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金佛山世界遗产地岩溶地下河系统硝酸盐来源与转化

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湖泊科学 2019年第5期31卷 1299-1309页

作者：明晓星杨平恒谢世友盛婷罗丹西南大学地理科学学院岩溶环境重庆市重点实验室自然资源部岩溶生态环境-重庆南川野外基地

地下水硝酸盐污染已成为一个普遍的环境问题.为研究重庆金佛山水房泉岩溶地下河系统的硝酸盐来源与转化,于2017年4-10月每24d左右对地下河系统内的某酒店自来水、化粪池、1^#落水洞、水房泉4个采样点开展监测,进行水化学和δ^15Nnitrat... 详细信息

地下水硝酸盐污染已成为一个普遍的环境问题.为研究重庆金佛山水房泉岩溶地下河系统的硝酸盐来源与转化,于2017年4-10月每24d左右对地下河系统内的某酒店自来水、化粪池、1^#落水洞、水房泉4个采样点开展监测,进行水化学和δ^15Nnitrate、δ^18Onitrate同位素分析.某酒店污水经化粪池处理后,由1^#落水洞排入地下河,最后在水房泉排泄.结果表明:①水房泉NO-3浓度范围为4.65~10.20mg/L,相对于我国生活饮用水标准处于较低水平;化粪池、1^#落水洞、水房泉3个采样点电导率和NO3^-、Cl^-浓度的高值期与游客人数增多对应关系较好.②某酒店自来水δ^15Nnitrate值为3.7‰~5.8‰、δ^18Onitrate值为1.6‰~2.7‰,说明硝酸盐主要来源为土壤有机氮,处于自然背景值;1^#落水洞δ^15Nnitrate值为14.4‰~21.1‰、δ^18Onitrate值为3.5‰~11.2‰,显示硝酸盐主要来源为粪肥污水;化粪池和水房泉的δ^15Nnitrate值为3.7‰~17.0‰、δ^18Onitrate值为-9.0‰~7.3‰,表明硝酸盐主要来源为土壤有机氮与粪肥污水,显示其硝酸盐主要污染源是酒店生活废污水.③某酒店自来水、水房泉地下水的硝酸盐转化过程以同化作用为主;化粪池污水以硝化作用为主,是岩溶地下河系统硝酸盐的重要来源之一;1^#落水洞污水表现为反硝化作用.④基于SIAR模型对水房泉的硝酸盐来源进行定量解析,发现大气降水、土壤有机氮和粪肥污水的贡献率分别为28%、36%和36%左右.

关键词：地下河硝酸盐氮氧同位素来源与转化 SIAR模型金佛山

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岩溶地下河沉积物对氨氮的等温吸附特征

环境科学 2011年第2期32卷 501-507页

作者：郭芳陈坤琨姜光辉中国地质科学院岩溶地质研究所国土资源部岩溶动力学重点实验室桂林541004 江西省九江市环境科学研究所九江332000

岩溶含水层是西南地区最重要的含水层之一.含水层的管道系统蕴藏着丰富的沉积物,这些沉积物可能成为污染物运移和转化的载体.以广西柳州市2个典型地下河系统为例,通过室内模拟的方法,研究地下河沉积物对氨氮的吸附特征.沉积物对氨氮的... 详细信息

岩溶含水层是西南地区最重要的含水层之一.含水层的管道系统蕴藏着丰富的沉积物,这些沉积物可能成为污染物运移和转化的载体.以广西柳州市2个典型地下河系统为例,通过室内模拟的方法,研究地下河沉积物对氨氮的吸附特征.沉积物对氨氮的吸附平衡时间都小于2 h,最短的时间不足1 h,沉积物5 h平衡吸附量达到了最大吸附量的71%～98%.沉积物对氨氮吸附的最大吸附量Qmax为385.5 mg/kg.在实验设定的浓度范围内,NH 4+吸附量随液相NH 4+平衡浓度的增大而增大,沉积物对氨氮的吸附量与氨氮的吸附平衡浓度基本呈线性关系.吸附-解析平衡浓度都较低,表明地下河沉积物对氨氮具有较大的吸附潜力.在低浓度及高浓度条件下,Langmuir和Tempkin模型对数据无法拟合或拟合结果没有达到显著水平,而Linear模型和Freundlich模型的拟合效果均达到了极显著水平.对不同地质背景的2条地下河的不同沉积物类型、不同取样时间和深度的研究表明,沉积物对氨氮的吸附特征并未按沉积物类型而分类,原因一是沉积物在发育的气候、地质、水文条件及污染历史、现状上没有大的差别,二是下一步应增加pH、盐度等因素对沉积物吸附解吸行为的影响研究.

关键词：岩溶地下河沉积物吸附解吸

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地下河不同流量状态下溶质运移的参数及模拟

南京大学学报（自然科学版） 2016年第3期52卷 496-502页

作者：郭芳姜光辉于奭林玉石中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部岩溶动力学重点实验室桂林541004 联合国教科文组织国际岩溶研究中心桂林541004

在官村地下河流域一段长为750m的管道进行了十一次弥散试验,以考察岩溶管道流的溶质运移行为.采用NaCl作为示踪剂,利用电导仪记录浓度的变化和流速仪测量管道流的流量.试验表明溶质的平均运移速度为1.3~5.8cm·s-1,通过弥散试验求的管... 详细信息

在官村地下河流域一段长为750m的管道进行了十一次弥散试验,以考察岩溶管道流的溶质运移行为.采用NaCl作为示踪剂,利用电导仪记录浓度的变化和流速仪测量管道流的流量.试验表明溶质的平均运移速度为1.3~5.8cm·s-1,通过弥散试验求的管道平均截面面积在不同流量时差别不大,表明岩溶管道处于有压管流状态,并且雷诺数大于20000,据此判断管道流为紊流.弥散系数与溶质平均运移速度之间为近似线性关系.利用经典对流弥散方程以及由试验结果取得的参数模拟溶质的穿透曲线,发现模拟结果的溶质运移总比实际滞后,这种现象与模拟时管道形状的平均化处理无关,是用管道截面平均流速代替管道截面实际流速产生的.改用代表暂存区机理的溶质运移模型模拟试验结果,将管道水流截面分为主流区和不流动区,模拟结果与实际吻合,这解释了溶质平均运移时间提前和穿透曲线出现拖尾的原因.

关键词：岩溶管道地下河溶质运移示踪试验数值模拟

岩溶地下河在SWAT中的概化方法——以毕节倒天河流域为例

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中国岩溶 2020年第5期39卷 665-672页

作者：张程鹏张凤娥耿新新冀俊杰陈永康中国地质科学院水文地质环境地质研究所石家庄050061 自然资源部地下水科学与工程重点实验室石家庄050061 贵州省毕节市水文水资源局贵州毕节551700

岩溶地下河的存在严重影响了土壤和水评估工具(SWAT)在岩溶地区的普遍适用性。针对岩溶地下河在SWAT中的概化问题,提出基于数字高程模型(DEM)预处理结合SWAT流域自动识别功能的方法,将岩溶地下河暴露于地表,把岩溶区复杂的地表-地下二... 详细信息

岩溶地下河的存在严重影响了土壤和水评估工具(SWAT)在岩溶地区的普遍适用性。针对岩溶地下河在SWAT中的概化问题,提出基于数字高程模型(DEM)预处理结合SWAT流域自动识别功能的方法,将岩溶地下河暴露于地表,把岩溶区复杂的地表-地下二元结构简化为地表一元结构,并以贵州毕节地下河发育的倒天河流域为例进行应用。结果表明:①对比未经概化地下河建立的模型,概化地下河建立的模型识别流域面积增大30.73%,子流域个数增加29.27%,水文响应单元(HRU)个数增加43.82%;②参数取最大物理意义范围时,未经概化地下河建立的模型p因子=0.64,不满足建模条件,物理模型本身存在问题;③概化地下河建立的模型月步长模拟结果:校准期R2=0.96,NS=0.96,验证期R2=0.94,NS=0.93,月尺度模拟效果非常好。岩溶地下河概化方法使SWAT在流域划分方面更加合理,搭建的模型模拟更加合理。该研究拓展了SWAT模型在岩溶区的应用。

关键词：岩溶流域地下河概化水文模型 SWAT

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岩溶地下河在水源热泵工程中的优势特征分析

西部探矿工程 2022年第5期34卷 147-149,153页

作者：田小林贵州省地质矿产勘查开发局114地质大队贵州遵义563000 贵州浅层地温能开发有限公司贵州贵阳550081

岩溶地下河一般具有岩溶发育强烈、径流迅速和量大集中等特点,在水源热泵工程中兼具地表水和地下水的综合优势。通过对贵州百里杜鹃桥头地下河水文地质条件及岩溶发育特征的综合研究,分析了岩溶地下河水源热泵开发利用在尾水回灌、循环... 详细信息

岩溶地下河一般具有岩溶发育强烈、径流迅速和量大集中等特点,在水源热泵工程中兼具地表水和地下水的综合优势。通过对贵州百里杜鹃桥头地下河水文地质条件及岩溶发育特征的综合研究,分析了岩溶地下河水源热泵开发利用在尾水回灌、循环利用量、取热排热、经济成本及地质环境影响等方面的优势,以期为区内浅层地热能开发利用规划和热泵系统工程建设提供依据,同时对在岩溶区开展类似研究具有一定的参考和借鉴意义。

关键词：岩溶地下河水源热泵优势

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地下河洞穴发育的系统演化

中国岩溶 1996年第1期15卷 157-166页

作者：朱学稳张元海

洞穴成因在岩溶学理论研究中占有极其重要的地位，岩溶洞穴的渗流带，潜流带和地下水面生成理论是众所周知的，ＤａｖｉｓＷ．Ｍ（１９３０）提出了灰岩洞穴成因的两循环模式，即洞穴的发育早期在潜流带，后期则入于渗流带中，本世纪７... 详细信息

洞穴成因在岩溶学理论研究中占有极其重要的地位，岩溶洞穴的渗流带，潜流带和地下水面生成理论是众所周知的，ＤａｖｉｓＷ．Ｍ（１９３０）提出了灰岩洞穴成因的两循环模式，即洞穴的发育早期在潜流带，后期则入于渗流带中，本世纪７０年代以来，ＦｏｒｄＤ．Ｃ进一步提出了灰岩洞穴自潜流带向地下水面发展的四状态模型（ｔｈｅｆｏｕｒ－ｓｔａｔｅｍｏｄｅｌ）是近代灰岩洞穴成因理论研究的重要进展。

关键词：地下河洞穴发育系统演化岩溶类型划分

重庆典型岩溶区地下河中溶解态正构烷烃、脂肪酸来源、迁移及转化

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环境科学 2015年第9期36卷 3212-3219页

作者：梁作兵孙玉川王尊波师阳江泽利张媚谢正兰廖昱西南大学地理科学学院三峡库区生态环境教育部重点实验室重庆400715 中国地质科学院岩溶地质研究所国土资源部/ 广西岩溶动力学重点实验室桂林541004

为阐述青木关地下河中溶解态正构烷烃和脂肪酸的来源、迁移及转化研究,2013年7月31日、10月25日分别在青木关地下河入口、天窗和出口处进行采样,并利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对样品中溶解态正构烷烃、脂肪酸的组分进行定量分析.结... 详细信息

为阐述青木关地下河中溶解态正构烷烃和脂肪酸的来源、迁移及转化研究,2013年7月31日、10月25日分别在青木关地下河入口、天窗和出口处进行采样,并利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对样品中溶解态正构烷烃、脂肪酸的组分进行定量分析.结果表明,7月和10月样品中溶解态正构烷烃、脂肪酸的平均含量分别为1 354、667 ng·L-1和24 203、2 526ng·L-1.溶解态正构烷烃和脂肪酸的含量随地下河运移距离的增加均呈降低的趋势;基于正构烷烃分子特征参数CPI、OEP、Paq和R(ΣC≤20含量与总量的百分比)发现7月青木关地下河中溶解态正构烷烃主要来源于细菌等微生物和藻类.10月主要来源于地表水生植物,但随着地下河运移距离的增加,藻类和细菌等微生物的贡献逐渐增大;溶解态脂肪酸C16:0比例最高,结合碳峰分布特征显示7月和10月水样中,藻类和细菌等微生物为地下河中溶解态脂肪酸的主要来源.

关键词：地下河溶解性有机质正构烷烃脂肪酸生物标志化合物

岩溶地下河中HCHs和DDTs的分布特征与健康风险评价

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中国环境科学 2010年第6期30卷 802-807页

作者：胡英祁士华兰兰张婉珈齐书蕾中国地质大学生物地质与环境地质教育部重点实验室湖北武汉430074

为研究岩溶地区水环境中有机氯农药对人体健康产生的潜在危害风险,对广西、云南、重庆和贵州地下河中的HCHs和DDTs进行了检测,并应用水环境健康风险评价模型对其进行了健康风险的评价.结果表明,HCHs在广西、云南、重庆和贵州的岩溶地下... 详细信息

为研究岩溶地区水环境中有机氯农药对人体健康产生的潜在危害风险,对广西、云南、重庆和贵州地下河中的HCHs和DDTs进行了检测,并应用水环境健康风险评价模型对其进行了健康风险的评价.结果表明,HCHs在广西、云南、重庆和贵州的岩溶地下河中的含量平均值分别为3.39,4.60,15.18,19.06ng/L;DDTs在相应地区的平均浓度分别为1.36,3.01,13.41,15.05ng/L.从HCHs和DDTs的组成特征来看,云南、广西HCHs主要由早期残留引起,重庆和贵州部分地区存在新的输入源;云南和贵州DDTs可能是既往施用史形成,广西及重庆则可能存在新的污染源.通过健康风险评价模型计算,研究区地下河中的有机氯农药对人体造成的健康风险危害处于较低水平.

关键词：岩溶地下河有机氯农药健康风险评价

重庆青木关地下河流域水中多环芳烃的污染和迁移特征

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环境科学学报 2016年第3期36卷 812-819页

作者：王尊波孙玉川梁作兵江泽利廖昱谢正兰张媚西南大学地理科学学院/三峡库区生态环境教育部重点实验室重庆400715

为探究典型岩溶槽谷区重庆青木关地下河流域水中多环芳烃（PAHs）的含量、组成、来源及污染特征,于2014年对青木关地下河流域中3种不同类型水体进行了连续7个月的采样监测,并利用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）测定了水中16种优控多环芳... 详细信息

为探究典型岩溶槽谷区重庆青木关地下河流域水中多环芳烃（PAHs）的含量、组成、来源及污染特征,于2014年对青木关地下河流域中3种不同类型水体进行了连续7个月的采样监测,并利用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）测定了水中16种优控多环芳烃含量.结果表明,地下河水、表层岩溶泉水和地表水中∑PAHs含量变化范围分别为73.9-339.0、76.2-212.0和81.9-272.0 ng·L^-1,平均值分别为134、138和173ng·L^-1;PAHs组成以2-3环为主,平均占总含量的82%.通过对PAHs的组成对比分析表明,PAHs在迁移过程中地下环境介质对PAHs存在吸附作用.燃烧源是流域内水中PAHs的主要来源,PAHs污染水平较低,个别中低环PAHs含量超过水质标准,高环PAHs超标仅出现在2014年11月的地表水和地下河出口水样中.

关键词：多环芳烃污染迁移地下河重庆青木关