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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

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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

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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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≤河水域的d值的空间分异为:溪水>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

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基于氢氧稳定同位素的喀斯特泉水补给来源分析

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地球科学 2023年第9期48卷 3480-3493页

作者：毛龙富付舒刘宏周恩民岳兰杨丽瑞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 西华师范大学地理科学学院四川南充637009

为了探明喀斯特泉水补给机理.基于2017年4月~2020年12月监测的黄龙泉域氢氧稳定同位素数据,运用一元线性回归、多元线性回归、三角函数回归等模型,探讨泉域水体氢氧稳定同位素、水文、电导率变化特征及其耦合关系,揭示泉水补给来源过程... 详细信息

为了探明喀斯特泉水补给机理.基于2017年4月~2020年12月监测的黄龙泉域氢氧稳定同位素数据,运用一元线性回归、多元线性回归、三角函数回归等模型,探讨泉域水体氢氧稳定同位素、水文、电导率变化特征及其耦合关系,揭示泉水补给来源过程.结果表明:(1)泉水、河水的δD、δ^(18)O值在丰水期大于枯水期,洞穴滴水、溪水的δD、δ^(18)O值则与区域大气降水相似,枯水期大于丰水期.(2)泉域的氘过量值(dexcess)在丰水期大于枯水期,泉水水位、δD、δ^(18)O、电导率对降水产生季节性耦合响应,泉水补给过程受喀斯特系统的“活塞效应”及降水的“稀释效应”影响.(3)洞穴滴水的δD、δ^(18)O季节性特征呈现出洞穴内部大于靠近洞口;泉域各水体δD余弦函数拟合出现波谷的时间顺序为:溪水>洞穴滴水>河水>泉水,对大气降水响应的时间依次延迟.(4)泉水受大气降水入渗和流自非喀斯特地区的风化裂隙水的常年混合补给.剖析喀斯特地区泉域氢氧同位素特征和水文动态、径流过程及补给机理,对喀斯特地区水资源的调控、管理、保护具有重要借鉴意义.

关键词：喀斯特泉水氢氧稳定同位素补给机理黄龙泉域水文地质

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岩溶关键带年内水文动态变化规律

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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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