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旅游活动输入岩溶地下河系统的水化学指纹记录

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中国岩溶 2023年第2期42卷 193-206页

作者：杨睿韩志杰韩志伟吴起鑫吴攀何守阳贵州大学喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室贵州贵阳550025 贵州大学资源与环境工程学院贵州贵阳550025 贵州喀斯特环境生态系统教育部野外科学观测研究站贵州贵阳550025

地下河系统是岩溶地质景观的重要组成部分,利用特殊岩溶地形地貌建立的国家重大科技基础设施成为科研和旅游的胜地。为了解旅游活动对岩溶地下河系统水化学的影响,文章分析了大小井地下河系统入口和出口在不同旅游时段的水化学特征。结... 详细信息

地下河系统是岩溶地质景观的重要组成部分,利用特殊岩溶地形地貌建立的国家重大科技基础设施成为科研和旅游的胜地。为了解旅游活动对岩溶地下河系统水化学的影响,文章分析了大小井地下河系统入口和出口在不同旅游时段的水化学特征。结果表明:受旅游人数影响,污水水化学变化较大;大小井水化学类型为Ca-HCO_(3)型,水岩相互作用产生的Ca^(2+)、Mg^(2+)和HCO_(3)^(-)从入口到出口逐渐增加,而人类活动输入的K^(+)、Na^(+)、Cl^(-)、NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)则表现出差异性特征。小井地下河系统因受沿途城镇生活排放污水和农业活动影响,水化学波动较大,出口K^(+)、Na^(+)、Cl^(-)和NO_(3)^(-)升高;大井地下河虽受旅游活动输入影响,但K^(+)、Na^(+)、Cl^(-)、NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)随着地下径流长度增加而降低。HFE-D和Gibbs模型以及离子比例系数分析显示,地下河系统受到了城镇生活排放、旅游和农业等人类活动输入的影响,这一现象应引起足够的重视。

关键词：岩溶地下河系统地下水水化学指纹旅游活动贵州

中国西南岩溶地下河系统旱涝致灾因素模拟分析

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桂林理工大学学报 2016年第4期36卷 693-699页

作者：潘林艳张文婷郭纯青桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541004 桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541004 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541004 桂林水文工程地质勘察院广西桂林541002 广西区域地质调查研究院广西桂林541003

选取地下岩溶管道不同埋深、平面展布形态、坡降3种岩溶地下因素以控制变量法在室内进行物理模拟对比实验,分析在同等暴雨强度下,地下因素对降雨的响应过程,得出这3种因素影响下的消涨水时间和速度,分析了岩溶管道特征对岩溶地下河系统... 详细信息

选取地下岩溶管道不同埋深、平面展布形态、坡降3种岩溶地下因素以控制变量法在室内进行物理模拟对比实验,分析在同等暴雨强度下,地下因素对降雨的响应过程,得出这3种因素影响下的消涨水时间和速度,分析了岩溶管道特征对岩溶地下河系统旱涝致灾的影响。岩溶管道特征对岩溶地下河系统流量和水位的影响主要表现在:岩溶管道埋深较浅、岩溶管道下游坡降较陡和岩溶管道分支较多的岩溶地下河系统对降雨输入较敏感,响应较迅速;流量平稳期水位较低的是岩溶管道埋藏深、岩溶管道坡降较陡和岩溶管道分支较多的岩溶地下河系统。

关键词：岩溶地下河系统岩溶管道结构特征旱涝致灾模拟

中国南方岩溶区岩溶地下河系统复杂水流运动特征

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桂林理工大学学报 2010年第4期30卷 507-512页

作者：郭纯青方荣杰于映华桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541004 桂林理工大学广西环境工程与保护评价重点实验室广西桂林541004

岩溶地下河系统水流运动多受控于岩溶多重介质环境,其主干空间展布、水体贮存、水流运动、水循环等规律的变化具多因多果性。在中国南方岩溶区岩溶地下河系统物质和能量转换的基础上,分析了其形成和演化等相关条件,研究和总结了其水流... 详细信息

岩溶地下河系统水流运动多受控于岩溶多重介质环境,其主干空间展布、水体贮存、水流运动、水循环等规律的变化具多因多果性。在中国南方岩溶区岩溶地下河系统物质和能量转换的基础上,分析了其形成和演化等相关条件,研究和总结了其水流运动方向的多重性、速度的多变性、地表地下方式的转化性、时空配置的多样性及水流运动演变规律;根据维数、压力、流态等不同原则,将中国南方岩溶地下河系统水流运动方式进行分类。结合中国南方岩溶地下河系统研究现状,提出今后需加强与实践的重点。

关键词：岩溶地下河系统水流运动分类方向速度

岩溶动力系统对气温、降水和土壤CO2变化的敏感性——以丰都雪玉洞地下河系统为例

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岩溶动力系统对气温、降水和土壤CO2变化的敏感性——以丰都雪玉...

作者：陈宇西南大学

学位级别：硕士

碳酸盐岩的化学风化作用可以从大气吸收一定量的CO,是全球碳循环中的重要环节。己有研究认为碳酸盐岩风化过程中产生的HCO3-有一半来自大气和土壤CO,而另一半则源自碳酸盐岩本身。长期的岩溶作用过程持续消耗着大气和土壤空气中的CO,并... 详细信息

碳酸盐岩的化学风化作用可以从大气吸收一定量的CO,是全球碳循环中的重要环节。己有研究认为碳酸盐岩风化过程中产生的HCO3-有一半来自大气和土壤CO,而另一半则源自碳酸盐岩本身。长期的岩溶作用过程持续消耗着大气和土壤空气中的CO,并将其转化为溶解态的HCO3-随径流进入海洋,使岩溶作用与全球碳循环建立了密切的联系。同时岩溶作用对包括气候、降水在内的外界环境的变化有着快速而敏感的响应,这些变化可通过改变土壤CO含量而影响岩溶地质碳循环过程与碳通量的变化。因此,研究岩溶地质作用对气温降水变化、土壤CO浓度等环境因素的响应对完善全球碳循环模型、解决遗漏汇问题以及掌握全球环境变化与地球圈层的相互作用等具有十分重要的科学意义。此外,通过对气候变化影响下的岩溶作用碳通量变化的研究,也可以揭示岩溶地质碳循环对气候变化的响应机理,有助于准确估算岩溶作用对大气CO减排的效应,探索岩溶地区CO减排新途径。本研究以重庆丰都雪玉洞地下河流域为研究区,收集了雪玉洞流域2009-2015年的气候、水文和地下水水质水量的历史数据,分析气候各要素与碳酸盐风化过程碳通量变化之间的相互关系;综合考虑水-岩-土-气-生之间的相互影响与相互作用,利用高精度的自动化仪器在线监测雪玉洞岩溶流域的降水、气温,土壤温度、湿度和CO浓度,以及地下水水温、p H、电导率、流量和CO分压,测试分析地下水化学指标(包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Cl-、SO42-、NO3-、HCO3-等常规离子),以及植被、土壤CO和地下水DIC的δ13C值,研究地下河中DIC和外源酸的来源;利用水化学-流量法计算碳通量,在此基础上研究流域尺度的碳酸盐风化过程与碳通量对气候变化的响应。研究结果表明雪玉洞地下河水文地球化学指标的变化幅度在不同时间尺度上随着环境要素的变化表现出不同的变化规律,其变化规律在幅度上表现为:暴雨尺度>季节尺度>年际尺度>昼夜尺度。气温、降水和土壤CO是影响水化学变化的主要因素。在昼夜尺度上地下河水文地球化学指标(主要是p CO)变化的主导因素是气温与土壤CO浓度。而不同季节气温波动幅度的不同又导致了不同季节水化学昼夜波动幅度的差异。尽管该尺度下气温的变化幅度较大,但与土壤CO浓度直接相关的土壤温度变化幅度很小,同时地下河水化学指标的波动幅度也是各个时间尺度中最小的。在暴雨尺度上,地下河水文地球化学指标变化的主导因素是降水,而不同降雨条件下水化学变化过程的差异是由于不同降雨强度之间的差异导致的。在暴雨过程中降水量的变化幅度很大,同时水化学指标的变化幅度也是各个尺度中最大的。在季节尺度上,地下河水文地球化学指标变化的主导因素是气温、降水与土壤CO的浓度。该时间尺度的气温波动是各个尺度中最大的,同时降水量与土壤CO浓度的波动幅度也较大,但由于时间跨度较大,使得该时间尺度地下河水化学指标的变化幅度小于暴雨尺度。在年际尺度上,地下河水文地球化学指标变化的主导性因素是气温和降水。虽然该尺度上的气温波动幅度是各时间尺度中最小的,但由于降雨量变化幅度极大,使得地下河水化学指标的变化幅度居于昼夜尺度与季节尺度之间。根据对2015年7月到2016年6月雪玉洞水样所做同位素测试的结果,可知其δ13C值在一年中的波动范围为-15.23‰9.51‰,其中在4、5、6、8、9月的值与土壤CO溶于水后的δ13C的理论值接近,表明此时在雪玉洞岩溶动力系统碳酸盐岩溶解过程中消耗的CO主要来源于土壤。此外,根据每月实测的量浓度,非外源酸溶蚀产生的HCO3-在总量中的平均比例为88%。综合以上结果对雪玉洞地下河流域2009年1月至2015年12月DIC通量进行了估算,并分析了其与其他要素之间的关系。结果显示雪玉洞地下河的在研究期内的平均碳汇通量约为1.00 g/s,平均每年产生碳汇约为31.54 t,平均每月约2.63 t。碳汇通量较高的月份主要是5、6、9三个月份,其中最大值出现在6月,高达2.40g/s;1、2、12月的碳汇通量较少,其中最小值出现在2月,仅为0.30 g/s,全年最大月平均碳汇通量是最小月平均碳汇通量的8倍。月平均碳汇通量与月平均降水量、月平均径流量之间存在着很好的同步关系,且都在6月出现最大值,2月出现最小值。雪玉洞地下河的[HCO3-]受气温、降水以及土壤CO浓度的综合影响,月碳汇通量的最大值与[HCO3-]的最大值在时间上存在很大差异,这是由降水量变化造成的径流量变化带来的稀释作用引起的。雪玉洞地下河的碳汇通量主要取决于径流量这一影响因素,与径流量成正比。而地下河的径流量又主要受降水量的影响,因此降水量是控制雪玉洞地下河碳汇通量变化的主导因素。

关键词：岩溶地下河系统水文地球化学时间尺度土壤CO2效应中国西南

水文地质工程地质2009年(第36卷)(总第225~230期)总目次

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水文地质工程地质 2009年第6期36卷 I0003-I0007页

关键词：水文地质地下水流模拟岩溶地下河系统地质灾害目次 230