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岩溶地质资料管理服务系统设计与实现

中国岩溶 2024年第4期43卷 982-990页

作者：杨辰毕奔腾周立新中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室/联合国教科文组织国际岩溶研究中心广西桂林541004

岩溶地质资料是岩溶领域科学研究积累的宝贵科研资料。自岩溶地质研究所建所以来,承担各类项目超过1000项,积累了大量岩溶地质资料,这些资料存在分散管理、多源异构、数据孤岛、查询困难等问题。为进一步发挥岩溶地质资料的科学价值,让... 详细信息

岩溶地质资料是岩溶领域科学研究积累的宝贵科研资料。自岩溶地质研究所建所以来,承担各类项目超过1000项,积累了大量岩溶地质资料,这些资料存在分散管理、多源异构、数据孤岛、查询困难等问题。为进一步发挥岩溶地质资料的科学价值,让各类数据资源能够更好的被利用,本文根据岩溶地质资料的特点,利用开源平台架构,采用Web开发技术,设计开发了岩溶地质资料管理服务系统。系统实现了各类岩溶地质资料的元数据管理、目录查询、空间查询、地图服务等功能,可为岩溶科技人员开展科学研究、地质调查、市场服务等工作提供数据信息支撑。

关键词：岩溶地质数据查询共享服务开源框架

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等水位河间地块岩溶裂隙和流场演变模拟初探

水文地质工程地质 2024年第1期51卷 1-11页

作者：焦友军黄奇波王旭升于青春中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083 中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部广西岩溶动力学重点实验室/联合国教科文组织国际岩溶研究中心广西桂林541004 广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站广西平果531406 广西岩溶资源环境工程技术研究中心广西桂林541004

经典地下水动力学根据Dupuit假设得到了河渠间潜水含水层水位分布的解析解,常用于实际工程。该解析模型是否适用于具有裂隙网络的河间地块岩溶含水层,这个问题远未得到充分论证。考虑降雨入渗强度为100~800mm/a的情形,建立剖面二维离散... 详细信息

经典地下水动力学根据Dupuit假设得到了河渠间潜水含水层水位分布的解析解,常用于实际工程。该解析模型是否适用于具有裂隙网络的河间地块岩溶含水层,这个问题远未得到充分论证。考虑降雨入渗强度为100~800mm/a的情形,建立剖面二维离散裂隙网络渗流模型,对等水位河间地块开展数值模拟研究。裂隙网络包含陡倾角和缓倾角2组裂隙,具有随机分布特征,隙宽均值为0.01cm。根据稳定流场模拟结果划分包气带和饱水带裂隙界面,分析水位分布特征,计算饱水带裂隙网络的等效渗透系数,并与经典解析模型反算的等效渗透系数进行了对比,发现采用解析模型的误差小于25%。进一步模拟岩溶作用下裂隙演变的情景,对10ka内河间地块裂隙状态和准稳态渗流进行了预测,发现隙宽最大值达到0.07cm,经典解析模型仍然能够通过水位反算出数量级相符的等效渗透系数。模拟结果表明潜水面具有不规则形状,而且在河岸会出现明显的渗出面泉点,裂隙泉点数量在岩溶演变过程中逐渐减少。经典解析模型虽然能够估算河间地块裂隙网络的等效渗透系数,但不能刻画潜水面的不规则形态,也不能预测岩溶裂隙渗流场的演变趋势。

关键词：河间地块岩溶裂隙网络 Dupuit假设等效渗透系数溶蚀作用

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东江和韩江流域地下水化学特征及成因机制

环境科学与技术 2024年第4期47卷 113-124页

作者：邓立伟卢丽袁东方王喆方泓锦中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心湖南长沙410000 中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室广西桂林541004 联合国教科文组织国际岩溶研究中心/岩溶动力系统与全球变化国际联合研究中心广西桂林541004 广西岩溶资源环境工程技术研究中心广西桂林541004

地下水作为东江和韩江流域工农业生产和生活用水的重要来源,是推动该区社会和经济高质量发展及维护生态环境系统稳定的重要基石。文章为研究东江和韩江流域地下水化学特征及成因机制,于2020年10-11月采集浅层地下水样品114组,采用数理... 详细信息

地下水作为东江和韩江流域工农业生产和生活用水的重要来源,是推动该区社会和经济高质量发展及维护生态环境系统稳定的重要基石。文章为研究东江和韩江流域地下水化学特征及成因机制,于2020年10-11月采集浅层地下水样品114组,采用数理统计、Piper图、Gibbs图、离子比值系数、Pearson相关分析、因子分析和模糊综合评价等方法,分析东江和韩江流域浅层地下水化学基本特征、水化学类型、离子来源、控制因素及水质状况。结果表明,研究区地下水以淡软水为主,呈弱酸性,阳离子和阴离子以Ca^(2+)和HCO_(3)^(-)为主,地下水化学类型以HCO_(3)^(-)Na·Ca和HCO_(3)·Cl-Na·Ca型为主,韩江流域SO42-型水比例高于东江流域;地下水离子主要来源于碳酸盐岩、硅酸盐岩和盐岩的溶解,部分来源于工矿业等人类活动;地下水组分受控于岩石溶解、阳离子交替吸附作用和人类活动等因素,岩石溶解作用贡献率最大,但人类活动影响明显,其中韩江流域的工矿业、农业等人类活动强度均大于东江流域;地下水质整体较差,东江流域好于韩江流域,超标因子主要为pH、I-、NO_(3)^(-)、NH_(4)^(+)、As、Pb^(2+)等指标。研究结果可为东江和韩江流域地下水资源可持续利用、生态环境保护及区域经济高质量发展提供科学依据。

关键词：浅层地下水水化学特征离子来源控制因素水质评价

湿氧化法测定岩溶区水体中溶解有机碳同位素的影响因素研究

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岩矿测试 2024年

作者：杨会吴夏俞建国唐伟蓝高勇中国地质科学院岩溶地质研究所自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室/联合国教科文组织国际岩溶研究中心广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站

溶解有机碳（DOC）是研究岩溶作用强度、岩溶碳源、汇特征与岩溶碳循环过程的重要指标。利用岩溶区DOC碳同位素值(δ13CDOC)，可以精确计算岩溶流域的碳源和汇通量，这一参数对于全球气候变化研究至关重要。鉴于岩溶区水体中HCO3-含量... 详细信息

溶解有机碳（DOC）是研究岩溶作用强度、岩溶碳源、汇特征与岩溶碳循环过程的重要指标。利用岩溶区DOC碳同位素值(δ13CDOC)，可以精确计算岩溶流域的碳源和汇通量，这一参数对于全球气候变化研究至关重要。鉴于岩溶区水体中HCO3-含量较高，DOC含量较低且组分复杂，目前湿氧化法应用于测定岩溶区域水体中δ13CDOC值的检测方法尚未完善。本文采用GasBenchⅡ与同位素比质谱分析（IRMS）联用技术，探讨了湿氧化法测试岩溶水体中δ13CDOC值的影响因素。针对不同市售纯水、顶空瓶与大气的平衡方式、DOC含量、水中碳酸氢根(HCO3-)去除，研究了这些因素对44CO2峰面积和δ13CDOC测量的影响。实验结果表明：不同空白纯水产生的44CO2峰面积存在显著差异，最大44CO2峰面积是最小44CO2峰面积的3.8倍。采用气密针与大气平衡的方式能增强样品信号强度，同时确保样品测试结果的内精度最优。水样用磷酸酸化至pH岩溶水体中HCO3-的影响。使用氮吹仪在250mL/min流速下吹扫5～10min，可以去除酸化后可能存在的游离CO2。在使用无菌双蒸水作为空白，气密针与大气平衡，磷酸酸化至pH实验条件下，对于DOC含量大于2mg/L的岩溶区水样，经过空白校正，可以确保测试结果与标定参考值的偏差优于0.40‰。湿氧化法测定岩溶区水样中δ13CDOC的结果与总有机碳分析仪-稳定同位素质谱仪联机方法进行对比，测定偏差小于0.30‰。利用湿氧化法测试岩溶区高HCO3-含量的δ13CDOC样品能够满足测试要求。

关键词：溶解有机碳碳酸氢根湿氧化法同位素质谱法空白样品

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基于SWAT模型的珠江流域地下水资源评价

地球科学 2024年第5期49卷 1876-1890页

作者：赵良杰王莹周妍曹建文杨杨王喆中国地质科学院岩溶地质研究所自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室广西桂林541004 广东省地质环境监测总站广东广州510510 中国地质大学北京100083

在梳理珠江流域地下水资源评价现状及历史的基础上,讨论了SWAT分布式水文模型基本原理和基础数据库,将珠江流域划分为129个地下水子流域,充分考虑岩溶、基岩裂隙及孔隙含水介质参数敏感性的基础上,基于9个水文站2008-2016年逐月实测径... 详细信息

在梳理珠江流域地下水资源评价现状及历史的基础上,讨论了SWAT分布式水文模型基本原理和基础数据库,将珠江流域划分为129个地下水子流域,充分考虑岩溶、基岩裂隙及孔隙含水介质参数敏感性的基础上,基于9个水文站2008-2016年逐月实测径流量进行参数率定和模型校准,并根据1957-2017年降雨量计算不同年份降雨保证率,分析评价珠江流域多年地下水资源量,最后开展降雨入渗系数和地下水补给模数参数反演.通过本次评价,珠江流域2010-2016年平均补给量为1488.02亿m^(3),特枯年(2011)、平水年(2010)及丰水年(2016)地下水总补给量分别为719.49亿m^(3)、1446.82亿m^(3)、1781.87亿m^(3),其中丰水年的降雨量约为特枯年的1.7倍,地下水补给量为2.48倍,岩溶、基岩裂隙及孔隙含水介质的年均补给总量分别为529.91亿m^(3)、445.13亿m^(3)、512.98亿m^(3),通过参数反演获得年均地下水补给模数为10.83 L/s·km^(2),降雨入渗系数为0.246,以期为流域内地下水开发利用与治理保护提供数据支撑和科学服务.

关键词：分布式水文模型地下水资源珠江流域水资源评价参数反演水文地质

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页岩中结核类型及成因研究

中国矿业 2024年第S1期33卷 631-633页

作者：秦凤蕊季少聪巴俊杰中国地质科学院岩溶地质研究所广西桂林541004 自然资源部广西岩溶动力学重点实验室广西桂林541004 联合国教科文组织国际岩溶研究中心广西桂林541004 广西岩溶资源环境工程技术研究中心广西桂林541004

结核是页岩中十分常见又复杂的一种沉积构造,其成分、结构、颜色等与围岩截然不同,在揭示构造活动、古环境、古物源和成岩作用等方面具有重要意义。因此,通过对结核的概念、页岩中结核类型、成因及地质意义等方面进行总结,为页岩成因研... 详细信息

结核是页岩中十分常见又复杂的一种沉积构造,其成分、结构、颜色等与围岩截然不同,在揭示构造活动、古环境、古物源和成岩作用等方面具有重要意义。因此,通过对结核的概念、页岩中结核类型、成因及地质意义等方面进行总结,为页岩成因研究提供参考。

关键词：黑色页岩结核成因

贵州省碧云湖岩溶渗漏水文地质条件与渗漏管道位置识别

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中国岩溶 2024年第1期43卷 201-208页

作者：曾洁潘晓东任坤刘伟彭聪郑智杰中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室/联合国教科文组织国际岩溶研究中心广西桂林541004 广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站广西平果531406

查找岩溶区湖泊水库渗漏通道是岩溶区湖库建设和渗漏灾害治理的“卡脖子”问题。文章以碧云湖为例,分析湖区周边水文地质条件,结合示踪试验和地球物理探测方法,确定了碧云湖渗漏水文地质条件和渗漏主管道位置,并通过钻探验证。结果表明... 详细信息

查找岩溶区湖泊水库渗漏通道是岩溶区湖库建设和渗漏灾害治理的“卡脖子”问题。文章以碧云湖为例,分析湖区周边水文地质条件,结合示踪试验和地球物理探测方法,确定了碧云湖渗漏水文地质条件和渗漏主管道位置,并通过钻探验证。结果表明,碧云湖渗漏主要为岩溶管道型,渗漏点和地下河管道主要发育在靠近八步复式向斜轴的部位,位于物探测线测点540 m处,管道深约40 m,渗漏段相对较窄,灌浆堵漏可行。根据水文地质调查、地形地貌条件和地球物理探测结果,建议在水库下游方向的物探测线开展帷幕灌浆,以测点540 m为中心向两边灌浆。

关键词：碧云湖岩溶渗漏水文地质渗漏管道地球物理探测技术

典型岩溶县土壤重金属含量、来源及生态风险评价

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环境科学 2024年第9期45卷 5506-5516页

作者：胡兆鑫吴泽燕罗为群谢运球中国地质科学院岩溶地质研究所自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室联合国教科文组织国际岩溶研究中心桂林541004 广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站/百色平果喀斯特生态系统广西野外科学观测研究站平果531406

岩溶地区土壤重金属具有明显的高背景值特征,在岩溶地区开展县域尺度土壤重金属生态风险评价和识别重金属来源对土壤污染管控及土地资源管理具有重要意义.以广西典型岩溶县平果市为研究对象,采用网格化法采集表层、深层土样3151件,组合... 详细信息

岩溶地区土壤重金属具有明显的高背景值特征,在岩溶地区开展县域尺度土壤重金属生态风险评价和识别重金属来源对土壤污染管控及土地资源管理具有重要意义.以广西典型岩溶县平果市为研究对象,采用网格化法采集表层、深层土样3151件,组合形成分析样品785件,测定其As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn共8种重金属元素含量.运用统计分析、插值分析、因子分析和绝对主成分-多元线性回归模型(APCS-MLR)对重金属含量特征及来源进行分析,以深层(150~200 cm)土壤重金属元素含量作为背景值,采用地累积指数(Igeo)和潜在生态危害指数(RI)对研究区表层(0~20 cm)土壤重金属进行生态风险评价.结果显示,研究区深层土壤中重金属含量平均值明显高于广西C层土壤背景值,表层土壤重金属含量平均值明显高于广西A层土壤背景值,土壤重金属元素含量空间分布总体呈现出岩溶区高、非岩溶区低的特征;As、Cr、Ni、Pb和Zn的来源主要为成土母质源,贡献率分别为74.36%、84.59%、93.69%、79.67%和78.17%;Cd的来源主要为成土母质源和未知源,贡献率分别为37.33%和31.05%;Cu的来源主要为成土母质源和未知源,贡献率分别为59.07%和40.23%;Hg的来源主要为构造活动与成矿作用源和未知源,贡献率分别为52.49%和30.65%;地累积指数(Igeo)显示表层土壤主要受到Cd污染,轻度以上污染占47.78%;潜在生态危害指数(RI)显示表层土壤重金属综合潜在生态危害轻微、中等、强、很强等级面积占比分别为80.78%、14.97%、2.51%、1.64%.

关键词：岩溶高背景重金属地累积指数(Igeo) 潜在生态危害指数(RI)

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贡嘎山玉龙西高寒钙华地貌对冰川活动的记录

中国岩溶 2024年第3期43卷 552-562,584页

作者：柴沛然赵学钦王富东蒋耀曦张强朱和艳西南科技大学环境与资源学院四川绵阳621010 中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室/联合国教科文组织国际岩溶研究中心广西桂林541004

文章选取贡嘎山西侧玉龙西断裂带附近的钙华及周边冰碛物为研究对象,在野外调查的基础上,通过卫星高光谱遥感数据进行钙华识别,对钙华进行航空摄影测量,并构建主要钙华体精细化DEM及三维模型,分析钙华分布规律及地貌特征。结果表明:研... 详细信息

文章选取贡嘎山西侧玉龙西断裂带附近的钙华及周边冰碛物为研究对象,在野外调查的基础上,通过卫星高光谱遥感数据进行钙华识别,对钙华进行航空摄影测量,并构建主要钙华体精细化DEM及三维模型,分析钙华分布规律及地貌特征。结果表明:研究区钙华集中分布于玉龙西区域南北向断裂带两侧,沟谷由高向低处延伸,部分残留钙华体长宽比及表面擦痕等形态特征符合鲸背石、羊背石的外观特点。根据XRD半定量测试结果,结合地形特征,推测覆盖于钙华体之上的堆积物可能是冰川活动的产物,冰川活动时期,上部杂谷脑组风化剥蚀的物质随着冰川作用搬运至钙华体之上,活跃的冰川活动导致早期钙华遭受强烈的冰川侵蚀作用,形成冰川侵蚀地貌。

关键词：贡嘎山高寒钙华高光谱遥感地形分析冰川活动