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在线技术在岩溶地下水示踪试验中的应用—— 以青木关地下河系统岩口落水洞至姜家泉段为例 总被引：22，自引：8，他引：14
在岩溶水文地质调查的基础上 ,采用高分辨率野外自动化荧光仪、人工取样和放置活性炭的方法 ,对青木关地下河系统投放的示踪剂荧光素钠接收情况进行检测。 结果表明: ( 1)姜家泉是青木关地下河系统的主要出口 ,岩口落水洞投放的示踪剂在姜家泉的回收量为 93. 9% ,初现时间为 33. 3h ,地下水最大视流速为222. 2m /h,平均视流速为 176. 6m /h,众数视流速为 172. 1m /h,说明本试验段内地下径流为典型的紊流流态 ,岩溶含水介质极不均匀 ,可能有规模较大且无岔道的岩溶管道存在 ; ( 2)岩口落水洞与大木水窝泉、纸厂泉没有直接的水力联系 ,出口姜家泉与纸厂泉也无直接的水力联系; ( 3)野外自动化荧光仪精度和自动化程度高 ,携带方便 ,大大节约了试验成本 ,在我国西南岩溶区的地下水示踪试验中具有较大的推广和应用价值。 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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桂林甑皮岩遗址地处典型的峰林平原区,面临地下水运动破坏遗址区稳定性的问题。为掌握水塘岩溶渗漏过程特征,揭示遗址保护区岩溶地下水与地表水的相互作用,保护遗址区的稳定性,分析了遗址保护区地下水与地表水的水位动态特征,并根据岩溶地下水与地表水系统的水均衡要素建立水箱模型的基本物理结构和水塘水位衰减方程,将模拟水位与实际水位对比分析,量化地表水与降雨及遗址洞地下水之间的相互关系。水塘水位动态与地下水水位动态存在水位高差、上升起点、衰减速度和峰值滞后的差异性,两者动态过程的差异反映遗址区岩溶介质的沟通能力较强;地表水渗漏过程主要控制因素是水塘底部的岩溶渗漏能力;地下水补给地表水塘的方式以主径流带管道流集中补给为主。遗址区地下水与地表水的水力交互作用表现出强烈的动态模式,地下水与地表水互相转化特征显著。地下水与地表水的水力交互有利于削弱地下水潜蚀力,缓解地下水对覆盖层的侵蚀破坏。 相似文献
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桂林市东区为一较完整的水文地质单元,为桂林市区主要的地下水供水水源地和未来城市中心区,漓江是该区域的排泄基准面。在简述桂林东区地下水硝酸盐整体含量的基础上,以东区白竹干村为例,对这一地段的岩溶地下水硝酸盐污染概况及成因进行分析,结果表明:由于桂林市城市化趋势向东发展,导致东区浅层地下水硝酸盐含量增加,含量介于4.47~41.36 mg/L,均值为16.7 mg/L,受硝酸盐污染程度较高,应通过加强水质监测,对生活污水、垃圾以及禽畜粪便进行妥善处理,村民应合理施肥,控制氮肥和农药的用量,改善当地饮用水卫生状况。 相似文献
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峰林平原区岩溶含水层特征与调蓄功能 总被引：15，自引：4，他引：11
广西来宾峰林平原系统经过长期演化,内部结构有序度已接近最佳状态,具有以下岩溶水文地质特征: ①具有成熟的三元垂直分带;②浅层岩溶带厚约30m,有效孔隙率2. 5% ,调蓄能力强; ③中层岩溶带厚约70m,未充填洞穴发育,有效孔隙率1. 5% ,侧向水流通畅;④水位动态平缓,过程曲线主要反映降雨的季节变化;⑤含水层的疏干和回灌易于实现。基于上述特点提出利用地下空间调蓄径流的构想,其基本思路是在枯水季节抽取超过天然径流量的地下水,形成人工降落漏斗,以获得需要的水资源量; 雨季通过天然回灌,把调节库容重新充满。此法可作为峰林平原区治旱调蓄的新手段。 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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大武水源地地处山东省淄博市,区内建有某大型石化基地。水源地断裂带附近地下水曾受到来自地面石油化工污染物影响,亟需针对性治理修复。精准确定开采背景下岩溶水的实际流向、径流速度和渗透系数等关键参数是污染治理研究的关键。基于国际新兴的井孔地下水胶体探测技术,在该水源地断裂带污染段布设7眼探测孔,开展21个层位的原位系列探测,应用优势流理论和地质统计学方法确定关键水动力参数。结果表明:（1）大武岩溶水源地断裂带附近含水层强径流层位（易污染段）位于奥陶系八陡组下部（O2-3b）至奥陶系阁庄组（O2g）上部地层,65 m以浅的侧向流入补给是该水源地岩溶地下水污染的主要来源;（2）该水源地断裂带附近岩溶地下水具有多元质点流向,不同区段或层位实际水流方向和流速差异较大,揭示了断裂带对水源地的非单一层位影响,指明了水力屏障井混合开采的不利影响;（3）建议调整水力屏障井的抽排层位与强度,加强70 m以浅的抽排强度,使得SW95正西方向上的径流流速明显小于50.30 m/d;减小80~110 m深度的抽排强度,使得SW99正西方向上的径流流速明显小于49.38 m/d。 相似文献
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岩溶泉流量时间序列蕴含大量岩溶含水系统水动力特征信息,可为岩溶地下水资源量的确定及水文干旱分析提供重要途径。本研究基于长系列泉流量时间序列,推求流量理论频率曲线,通过拟合的理论频率曲线获得后寨岩溶典型小流域在95%、80%、50%、20%保证率下的岩溶地下水流量为0.25m3/s、0.23m3/s、0.39m3/s、0.57m3/s。在概率为80%的流量截取水平下,获得岩溶含水系统1991～1997的中最严重干旱为1993年,干旱历时为195d,缺水量为2.9×106m3。泉流量时间序列的理论频率分析能很好的应用于岩溶含水系统地下水资源计算和干旱特征分析,为岩溶含水系统水资源的合理优化配置提供依据。 相似文献
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屋顶雨水回灌裂隙岩溶含水层连通示踪试验 总被引：1，自引：0，他引：1
雨水回灌后对岩溶水的影响分析和效果需要对回灌井和下游的观测井监测数据说明。由于岩溶含水层中岩溶发育极不均匀,在测定地下水位并判定出地下水流向的基础上,连通示踪试验是选择与回灌井相对应的观测井的有效办法。用氯化钠作为示踪剂,监测不同测井不同埋深地下水电导率随时间变化的方法确定了岩溶水观测井选址、岩溶含水层的结构及水文地质条件。示踪试验结果表明,3#观测井(西院井)可用来监测雨水回灌效果,并计算出该地区的地下水势流速在9 m/h～20 m/h之间。该成果对北方地区岩溶含水层回灌和环境评价具有重要的参考价值。 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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南方岩溶含水系统结构识别方法初探 总被引：6，自引：4，他引：2
岩溶含水系统因其含水介质的高度不均匀性和各向异性而难以刻画。文章选取鄂西岩溶槽谷区典型的岩溶含水系统为研究对象,基于野外地面调查、裂隙测量、洞穴探测、多源高精度地下水示踪试验、地下水动态监测等传统手段,结合新技术、新方法来综合查明岩溶含水系统的结构,探讨岩溶含水系统的边界结构、岩溶发育主控方向、介质空间结构的识别方法,最终刻画出岩溶含水系统结构的概念模型。文章的研究成果旨在为岩溶山区1∶5万水文地质调查工作思路与方法应用提供参考,为提高全国新一轮1∶5万水文地质调查成果的精度与质量做贡献。 相似文献
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Dynamics and anthropogenic impacts of multiple karst flow systems in a mountainous area of South China 总被引：5，自引：0，他引：5
Mingming Luo Zhihua Chen Robert E. Criss Hong Zhou He Huang Zhaofeng Han Tingting Shi 《Hydrogeology Journal》2016,24(8):1993-2002
The Xiangxi River basin, South China, is a steep terrane with well-developed karst features and an important Cambrian-Ordovician aquifer. Meteoric water in this mountainous area features a mean δ18O elevation gradient of –2.4?‰/km. This gradient was used to estimate mean recharge elevations of 760 m for Shuimoxi (SMX) spring, 1,060 m for Xiangshuidong (XSD) spring, and 1,430 m for drill hole ZK03, indicating multiple flow paths in the Cambrian-Ordovician karst aquifer. Mean residence times of 230 and 320 days and ～2 years were estimated for these features, respectively, using the damped running average model that predicts the isotopic variations in groundwater from those in precipitation. Groundwater in the regional karst flow system has the longest residence time, the highest recharge elevation, the longest flow paths, the lowest addition of anthropogenic components, and the greatest amount of water–rock interaction as indicated by its higher dissolved solids, Mg2+ concentrations and Mg/Ca ratios than the springs. In contrast, the local and shallow karst flow systems respond rapidly to recharge events. Artificial tracer tests prove that these shallow karst systems can also quickly transmit anthropogenic contaminants, indicating that they are highly vulnerable to human impacts, which include the enrichment of NO3 –. The intensity of water–rock interaction and groundwater vulnerability are mainly determined by the structure and dynamics of the multiple karst flow systems. 相似文献
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Inference of the structure of karst conduits using quantitative tracer tests and geological information: example of the Swiss Jura 总被引：2，自引：0，他引：2
Karst aquifers are known for being particularly heterogeneous with highly transmissive conduits embedded in low permeability volumes of rock matrix. Artificial tracer experiments have been carried out in a complex karst aquifer of the folded Jura Mountains in Switzerland with the aim of deciphering the conduit organisation. It is shown that tracer experiments with multiple injection points under different flow conditions can lead to useful information on the conduits’ structure. This information has been combined with data from structural geology, spring hydrology, and speleological observations. A conceptual model of the conduit network shows that a detailed inference of the conduit organisation can be reached: geology controls conduit location and orientation; spring hydrology, including temporary springs, constrains conduit elevations and relative hydraulic heads in the aquifer subsystems; and tracer tests identify major flow paths and outlets of the system and dilution caused by non-traced tributaries, as well as the presence of secondary flow routes. This understanding of the Aubonne aquifer structure has important implications for the future management of the groundwater resource. Similar approaches coupling geological information, spring hydrology, and multi-tracer tests under various flow conditions may help to characterise the structure of the conduit network in karst aquifers. 相似文献
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In karst areas, groundwater movement is dominated by conduit flow; thus, understanding the distribution and structure of karst conduits has great significance for water research, groundwater protection and engineering construction. With the Dafengdong (Guizhou Province, China) underground river karst as an example, a mise-a-la-masse method, tracer tests and cave detection were conducted to study the distribution and structure of karst conduits. Combined with information on the geological and hydrogeological conditions, the geological factors that form karst conduits were determined. It can be concluded that: (1) Under the influence of faults, karst conduits usually develop towards or along faults; (2) multiple karst conduits form easily on both sides of tectonic fracture zones; (3) both lithology and geological structure affect the formation of blue holes, and when the directions of karst conduits change, blue holes easily form in weak parts of the structure; (4) at springs where two aquifers intersect, with strong chemical dissolution of the lower karst aquifer and mechanical collapse of the upper aquifer, blue holes also form easily; and (5) integrated mise-a-la-masse method, tracer tests and cave detection can accurately discern the distribution and structure of karst conduits. Geological factors can be used to preliminarily delineate the distribution and structure of karst conduits in similar areas based on hydrogeological conditions. Such methods hold great significance for groundwater extraction and protection and engineering construction in karst areas.
相似文献17.
大兴迭隆起隐伏岩溶水资源评价及开采方案预测 总被引：2，自引：2，他引：0
大兴迭隆起地区隐伏岩溶地下水是北京市的重要水源,为保障水源地能持续为大兴、通州地区提供优质的城镇生活用水,需对研究区岩溶地下水进行水资源评价和开采规划预测分析。利用数值模拟法,应用GMS模拟软件对研究区岩溶水系统进行地下水流数值模拟及水位变化预测。建立的岩溶水系统模型分为5层,模拟验证期为12年9个月。由模型评价的岩溶水系统补给资源量为14 425.74×10^4m3/a,可开采资源量为14 310.52×10^4m3/a,其中岩溶含水层可开采量为2 309.36×10^4m3/a。在模型识别验证后,分4种开采方案对水源地进行开采预测,通过对典型观测孔水位过程线拟合和研究区水均衡分析可知,按2020年之前维持现状开采,2020年后停采念坛水源地,2025年后全区按可开采量进行开采的开采方案最为合理,可分批逐次实现水源地的采补平衡。 相似文献
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Contamination of the Paleozoic carbonate aquifer at Walkerton (Ontario, Canada) by pathogenic bacteria following heavy rain in May 2000 resulted in 2,300 illnesses and seven deaths. Subsequent tracer testing showed that there was rapid groundwater flow in the aquifer, and also rapid exchange between the aquifer and the ground surface. Electrical conductivity (EC) profiling during a 3-day pumping test showed that most flow was through bedding-plane fractures spaced about 10 m apart, that there were substantial contrasts in EC in the major fracture flows, and that there were rapid changes over time. Total coliform sampling revealed transient groundwater contamination, particularly after heavy rain and lasting up to a few days. These characteristics can be understood in terms of the dual-porosity nature of the aquifer. Most of the storage is in the matrix, but this can be considered to be static in the short term. Almost all transport is through the fracture network, which has rapid groundwater flow (～100 m/day) and rapid transmission of pressure pulses due to the high hydraulic diffusivity. Rapid recharge can occur through thin and/or fractured overburden and at spring sites where flow is reversed by pumping during episodes of surface flooding. These characteristics facilitated the ingress of surface-derived bacteria into the aquifer, and their rapid transport within the aquifer to pumping wells. Bacterial presence is common in carbonate aquifers, and this can be explained by the well-connected, large-aperture fracture networks in these dual-porosity aquifers, even though many, such as at Walkerton, lack karst landforms. 相似文献