示踪试验在岩溶大泉修复中的应用——以丽江黑龙潭为例

为查明云南丽江黑龙潭泉域九子海洼地补给区地下水与周边泉水的连通关系,提供泉水修复的科学依据,采用人工化学示踪方法,选取碘化钾作为示踪剂,开展了一次大型地下水示踪试验。根据试验数据计算地下水渗流速度,并分析黑龙潭泉域地下水系统结构特征。结果表明:九子海洼地补给区地下水与黑龙潭泉群和古城泉群具有显著的连通关系,与清溪泉群和白浪花泉群不存在连通关系,九子海至黑龙潭和古城的地下水渗流速度分别为405.86~1 077.84 m·d-1、349.96~629.09 m·d-1。九子海洼地为黑龙潭泉域地下水系统的主要补给区,同时也可作为黑龙潭泉水修复的有效注水点,接受补给后,主要通过深层岩溶管道向南运移至黑龙潭—古城方向,其中黑龙潭泉群为系统的排泄天窗。      

丽江市黑龙潭泉群断流的人工神经网络模拟

近年来,云南省丽江市著名景点黑龙潭泉群断流频发,这将严重威胁丽江市旅游业的可持续发展。为了正确认识黑龙潭泉群断流的原因,并掌握其发生的规律,本文在对该泉群的水文地质条件、降水量和断流的关系进行分析的基础上,对该泉群的断流情况开展了人工神经网络模拟研究。本文发现黑龙潭泉群属于非全排型山前断裂溢流岩溶泉;年降水量不足与该泉群的断流具有一定的因果关系;构建了网络拓扑结构为6-13-3的 BP 人工神经网络模型对黑龙潭泉群的不同断流情况进行了模拟,该模型以前期降水量、温度与湿度作为输入向量参数,以1953-2002年的数据作为训练样本,以2003-2012年的数据作为模型检验样本,检验结果与实际情况吻合度约为90%,表明该模型可以较好地模拟黑龙潭泉群的断流情况。     

丽江黑龙潭地下河系统的水均衡分析与预测评价

滇西北丽江黑龙潭流量大幅减少、间歇式断流问题日趋频繁,已成为地方经济社会发展的重要制约因素。在对丽江盆地区域水文地质条件和黑龙潭地下水系统动态调查的基础上,考虑社会经济发展过程中人类工程活动的影响,以近70年的数据为基础,采用水均衡法定量分析黑龙潭地下水系统流量的动态变化及其影响因素,得出不同时段黑龙潭断流的主要原因,并根据近年黑龙潭断流的影响因素及变化趋势,预测未来黑龙潭流量的变化趋势,2021—2030年,黑龙潭将成为季节性泉水,2030年之后,黑龙潭泉群将长期处于断流状态。该认识可为黑龙潭的地下水动态恢复和丽江城区地下水水资源开发及环境保护提供依据。     

基于迟滞排泄水箱模型模拟岩溶断流泉水文过程

传统的连续排泄水箱难以模拟岩溶泉断流现象,通过将表层岩溶带调蓄水箱对管道水箱的补给设置为迟滞排泄模式,模拟岩溶断流泉水文过程,并应用于丽江市黑龙潭岩溶泉域。研究结果表明,该模型较好地模拟了泉群流量动态及断流现象;当降雨量明显增大时,通过表层岩溶带调蓄水箱进入裂隙水箱的水量变幅不明显,而管道水箱的分配水量迅速增加,反映了集中补给的大气降水在岩溶系统中形成快速流的过程;黑龙潭泉群水量的绝大部分（82%～95%）来自于管道水箱,岩溶水流在时间和空间上分配的不均匀性易导致泉群断流。该研究提供了将水箱模型应用于岩溶断流泉模拟的参考,有助于理解该类型岩溶水系统的水文过程。     

济南市泉群喷涌的控制性参数计算及供水保泉宏观调控措施研究

济南市泉群喷涌经历了自流期、自流- 季节断流期、季节性断流或长年断流期、人工调控期等几个历史阶段。本文在分析济南市四大泉群喷涌历史演变的基础上,利用统计资料,首先建立泉群年平均喷涌量与年最低地下水位之间的定量方程,得出四大泉群喷涌的底限水位与最低景观流量的对应关系,然后,计算泉域内地下水的入渗补给量,再得出保证泉涌的地下水最大允许开采量的控制性参数。最后,结合保泉供水的实际需求,提出扩大地表水供应量、开辟新水源、实施多种形式的人工回灌以及调整供用水结构、实施分质供水等宏观调控措施。      

地铁施工对济南白泉泉群流量的影响

为研究地铁建设对济南白泉泉群的影响，在综合分析白泉泉域地质、水文地质条件的基础上，假定研究区岩溶强径流带位置及水力性质，利用FEFLOW软件建立地下水流数值模型。以规划地铁M1号线为研究对象，分析了济南东站、梁王站、梁王东站分别施工及3个站同时施工4种情景下，采用施工降水或施工降水+人工回灌两种施工方式对白泉泉群流量的影响。结果表明：单独采用施工降水的施工方式使得白泉泉群流量衰减，其中3个站同时施工对泉流量的影响最大，泉流量最大衰减达5.48%；各站分别施工时，济南东站对泉流量影响最大，泉流量较未施工时减少了0.043×10⁴ m³/d。采用施工降水+人工回灌的施工方式，能够有效缓解泉流量的衰减，各车站施工时的泉流量衰减由仅施工降水时的2.26%~5.48%降低至0.08%~1.21%。岩溶强径流带有利于地下水形成优势径流，促进白泉泉群补给，一定程度上缓解因地铁施工引起的泉流量衰减。     

丽江市黑龙潭地区水文地质条件分析

以丽江市玉龙县境内的黑龙潭地区为主要研究对象,总结了已有的水文地质资料,分析了九子海-黑龙潭地区的岩性、构造等特征。通过对研究区内及周边泉的调查研究,认为北衙组中段、上段的灰岩、白云质灰岩是研究区的主要含水层,地形切割上述含水层使得地下水出露成泉。对水样进行了水化学聚类分析和氢氧同位素分析,发现含水层主要接受大气降水的渗透补给。按照水力联系对泉点进行了划分。根据研究区内及周边地区的泉点分布分析了地下空间的特点和地下水的联系。研究结果对泉群的利用、保护具有参考价值。     

云南矿山尾矿库渗漏导致泉水断流一例

0导言2003年9月10日,云南省峨山县某村泉水突然断流,致使以该泉水为水源的2000余村民的生活、生产用水发生困难。同年11月28日,云南省国土资源厅专家组赶赴现场开展了访问调查工作,笔者作为专家组成员参与了此项工作。专家组根据对矿区水文地质条件,尾矿库位置、使用和运行情况,泉口堆积物特征,当地多年降水量等调查分析后认为:某铁矿选厂尾矿库尾矿集中漏失、阻断了补给泉水的地下水的径流通道。是导致泉水断流的直接原因。1泉水断流原因分析1·1区域水文地质条件该村水源由4个泉点组成泉群。出露于村ES一条NE-SW向延伸的沟谷底部。相邻…     

济南岩溶水微量元素分布特征及其水文地质意义

济南以泉名扬天下,故称泉城。20世纪后半期,由于地下水的开采,济南泉水流量逐年递减,并于1976年始出现断流,20世纪末限制岩溶水开采量后,泉水复涌。自1980年开始,保泉地质调查工作陆续开展,但迄今对泉水补给方向及影响泉水因素尚无定论。采用微量元素水文地球化学方法,对济南可能的泉域范围内的枯丰水期岩溶水化学特征及其变化进行了研究。结果表明,丰水期较枯水期离子浓度总体偏低,由南部山区向北至泉群地带,元素浓度由低到高,显著地反映出由补给区通过径流区至排泄区的整个水化学过程。利用PHREEQC软件MIX模块,选择趵突泉及其周围的不同采样点岩溶水进行配比混合模拟。结果显示,泉水补给方向多样,趵突泉不仅有近源补给来源,还有远距离深循环补给。作者结合调查区地质构造及相关水文地质条件,认为济南泉水的形成是多源混合补给、深浅循环结合而成,千佛山断裂北部透水段,对济南泉群的形成具有极其重要的作用。     

娘子关泉水流量的GM(1,2)时滞预测模型

娘子关泉位于山西省阳泉市平定娘子关附近,多年平均流量10. 93m3 /s,是我国北方最大的岩溶泉群。泉域西高东低,西部多为古生界二叠系、中生界三叠系砂页岩覆盖,大气降水入渗在这里形成浅层地下水,这些浅层水是深层岩溶含水层的间接补给水源; 泉域东部为岩溶裸露区,大气降水直接入渗补给深层岩溶水。由于岩溶泉域地质结构的复杂性和含水介质的多重性,泉域降水对泉水补给具有明显的灰色动态特征和时滞效应。本文应用灰色系统理论方法,建立了GM( 1, 2) 时滞模型,运用该模型对娘子关泉水流量进行了预测,结果与实际相接近。      

昆明市黑龙潭岩溶泉氢氧稳定同位素分析

黑龙潭位于昆明市北缘的五老山山麓,沿黑龙潭东支断裂带出露地表,该区分布三个岩溶泉,分别是:清水潭、浑水潭、小水潭,文章运用氢氧稳定同位素方法对它们进行连续的观测研究。通过对大气降水和泉水氢氧稳定同位素特征进行分析,揭示研究区岩溶泉水的来源及泉域含水层特征。得出以下结论:（1）通过大气降水δ18O -δD 关系建立当地大气降水线,大气降水线和泉水的稳定同位素分析表明泉水来源于大气降水,而且主要来源于夏季降水。（2）高斯混合模型分析结果表明,清水潭的补给不仅来源于野猫山地区,还包括径流过程中的入渗补给,而且入渗补给量并不小。浑水潭旱雨两季补给类型有所区别。小水潭除受北部二叠系灰岩含水层补给之外,很有可能也受东北部玄武岩山地的孔洞裂隙水补给。      

近年昆明市茨坝—岗头村富水块段地下水位持续下降原因分析

茨坝-岗头村富水块段位于蛇山断裂东侧盘龙江谷地,东以黑龙潭东支断裂、玄武岩为隔水边界,南以陡坡寺组泥质粉砂岩为隔水边界,面积16.07 km2。富水块段岩溶含水层主要以二叠系和石炭系的灰岩、白云岩为主,埋深2.5~173.92 m。块段内岩溶地下水由北向南,由西向东径流,于山前缓坡边缘以泉排泄,部分向深部径流,形成承压区。为弄清近年富水块段岩溶地下水位持续下降的原因,在查明富水块段水文地质条件的基础上,对比分析了该富水块段近3年（2009—2011年）降雨量与多年平均降雨量及其地下水补给、开采减少量和地下水位的变幅。结果表明,降雨量偏少是导致地下水补给量减少,进而造成茨坝-岗头村富水块段在关闭部分开采井及减少开采量后,地下水位仍然持续下降的主要原因。      

即墨市宝龙泉水文地质条件调查与分析

通过资料收集、专项地质测量、水文地质调查与测绘、水文地质物探、水文地质钻探、钻孔抽水试验、水质分析试验和综合研究等技术方法对宝龙泉区域水文地质条件进行了勘查,对泉的成因、汇水面积、补给量和流量进行了初步的分析和探索,结果显示:泉区内发育的7条近南北和近东西向的断裂异常构成了宝龙泉泉脉的构造格局,经钻探验证,3条断裂透水性好,含水丰富,其中DF1-3和DF3-4断裂为宝龙泉的主要泉脉通道;在水位标高53. 07 m时,泉水自流的流量为296. 76 m^3/d;泉水的矿化度为0. 582 g/L,水化学类型HCO3·SO4-Ca型。地下水水质主要类型分类为Ⅱ~Ⅲ类,均受不同程度的污染,主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水。按地表汇水面积和断裂形成的区域面积分别计算,可估算出宝龙泉流量平均为303. 78 m^3/d和337. 14 m^3/d。研究结果可为宝龙泉区域泉水的保护和开发利用提供依据。     

龙涧泉岩溶水系统特征

文章以地下水系统理论为指导,对龙涧泉岩溶水系统的边界条件、人工干预条件下地下水动力场演化特征等方面进行了系统的研究。根据区域地质、构造、地形地貌和水文地质条件,探究了龙涧泉岩溶水系统,圈定了系统的范围、边界性质、流动系统内部及其与外部系统之间的关系,确定龙涧泉为系统的唯一天然排泄口,龙涧泉岩溶水系统与白浪岩溶水系统无直接水力联系。龙涧泉岩溶水系统岩溶水补给来源主要是大气降水、河流入渗及侧向径流补给,现状条件下总补给量为864.42万m3/a,多年平均补给量为836.81万m3/a;排泄主要是水源地开采和矿山排水,现状开采量为4 117.2万m3/a。由于开采量大于允许开采量,并超过了总补给量,区内岩溶水一直处于超采状态。2004—2008年矿区岩溶水实测年均下降1.61 m/a,多年（1984—2008）水位平均降幅为5.68 m/a,最大降幅17.42 m/a。此外还讨论了岩溶水系统的补给、排泄条件,提出了龙涧泉岩溶水开发、保护、复泉与管理龙涧泉岩溶水系统的建议。      

水源热泵井施工中水文地质参数确定的探讨——以东煤沈阳钻探机械研制中心厂房水源热泵井施工为例

以单井抽水试验资料为基础,计算出该区的新近系砂砾岩含水层的出水量为40m^3/h。为解决水源热泵系统的热源及同层回灌问题,进行了较长时间的带有观测孔的抽水试验及回灌试验。试验表明：该区的渗透系数为32.16m/d,影响半径为166m,回灌渗透系数为14.38m/d,回灌影响半径为61m。据此计算干扰井单井抽水量为38.51m^3/h,干扰井单井回水量为11.14m^3/h,同时确定该区的抽灌井比例为1∶4。根据用水需求,该区设计抽水两口,回灌井8口,备用一口回灌井,形成该区的水源热泵系统。系统运行近两年来,单井出水量、回灌量及水位降深均符合设计要求,达到了预期效果。     

我国北方岩溶泉域生态修复策略研究

我国北方岩溶分布面积广,岩溶泉水资源丰富,是岩溶区工农业及居民生活的优质供水水源。但在全球气候变化和采煤等强烈人类活动的叠加作用下,我国北方岩溶泉水流量衰减,水质恶化,岩溶泉域生态环境功能下降。通过合理、适度的人工干预,强化岩溶大泉的自然恢复机能,并最终实现泉域生态环境修复,是当前我国生态文明建设的先行区和重点领域。论文在分析研究晋祠泉断流原因的基础上,针对性地提出并科学地评估了汾河二库强化渗漏补给、泉域岩溶水关井压采、煤矿区保水限采、近源生态补水和远源河道渗漏补给等一系列措施及预期效果,以期推进晋祠泉域岩溶地下水生态环境得到根本性改善。该研究工作有望对我国北方岩溶大泉的生态修复形成示范效应,为遏制我国岩溶区生态恶化现象提供科学依据。      

山西龙子祠岩溶泉流量动态特征与影响因素分析

选取山西南部典型岩溶泉龙子祠泉域为研究对象,利用1954-2018年65年长时序的泉水流量、降水监测数据及1990-2018年的开采数据,分析其动态特征及响应规律。结果表明:该泉域泉流量在2.94～8.39 m3·s-1之间波动,多年平均流量为4.74 m3·s-1;年内泉流量对降水补给响应有4个月的时间滞后性;开采量保持较高水平时,泉流量总体呈明显下降趋势。利用多元回归方法建立两个阶段（1954-1989年和1990-2018年）的数学模型,并对其进行模拟和误差分析,结果显示:第一阶段泉流量影响因素主要为前一年降水和前两年降水;1990年开始存在开采活动,第二阶段受降水和开采共同制约,与当年开采量负相关且受其影响最为强烈,其次受前一年和前两年降水影响;整个时间序列上流量误差为11.62%,模拟效果较好。