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基于数值模拟的汾河二库对晋祠泉岩溶水系统渗漏补给作用研究 总被引：1，自引：0，他引：1
汾河二库的下闸蓄水，改变了晋祠泉域汾河地表水对岩溶水的渗漏补给条件，对区域岩溶水流场变化有着长远的影响。本研究通过系统梳理库区水文地质条件，勾画地表水渗漏补给岩溶水范围，考虑地层岩性、蓄水高度等因素，确定二库不同蓄水水位下晋祠泉域获渗漏量占比；构建晋祠泉三维岩溶地下水流模型，研究二库渗漏对泉域岩溶地下水补给作用，并预测不同蓄水情景下晋祠泉口水位变化趋势。结果表明:晋祠泉域获渗漏量占比随二库蓄水位非线性变化，最低为92.8%，在二库蓄水位达902 m后稳定在93.7%，而渗漏量与二库蓄水高度呈正相关；泉域岩溶水径流区受渗漏补给作用最显著，其次为排泄区、北部补给区；渗漏补给作用下，地下水位回升值受二库水位和补水距离影响；维持设计水位（905.7 m）和2017年水位（895.9~902.4 m）时，预计晋祠泉口水位分别在2021年7月和2023年1月达到泉口高程。 相似文献
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晋祠泉出露于山西太原西山悬瓮山下，由难老泉、圣母泉、善利泉组成。1954—1958年实测泉水平均流量为l.94 m3/s。与晋祠泉同处山前断裂带的平泉于1978年成为特大岩溶水自流井水源地，自流量最大达到1.56 m3/s。由于这些自流井的开采，使晋祠泉的流量急剧下降，1994年4月30日断流。研究山西太原晋祠泉—平泉水力联系对晋祠泉复流方案制定具有重要意义。本文以晋祠泉、平泉为研究对象，通过样品采集、水质监测，综合运用水化学（离子比例、硫同位素、氢氧同位素）方法。揭示晋祠泉—平泉水文地球化学特征和环境同位素特征，反映地下水流系统的特征、水力联系特征。得出1980—1992年，晋祠泉地下水水位的变化呈稳定下降趋势，主要原因是有太原化学工业公司、开化沟、淸徐县平泉村和梁泉村等水源地大量开采岩溶地下水，导致地下水水位下降。晋祠—平泉一带岩溶地下水氢氧同位素值较接近，说明这一带岩溶地下水补给来源与补给途径相近。水质监测分析得出晋祠泉与平泉各个离子变化趋势基本一致。说明晋祠与平泉存在紧密的水力联系，因此晋祠泉与平泉必然存在一个比较强的导水通道。可以通过在晋祠泉下游导水通道上帷幕灌浆，提高晋祠泉水水位，使晋祠泉出流。 相似文献
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晋祠泉和兰村泉是山西著名的岩溶大泉,受自然条件变化和人类活动的影响,两个泉于20世纪末相继断流。针对山西省政府提出的要使晋祠、兰村泉水复流的生态修复目标任务,文章在泉域水文地质调查基础上,就泉水复流密切相关的四个关键性岩溶水文地质条件问题开展研究并提出了新认识。核实了目前划定的晋祠—兰村泉域边界,依据最新资料对现行的晋祠、兰村泉域边界提出了7处修正,修改后晋祠泉域面积由2 030 km2变为2 713 km2,兰村泉域面积由2 500 km2变为2 614 km2。汾河二库在蓄水后库区的主体部分划归到晋祠泉域而非兰村泉域,其渗漏补给是造成近年来晋祠泉域区域岩溶地下水位大幅回升的主要原因。确定了晋祠泉域内盘道—马家山断裂带是一个岩溶水强富水带,也是岩溶地下水从北部中、上寒武统含水岩组向南部中奥陶统含水岩组的转换带。圈定了晋祠泉域:玉门河南峪村—杜儿平煤矿东侧—官地矿与白家庄矿交界处—龙山—明仙村东—晋祠泉的岩溶地下水强径流带。这些认识是开展晋祠—兰村泉域岩溶地下水资源评价、地下水开发管理和保护的基础,更是制定晋祠、兰村泉水复流方案的重要依据。 相似文献
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岩溶区页岩气钻井在近地表常揭露溶洞、地下河、强裂隙带等不良地质体,严重制约了页岩气资源勘探开发的进程。在岩溶页岩气靶区利用地球物理技术探测对钻探不利的近地表地质结构构造,可有效规避钻井钻遇近地表强岩溶发育带、断层破碎带的风险。综合运用高密度电阻率成像法、音频大地电磁法和测氡法对贵州都匀和广西融安碳酸盐岩区的2个油气靶区进行了地下构造识别,结果表明：高密度电阻率成像法和音频大地电磁法能有效确定浅地表地下低阻构造的位置、宽度和产状,高密度电阻率成像法在50 m以浅深度拥有更高的分辨率,音频大地电磁法探测深度更深,但对地下介质的分辨率不高,氡气测量能很好地识别地下低阻构造的属性。高密度电阻率成像法、音频大地电磁法与测氡法三者可优势互补,组成有效识别岩溶区近地表地质结构构造的技术方法体系,可为南方岩溶区页岩气钻井避开近地表强岩溶发育带、断层破碎带以及最终位置的确定提供可靠的技术支撑。 相似文献
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为研究北京西郊玉泉山地区岩溶水径流路径,需查明区内地层结构和断裂构造发育情况,故在玉泉山周边地区开展了综合地球物理勘查工作。完成1∶25000面积性重力测量3670点,在重力数据解释推断成果基础上,有针对性地布设可控源音频大地电磁测深(CSAMT)剖面测量5.1 km及微动测深点4个。综合研究了基岩起伏形态和构造展布特征,新解释推断了10条可能存在的断裂构造。结合区域水文地质资料,对主要断裂的水文地质意义进行了分析,形成了玉泉山地区岩溶水强径流路径新的认识,部分成果与最新的同位素水化学研究成果一致。本研究为玉泉山泉恢复确定合理的回灌方案提供了地球物理依据。 相似文献
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岩溶大泉是中国北方岩溶地下水的主要天然排泄形式，它们集供水、旅游、生态等功能于一体，是重要的自然资源。自20世纪后期，受自然、特别是人类大规模开发、采煤等活动的影响，有近30%的岩溶大泉断流，其中不乏中外闻名的大泉。十七大以来，各地政府积极响应党中央国务院加强生态文明建设的号召，启动了一些重要断流岩溶大泉复流的生态修复工程。本文根据北方断流岩溶大泉的结构模式与成因，提出了包括利用上游水库蓄水、调节渗漏段河水流量、在河流渗漏段实施人工增补工程、在岩溶地下水强径流带和排泄区采取关井压采、封堵泉口下游自流井、对煤矿带压区进行监控、补给区分区植树造林措施的复流模式；以山西太原晋祠泉为实例，在对各项复流措施效果进行定量优化评价的基础上，得出抬高汾河二库水位至设计标高、关闭岩溶地下水强径流带内白家庄煤矿降压排水井、封堵处置泉口下游自流井是近期经济可行的有效措施的结论；最后利用建立的泉域地下水渗流数值模型，预测实施三项近期措施后，晋祠泉水可望在2年左右的时间实现复流，该结论以期为晋祠泉及北方岩溶区其他同类型岩溶泉水生态复流工作提供示范与参考。 相似文献
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基于在莱芜盆地开展的1∶5万水文地质调查工作，详细论述了盆地东部地区水文地质条件，将区内地下水类型划分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水、碎屑岩类孔隙裂隙水与岩浆岩变质岩类裂隙水四类，并总结了其含水岩组富水性；分析了区内地下水补给、径流、排泄特征与地下水动态变化特征；通过收集分析区内钻孔资料，总结了岩溶区岩溶发育特征，发现区内岩溶发育主要集中在200 m以浅，以溶蚀裂隙、蜂窝状溶孔为主；对清泥沟断裂、兴隆山-高峪铺断裂、铜冶店-孙祖断裂等主要控水断裂进行分析，提出东泉、清泥沟、丈八丘三个岩溶水富水块段，分析了各块段的富水机理，并提出各富水块段允许开采地下水量，为地下水合理开发利用提供一定参考资料。 相似文献
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文章尝试性地提出岩溶水生态系统的概念,从系统的特征、功能和面临的威胁三方面论述了其内涵,基于驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)模型,综合考虑自然因素和人类活动叠加影响,构建了岩溶水生态系统健康评价指标体系;用层次分析法(AHP)确定指标权重,用综合评价法确定岩溶水生态系统所处健康状态,并将其分为很健康、健康、亚健康、不健康和病态五级。并以晋祠泉域为例,采用ArcGIS空间分析技术确定岩溶水生态系统健康评价等级。结果表明:泉域煤矿开采区处于不健康状态,东部平原区和中部径流区均处于亚健康状态,碳酸盐岩裸露区和汾河周边区域处于健康状态,分别占晋祠泉域总面积的29%、31%和40%。 相似文献
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为了查明山西省晋祠泉泉水断流、泉口水位下降及近年来泉口水位回升的原因,为泉水复流工作提供理论参考,以长系列气象、水文、开采量、泉流量、地下水位等资料为基础,在详细分析了晋祠泉域不同水动力分区年内、年际动态特征的基础上,从自然气候与人类活动两方面出发,阐述了不同历史时期晋祠泉域岩溶水位变化的影响因素。结果表明：1956-1994年,因20世纪80、90年代人工开采量达到历史高峰期,一度超过2.4 m3/s,且80年代以后我国北方干旱化发展趋势较为严重,晋祠泉水流量逐渐减小直至断流;1994-2008年,人工开采量虽有一定程度减少,但仍维持在2.0 m3/s左右,且恰逢连续枯水年,降水量、河流径流量较多年平均值分别减小了11%和27%,此阶段泉口水位快速下降至历史最低值;2008年以后进入相对丰水期,在采取多项措施减少泉域岩溶水开采量的同时,汾河二库蓄水水位逐步抬高,其对岩溶水的渗漏补给量在经历了约2 a的滞后期后到达泉域排泄区,晋祠泉口水位近年来逐步回升。 相似文献
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Application of inverse modeling in a study of the hydrogeochemical evolution of karst groundwater in the Jinci Spring region,northern China 总被引：1，自引：0，他引：1
Zhenxing Jia Hongfei Zang Philip Hobbs Xiuqing Zheng Yongxin Xu Kai Wang 《Environmental Earth Sciences》2017,76(8):312
This study explores the hydrogeochemical evolution of karst groundwater in the Jinci Spring region, Shanxi Province, northern China. During 2015, karst groundwater samples collected from 24 sampling points along several profiles that follow the groundwater flow direction were subjected to hydrochemical analysis. Reaction paths and mineral phases for the hydrogeochemical modeling were determined based on the analysis results and in conjunction with the regional geology and hydrogeology. The PHREEQC hydrogeochemical modeling software was used to perform mass balance and reaction path modeling of the hydrogeochemical evolution of the spring region. The modeling results showed that from the recharge area through the runoff area to the drainage area, the hydrogeochemical processes occurring in the karst water vary widely between the northeastern, central, and southwestern parts of the spring region, and across the piedmont discharge area. Additionally, hydrodynamic fields and geological structures were found to have significant control over the hydrogeochemical reactions occurring within the spring region’s karst groundwater. 相似文献
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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。 相似文献
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金沙江断裂带中段碳酸盐岩分布区水文地质结构复杂、岩溶水量丰富, 是工程地质安全的重要威胁之一。文章在岩溶地貌和水文地质调查的基础上, 采用水化学和新型同位素测年与示踪的方法, 研究了金沙江断裂带中段岩溶发育特征, 分析了岩溶水补给、径流和排泄过程。结果表明: 岩溶空间分布和地下水补给、径流、排泄均受构造控制; 在垂向上主要存在3个高程级别的岩溶发育分区, 其中二级和三级顶部岩溶的发育时间分别为晚中新世至晚更新世和上新世至晚更新世; 岩溶水补给区海拔4400~4600 m, 主要补给源为大气降水和冰湖水, 水中228Ra/226Ra数据显示非定曲断裂控制范围内水源难以形成跨断裂影响范围的补给; 岩溶水循环速度快, 岩溶大泉的85Kr年龄＜15 a, 且基本没有年龄较大的地下水混合; 径流过程中碳酸盐岩溶蚀和阳离子交换作用不充分。在工程中应充分考虑活动断裂影响下岩溶水径流通道空间分布、高水压影响和特殊天气条件带来的地质灾害威胁。 相似文献
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疏干开采条件下晋祠岩溶水系统的水箱模型 总被引：2，自引：1，他引：1
根据晋祠岩溶水系统的水均衡要素,建立晋祠岩溶水系统水箱模型及水均衡方程。使用晋祠岩溶水系统的补给量、排泄量和岩溶水位等数据建立晋祠岩溶水贮量的亏缺量与岩溶水位间的关系,采用非线性回归分析建立泉流量与岩溶水位的关系,并利用这两个关系替换水均衡方程中的未知量,从而求解所建水箱模型。通过1981至2006年的岩溶水位、亏缺量、泉流量数据检验所建模型,并以绝对误差的绝对值及线性相关系数评价模型的模拟效果。结果表明岩溶水位、亏缺量、泉流量模拟结果的误差均小于0.5,多数误差值小于0.01,线性相关系数均大于0.7,说明所建模型能够较准确地在以年为单位的时间尺度上模拟泉流量、岩溶水位和亏缺量的变化。该模型考虑了人工补给量、管井开采量及煤矿排水量等人为因素,可用于宏观的地下水资源保护及管理。 相似文献