879m,最大埋深600m。2006年1月21日发生特大突水事故,最大突水量达30×104m3/h,造成重大损失。为查明突水来源,在突水区附近约5km2范围内采集不同类型的水样21个,淤泥样2个,采用水文地球化学方法对这些水样进行水化学分析和同位素分析,还对淤泥和部分水样做了14C测年。通过对比样品分析结果,运用水文地球化学理论和同位素水文地质方法,认为突水来源为年代较老的溶洞封存水。

关键词：水文地球化学同位素马鹿箐隧道突水

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鄂尔多斯盆地奥陶系压释水岩溶地球化学模拟

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沉积学报 2005年第2期23卷 354-360页

作者：席胜利郑聪斌夏日元西北大学地质系长庆油田公司勘探开发研究院西安710021 国土资源部岩溶地质研究所广西桂林541004

鄂尔多斯盆地的压释水岩溶是在中深埋藏条件下,富含有机酸的压释水渗入碳酸盐岩含水层所产生的溶蚀作用过程及岩溶化结果。从矿物的化学成分上来看,具有较低的Sr,较高的Fe、Mn含量,反映了埋藏较深、温度较高的成因环境。包裹体的大小、... 详细信息

鄂尔多斯盆地的压释水岩溶是在中深埋藏条件下,富含有机酸的压释水渗入碳酸盐岩含水层所产生的溶蚀作用过程及岩溶化结果。从矿物的化学成分上来看,具有较低的Sr,较高的Fe、Mn含量,反映了埋藏较深、温度较高的成因环境。包裹体的大小、形态和分布特征显示矿物形成于水流交替缓慢,温度、压力及溶液浓度变化较为稳定的环境;包裹体的化学成分表明压释水岩溶作用较强的地区,溶解离子含量较低,pH值较低;包裹体同位素分析结果显示溶蚀孔、缝充填物的(D值较高,形成于氘富集的热卤水环境。通过压释水岩溶的地球化学模拟试验与系统分析得出:压释水的溶蚀动力源于有机酸的介入;压释水的溶蚀过程是一个缓慢的渗流扩散过程;压释水的溶蚀强度与有机酸的含量密切相关。

关键词：鄂尔多斯盆地压释水岩溶包裹体溶蚀动力溶蚀强度地球化学模拟

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岩溶地下水系统演化的数值模拟

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长江科学院院报 2013年第7期30卷 22-28页

作者：王喆卢丽夏日元石胜良中国地质科学院岩溶地质研究所广西桂林541004 中国地质科学院国土资源部岩溶动力学重点实验室广西桂林541004 广东省地质矿产公司广州510083

为了研究岩溶地区泉域系统演化过程及对泉流量进行预测,耦合了渗流模型和岩溶动力模型,对均质和非均质2种条件下泉域系统进行了溶蚀演化模拟。从模拟结果上可以看出,均质含水系统初期水位变化较小,中后期下降明显,而非均质含水系统初期... 详细信息

为了研究岩溶地区泉域系统演化过程及对泉流量进行预测,耦合了渗流模型和岩溶动力模型,对均质和非均质2种条件下泉域系统进行了溶蚀演化模拟。从模拟结果上可以看出,均质含水系统初期水位变化较小,中后期下降明显,而非均质含水系统初期下降明显,中后期水位稳定;在张开度方面,非均质模型在相同时段内张开度的最在值却比均质系统要大4～5 cm。2个泉域系统的泉流量都经过了初期较小,中后期迅速增大的过程,只是增大的时间和每个时间点的泉流量不同,非均质系统增大时间更早,流量更大,分别用指数函数和多项式函数来拟合了均质和非均质系统泉流量过程曲线。研究结果为岩溶地下水系统演化模拟提供了一个新方法,同时也为岩溶地区地下水资源评价研究提供了科学依据。

关键词：泉域演化泉流量均质性非均质性

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西南岩溶地区地下河水质影响因素的R型因子分析——以桂林寨底地下河为例

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桂林理工大学学报 2014年第1期34卷 45-50页

作者：王喆夏日元 Chris Groves 卢丽中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室广西桂林541004 Department of Geography and Geology Western Kentucky University

利用R型因子分析法对桂林寨底地下河水化学数据进行分析,识别出影响寨底地下河水质因素的4个主因子:因子1以Ca2+、HCO-3和总硬度为主,表明方解石矿物的溶滤作用对地下水水化学组分的影响;因子2以K++Na+和Cl-为主,反映含水介质易溶盐对... 详细信息

利用R型因子分析法对桂林寨底地下河水化学数据进行分析,识别出影响寨底地下河水质因素的4个主因子:因子1以Ca2+、HCO-3和总硬度为主,表明方解石矿物的溶滤作用对地下水水化学组分的影响;因子2以K++Na+和Cl-为主,反映含水介质易溶盐对水化学组分的重要影响;因子3以SO2-4和NO-3为主,代表了人类活动(农药和化肥的使用、生活污水的污染)对地下水水化学组分的影响作用;因子4以pH和Mg2+为主,反映了弱碱性水环境下白云石矿物的溶滤作用对地下水水化学组分的影响作用。

关键词： R型因子分析西南岩溶地区地下河水质溶滤作用人类活动

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湘西洛塔岩溶生态微景观结构对表层岩溶泉的影响

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中国水土保持 2006年第11期 35-37页

作者：姚昕夏日元唐健生中国地质科学院岩溶地质研究所广西桂林541004

以湘西洛塔典型表层岩溶泉域为例,从表层泉水动态变化和水化学变化两方面研究了微景观结构对表层岩溶泉水调蓄功能的影响。表层岩溶泉降水入渗系数、水动态变化以及水化学组分含量与微景观结构的植被和土壤的覆盖程度呈正相关关系;景观... 详细信息

以湘西洛塔典型表层岩溶泉域为例,从表层泉水动态变化和水化学变化两方面研究了微景观结构对表层岩溶泉水调蓄功能的影响。表层岩溶泉降水入渗系数、水动态变化以及水化学组分含量与微景观结构的植被和土壤的覆盖程度呈正相关关系;景观结构和景观类型的空间组合及其变化影响着表层岩溶带的水动态变化。改善生态环境,对增强表层岩溶带的调蓄功能具有重要意义。

关键词：微景观结构表层岩溶泉岩溶生态湘西洛塔

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典型岩溶水系统中溶解性有机质的运移特征

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环境科学 2014年第5期35卷 1766-1772页

作者：姚昕邹胜章夏日元许丹丹姚敏聊城大学环境与规划学院聊城252059 中国地质科学院岩溶地质研究所桂林541004

西南岩溶水系统中有机质和养分有独特的产生、分解和保存方式,了解有机质与养分循环耦合机制是恢复和优化调控这些脆弱生态系统退化的科学基础.以桂林寨底地下河系统为研究对象,对岩溶地下水的补给、径流、排泄过程中DOM的性质和行为变... 详细信息

西南岩溶水系统中有机质和养分有独特的产生、分解和保存方式,了解有机质与养分循环耦合机制是恢复和优化调控这些脆弱生态系统退化的科学基础.以桂林寨底地下河系统为研究对象,对岩溶地下水的补给、径流、排泄过程中DOM的性质和行为变化进行示踪分析,为深刻认识岩溶地下水DOM的生物地球化学循环提供科学依据.结果表明共检验出3种DOM荧光组分,其中C1、C2为陆源输入的类腐殖质荧光有机物,C3则为内源类蛋白酪氨酸荧光有机物.DOM荧光组分以陆源类腐殖质荧光组分为主,反映了夏季丰水期外源输入对地下水系统DOM的重要贡献.与传统理化指标相比,岩溶地下水系统的DOM空间变化更加明显,也更能反映出地下水系统的细微变化.传统的理化指标主要反映地下河系统的区域特征,而DOM荧光组分则更多地反映了采样点的类型差异.

关键词：岩溶地下水系统溶解性有机质三维荧光光谱-平行因子分析法来源辨析

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