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高精度地下水示踪技术及其应用——以毛村地下河流域为例 总被引：9，自引：0，他引：9
笔者以桂林毛村岩溶地下河流域的示踪试验为例, 探索高精度地下水示踪方法在岩溶水文地质研究中的应用。实践证明, 该方法较传统示踪方法具有较大优势。试验中, 从地下河主出口回收I号示踪剂为34%, 地下水平均流速为35.3 m/h, 全部回收率约为60%~70%。示踪结果证实毛村地下河流域具有典型河间地块特征, 存在多个排泄出口, 水文地质边界较复杂; 主出口处示踪剂浓度变化呈宽域多峰, 说明具有多管道、沿途多个较大溶潭特征; II号示踪剂在所有接收点都没有收到, 其原因较为复杂和不确定。枯季部分地下水有沿西南方向断层排泄迹象, 雨季是否存在较大径流, 还需用示踪试验来证实; 流量不均衡, 排泄区可能存在潜流。 相似文献
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定量示踪研究是岩溶地下河管道流和管道结构参数估测的有用技术,可以为概化水文地质条件和数学模型研究提供科学依据.以桂林寨底地下河示踪试验为例,利用荧光素钠和罗丹明B为示踪剂,通过高精度、高密度和多指标的自动检测技术,不仅合理估算了管道流平均滞留时间、平均运移速度、弥散系数、管道过水体积、管道过水断面面积及其等效直径,而且表明常用示踪剂荧光素钠和罗丹明B在应用中存在的吸附性差异,认为荧光素钠吸附性弱,数据可信性强,而罗丹明B吸附性强,在数据解释中需要谨慎. 相似文献
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桂林毛村地下河流域雨季与旱季定量示踪分析 总被引：3，自引：2，他引：1
以典型岩溶地区广西桂林市毛村地下河流域为例,基于在线高分辨率监测进行雨季与旱季定量示踪试验,精细刻画流域内含水介质特征。根据示踪试验研究及毛村地下河系统内地下水的径流和分布特征,可将毛村地下河系统划分为社更岩、扁岩地下河系统,大冲里-背地坪系统和大岩前落水洞-毛村出口系统。这三个子系统分布于毛村流域的上游和下游,其示踪剂浓度历时曲线为陡升陡降的尖峰,地下管道相对单一,无较大岔道和溶潭发育。各段地下河水动力作用以对流作用为主,且水流一般呈现为紊流流态。雨季流速快、流量较大,平均运移时间短,示踪剂回收率比旱季高。流域中游含水介质相对均匀,无管道发育,地下水主要赋存于溶蚀裂隙。 相似文献
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在岩溶水文地质调查中,示踪试验的应用是较为广泛且行之有效的方法。为确定地下河系统的岩溶含水介质结构,采用高精度在线监测技术在广西壮族自治区贺州市合宝地下河主管道上进行示踪试验。试验采用的示踪剂为荧光素钠,在线监测设备为GGUN-FL30野外荧光分光光度计。试验结果显示: 合宝地下河入口S1与出口S4之间地下河以管道流为主要特征,结构相对简单,不存在溶潭等地下储水体; 示踪剂回收率为63.18%,说明该地下河还有其他排泄途径,很有可能为地下潜流。基于Qtracer2数据分析可知,合宝地下河枯季水流的最大流速为156.00 m/h,平均流速48.09 m/h,岩溶管道储水量26 714 m3,管道过水断面面积13.70 m2,平均直径4.18 m,弥散系数0.505 m2/s,纵弥散度37.81 m,摩擦系数0.178,雷诺数48 937,舍伍德数1 875.4,施密特数1 140。合宝地下河岩溶极其发育,含水介质不均一性强,为规模较大的单一管道系统。地下水流态呈紊流型,且局部具备承压特征。研究数据及成果为建立地下河系统数值模型提供了依据。 相似文献
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两种常用染色剂管道及淤泥条件下示踪及对比——以丁旗地下河连通试验为例 总被引：3，自引：3，他引：0
通过对丁旗地下河同一投放点同时开展二元示踪试验,探讨了当前被忽略的不同示踪剂应用对比及回收率合理性等问题。在淤泥沉积的地下河管道及流量和浊度稳定条件下,得出主要结论:(1)荧光素钠、罗丹明B回收率分别为53.91%和40.72%,前者比后者少损失13.19%;其中荧光素钠在主峰和缓慢衰减段排出量分别占85.03%和14.97%,罗丹明B则对应为65.88%、34.12%;(2) 荧光素钠对应峰值的回收强度为罗丹明B的2.95倍且最大峰值出现时间比后者提前2 h;(3) 罗丹明B由于吸附等形成的浓度曲线对管道结构分析有可能产生误导,荧光素钠则相对更准确。 相似文献
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基于在线示踪技术的岩溶地下河流场反演与水文地质参数估算 总被引：4，自引：4，他引：0
以青木关岩溶地下河为例,利用在线高分辨率示踪技术获取基础数据来探寻岩溶地下河形态特征,估算水文地质参数。试验中示踪剂回收率高达99 %,示踪剂历时浓度曲线有两个孤峰,前后峰值浓度分别为37.63 μg/L和1.21 μg/L, 两个孤峰的偏度和峰度均大于0,据此推测青木关岩溶地下河并无较大溶潭发育,且地下河流态为紊流流态。根据试验所得数据结合地下河地理空间信息,以经验公式估算得到地下河平均流速、摩擦系数、雷诺数、舍伍德数、施密特数等水文地质参数,分别为204 m/d、0.26、127 980、4 165、1 140,表明青木关地下河管道内部结构复杂,地下水环境比较脆弱,且估算得到的雷诺数所表征的地下河水流态与示踪剂历时浓度曲线得到的结果一致。 相似文献
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示踪试验是客观认识地下河管道空间结构的有效手段之一,其成果可成为地下河开发利用的重要依据。通过对以食盐为示踪剂,以摩尔法为检测方法得出的巨木地下河出口水质中Cl#体积质量历时曲线的分析,认为该地下河具多支、网络状特点,系统内含水介质以管道、廊道、裂隙及溶潭的组合为特征,具有较强的调蓄能力,具备筑坝成库条件。 相似文献
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典型岩溶包气带洞穴滴水水文过程研究——以桂林硝盐洞为例 总被引：1，自引：0，他引：1
选取桂林丫吉试验场硝盐洞为研究对象,通过示踪试验和高分辨率水文水化学监测,确定滴水补给来源,研究典型岩溶包气带洞穴滴水对降雨响应的水文过程。研究结果表明,硝盐洞XY5滴水主要受到两种径流成分补给,即集中补给的管道流和弥散流。硝盐洞上部包气带中可能存在表层岩溶带含水层,长期维持滴水流量。滴水流量、电导率和示踪剂浓度的峰值均出现在强降雨时段,表现出快速响应的管道流特征,存在降雨阈值引起硝盐洞滴水降雨响应。降雨前岩溶含水层水分条件是包气带水文响应差异的主要原因,雨季滴水对降雨响应迅速,XY5滴水对降雨响应的滞后时间为10 h;而旱季对降雨的响应滞后明显,滞后时间达9.8天,体现了土壤和表层岩溶带的调蓄作用。74.4 mm降雨量是旱季转雨季滴水响应的降雨阈值。借助于洞穴滴水的水文动态变化和示踪试验技术对于研究包气带水文过程,深入了解岩溶含水层结构及特征,揭示岩溶区降雨入渗补给机制具有重要作用。 相似文献
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基于高分辨率示踪技术的岩溶隧道涌水来源识别及含水介质研究 总被引：3，自引：3，他引：0
利用高分辨率示踪技术探讨了重庆三泉隧道突水来源,并对含水介质进行了刻画,结果表明:（1）隧道涌水段受长滩地下河影响,而麦阴槽落水洞为长滩地下河的补给来源之一;（2）试验段岩溶含水介质通畅,地下水流速快,为典型紊流态;地下河管道结构不均匀,发育两条过水通道,为主管道并联支管道,无溶潭和地下湖发育;利用Qtracer2软件,计算得到地下河几何参数及水文地质参数:地下管道储水体积为1 148.4 m3,表面积为1.30×106 m2,平均直径为1.37 m,长度为780 m;摩擦系数为0.51,舍伍德数为1 055.1,施密特数为1 140,水力深度为1.08 m,分子扩散边界层厚度为1.3 mm;（3）因试验时间短、试验为小流量期及存在其他地下河出口等条件制约,示踪剂天来宝的回收率较低,上湾洼地与隧道涌水段连通关系有待进一步研究;（4）由于三泉隧道涌水点与地表水具有直接水力联系,且涌水量大,建议引走地表洼地水源、填埋隧道上方麦阴槽落水洞或在隧道下方新建泄水洞排水。 相似文献
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荧光示踪剂的干扰实验研究 总被引：2，自引：1，他引：1
通过在室内无光照条件下开展干扰实验,探究了荧光素钠、罗丹明和荧光增白剂三种示踪剂之间的干扰规律,并应用于野外地下水二元示踪试验实例,说明了校正荧光示踪仪检测浓度(ΔC)的方法。结果表明:（1）在实验室条件下,荧光素钠的抗干扰性最强,罗丹明次之,荧光增白剂易受到干扰产生检测浓度增大的假象,这种假象服从线性变化规律;（2）当使用罗丹明作为示踪剂时,ΔC钠=0.052C罗、ΔC白=0.012C罗;当使用荧光素钠时,ΔC罗=0.507C钠、ΔC白=0.323C钠。在野外开展二元示踪试验时,建议尽量选用相互之间干扰较小的罗丹明和荧光增白剂进行组合投放,或利用本实验得到的不同示踪剂之间的干扰规律对荧光示踪仪的检测浓度进行校正。 相似文献
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用易溶于水的金属盐类试剂作示踪剂,是岩溶地下水示踪试验中广泛采用的有效方法,通过野外现场测定人工示踪剂中的金属离子可以揭示岩溶地下水的运动特征.传统极谱法所用的液态汞操作不便,且容易造成环境污染.本文制作了固体汞电极,采用溶出伏安法测定地下水示踪剂中的铜,在地下水样品中加入醋酸一醋酸钠缓冲溶液,氯化钾溶液作为支持电解质,采用固体汞电极扫描,记录溶出曲线.实验了氯化钾溶液、醋酸-醋酸钠缓冲溶液用量对100 ng/mL铜标准工作溶液峰电流的影响,在选定最佳实验条件下,铜浓度在0 ～ 1000 ng/mL范围内与峰电流呈现良好的线性关系,相关系数大于0.999,方法检出限为0.58 ng/mL,加标回收率为96.4％ ～ 101.7％.地下水中可能存在的一些离子对测定不产生干扰.该方法应用于地下水示踪试验,铜的测定结果与极谱法基本吻合,且简单快速,适合野外现场测定,同时避免了极谱法液态汞的污染问题. 相似文献
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三元连通试验在岩溶渗漏研究中的应用 总被引：4，自引：0，他引：4
本文应用Cr、Mo、Cu三种化学元素对江坪河水电站河间河湾地块进行了三元连通试验,查明了长度分别为5 250m、7 200m、2 200m的3条岩溶管道的空间分布,为分析河间河湾地块中的地下水流向、地下水分水岭空间分布,同时为后期的勘探布设和渗漏条件分析提供了科学依据。 相似文献
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基于示踪试验求解岩溶含水层水文地质参数 总被引：9，自引：0，他引：9
示踪试验作为重要的水文地质试验,长久以来以探明地下水的水力联系、测定地下水流速为主要目标。针对岩溶地区地下水流速较快的特点,提出了一套基于对流稀释作用的数学模型,利用电导率与溶质浓度的正相关关系,可方便准确地计算示踪试验投源井的天然径流量和地下水中示踪剂的背景浓度。根据后寨地下河流域陈旗典型试验区的计算成果,投源井的天然径流量为0.241 4 m3/min,辅以必要的水文地质调查,即可估算地下水流速以及含水层的渗透系数。 相似文献
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桂林甑皮岩洞穴遗址地下水示踪及污染来源分析 总被引：7，自引：7，他引：0
桂林甑皮岩遗址周围地带地下水中污染物的种类及来源复杂。为了查明地下水系统的结构特征,分析地下水的污染物运移路径和追溯污染源,采用在线高分辨率示踪技术与人工采样相结合的方法。选取荧光素钠和罗丹明B两种示踪剂,在桂林甑皮岩遗址周围进行了三次示踪试验。根据试验结果分析地下水流场,计算地下水平均流速。结果表明地下水流速在1.6~33.91 m/d,平均值为12.92 m/d。流场内岩溶以溶蚀裂隙为主,且裂隙发育呈网络式,存在西北向东南方向的主径流带,但大型岩溶管道存在的可能性小。三次示踪试验结果均显示,投放点所在的污染源区与遗址周围地下水存在水力联系,因此,遗址附近的居民小区、学校、原砖厂等污染源对遗址下部的地下水存在潜在污染,需更大程度地划分遗址的保护范围。特别是甑皮岩景区化粪池密闭情况较差,严重危害遗址环境,必须对化粪池进行防渗处理。 相似文献
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以西南某典型岩溶区为例,解析示踪试验在岩溶管道连通性以及获取水文地质参数中的应用。选择落水洞为投放点,分别从落水洞西侧和东侧寻找地下水出露点作为接收点,判别落水洞地下径流的实际去向以及落水洞与接收点之间的水力联系。结合Qtracer2软件对示踪试验成果进行定量解析,确定示踪剂回收率、地下水平均流速、最快流速,估算出岩溶管道结构特征和水文地质参数。结果表明:落水洞与接收点JS01、JS03之间不存在直接水力联系;落水洞与接收点JS02存在水力联系且岩溶管道极为发育,含水介质不均匀,地下水运移路径较为通畅,为典型的紊流流态;落水洞地下径流的主要方向是由西向东,但在丰水期雨量较大期间,接收点JS04能够接收到荧光素钠,说明丰水期水位上涨后两者间会有水力联系,导致部分水量向落水洞西侧排泄。 相似文献
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M. Fournier N. Massei M. Bakalowicz L. Dussart-Baptista J. Rodet J. P. Dupont 《Hydrogeology Journal》2007,15(4):689-704
In a karst system, the characterization of transport properties is based on the comparison of natural tracers observed at the inlet (a swallow hole on the karst plateau) and the outlets of the system (a spring and a well). At Norville, northwest France, electrical conductivity (EC) and turbidity (T) were used as natural tracers for characterizing dissolved elements (surface water geochemistry) and particulate matter transport, respectively. Two methods were used for this study: (1) a comparison of the relations between EC, T and spring discharge (Q) by means of normalized EC–T–Q curves, and (2) a principal component analysis (PCA) including water geochemistry data in addition to EC, T and Q. Three different characteristic flood events have been chosen for the analyses. EC–T–Q curves highlighted the direct transfer, resuspension and deposition of particles during their transport in the karst network. Transport from the swallow hole to both the spring and the well appeared to be dominated by karst-conduit flow. On the other hand, PCA results showed a diffuse source of contamination of groundwaters by nitrate and a point-source contamination of groundwaters by streaming/runoff surface waters with high turbidity and phosphate concentration infiltrated at the swallow hole. 相似文献
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岩溶管道结构特征对岩溶水资源的合理取用、保护及地下工程安全施工均具有重要影响。目前在利用示踪试验曲线分析岩溶管道结构特征时,难以通过曲线叠加、钝锋、不规则上升和下降等形态准确解释多条岩溶管道连接关系、地下湖所处位置和地下水状态。运用地下水溶质运移理论,推导出岩溶管道流溶质运移模型,根据模型绘制三维溶质运移形态和理论时间-浓度曲线,结合水力学相关知识,对岩溶管道连接关系、地下湖位置及岩溶管道流形态变化对应的时间-浓度曲线进行解释。得出以下主要结论:（1）曲线出峰个数对应岩溶管道条数,由于管道径流长度及流速存在差异,双管道并联曲线存在3种模型,分别为2个孤立的单峰、下降曲线存在双峰叠加和2个连续上升的叠加峰;（2）单管道曲线下降梯度个数对应地下湖个数,多管道需结合管道个数和地下湖位置具体分析下降梯度和地下湖个数关系,根据地下湖位置将双管道并联岩溶管道划分4种类型,即地下湖存在于未分支管道、主管道、支管道、主管道和分支管道上;（3）曲线形态极速变化标志着管道流发生表流和承压流的相互转化。研究结果可为岩溶地区地下水保护及地下工程安全建设提供保障。 相似文献