- 温金梅;吴涛;李娴;江晨;陈立;刘胜;蒙丽;
隧道工程建设可破坏施工区的地下水平衡,引发地下水疏降以及其他生态环境问题。文章以某引水隧道为研究对象,基于隧道周边水库蓄水量明显减少的问题,采用水文地质调查、示踪试验等方法,查明补径排条件变化特征,分析引水隧道工程与周边地下水之间的水力联系及其对周边水库蓄水量变化的影响。引水隧道施工过程中,周边3 km范围内有12处泉点呈疏干或半疏干状态,且隧道南西侧泉点受影响程度较北西侧小。基于解析法计算可知引水隧道开挖后对地表水及地下水的影响半径范围为649~2 073 m,影响面积为13.7 km~2,与水库集水范围重叠面积为4.02 km~2。野外示踪试验结果表明引水隧道上部地表落水洞与引水隧道排水口、部分泉点之间存在密切的水力联系,水库的部分补给水源改向隧道口径流和排泄,致使水库蓄水量减少。研究结果表明引水隧道工程建设改变了周边地下水补径排条件,从而导致水库水源不足,蓄水量减少,影响了城市居民供水。
2025年03期 v.44 500-509页 [查看摘要][在线阅读][下载 1737K] - 苗迎;章程;Mitja Prelovsek;肖琼;
斯洛文尼亚是“一带一路”沿线上的重要国家,也是岩溶研究的发源地,岩溶地下水是斯洛文尼亚岩溶区居民生活和农业生产的重要水源,面对用水安全、时空分布不平衡、洪涝等诸多问题,查明斯洛文尼亚岩溶地下水情况具有重要意义。通过在斯洛文尼亚波斯托尼亚(Postojna)岩溶流域开展岩溶地质调查与取样,结合水化学和同位素分析方法进行初步分析研究。结果表明:(1)斯洛文尼亚岩溶地下水水质良好,地下水基本处于天然状态,水温、pH、电导率以及阴阳离子等指标均常年稳定在固定值范围内,偶有波动也多受自然环境变化的影响,较少受到人类活动的影响。(2)分析地下水中氢氧同位素特征可知大气降水是研究区岩溶地下水的主要补给来源,受到碳酸盐岩含水层等岩石的风化与溶滤作用影响,地下水为典型的HCO_3~--Ca~(2+)型岩溶水。(3)硝酸盐等常见污染物含量也远低于世界卫生组织规定的饮用水水质安全限值,来源以自然过程形成的土壤氮为主,旱季时部分采样点处地下水有生活污水及畜禽粪便污染。
2025年03期 v.44 510-518页 [查看摘要][在线阅读][下载 1173K] - 张佳欣;褚学伟;付海;张启林;宗劭康;
为研究原生环境改变后碳酸盐岩的溶蚀机制,采集5个碳酸盐岩地层的岩样,在不同酸液浓度及水动力条件下开展了室内动态溶蚀模拟实验,获得碳酸盐岩的化学成分、矿物成分、溶蚀前后微观形态、pH变化以及Ca~(2+)和Mg~(2+)溶出量,探讨不同条件下碳酸盐岩的溶蚀特征及规律。试验结果表明,在碳酸盐岩溶解过程中,水动力、酸液浓度和岩石岩性3个条件两两之间均存在交互作用。水动力条件变化对灰岩溶蚀的影响大于白云岩,且当溶液pH越小,水动力条件的影响越突出。不同类型碳酸盐岩的Ca~(2+)、Mg~(2+)溶出率存在显著差异性,这与地层中方解石与白云石含量有显著关系,当2<CaO/MgO<30时,反应级数变化明显;当30<CaO/MgO<66时,反应级数趋于稳定。
2025年03期 v.44 519-531页 [查看摘要][在线阅读][下载 2123K] - 余磊;范时杰;梁洪;宇天奇;王博;麦高飞;
红层岩溶在川西前陆盆地的山地中广泛发育,查明红层岩溶的形成及演化模式,对认识红层岩溶发育具有重要意义。基于引大济岷工程野外调查数据,通过数理统计和数字地形分析的方法,量化了红层岩溶形态的参数特征,总结其空间发育规律,最后对红层岩溶演化模式进行了探讨。结果表明:岩溶泉主要分布在797~852 m、962~1 017 m和1 037~1 292 m,岩溶洼地主要分布在775~875 m、1 075~1 175 m和1 575~1 675 m,红层岩溶的发育具有高程聚集效应;洼地长轴、短轴、周长和面积均呈显著的左偏分布特征,表明在红层中发育的洼地比在碳酸盐岩中发育的规模更小,形态也更简单;K函数、核密度和面积高程积分的空间分布规律指示了红层岩溶发育严格受构造和岩性控制,研究区地貌整体处于中年阶段,受构造抬升影响,构造裂隙发育和岩体可溶性强的区域正处于地貌回春过程中。相关成果揭示了红层岩溶与碳酸盐岩岩溶在形成演化模式上有显著差异,丰富了红层岩溶研究的理论知识体系,为该地区引调水工程中可能遭遇的岩溶灾害分析提供了理论支撑。
2025年03期 v.44 532-543+571页 [查看摘要][在线阅读][下载 1648K] - 马国斌;覃星铭;胡宝清;屈子涵;孙琪;
科学评价网格尺度下的岩溶峰丛洼地土壤肥力水平是实现区域土壤精细化施肥保肥的重要基础。文章基于平果市典型峰丛洼地实测采样与网格预测的土壤数据,通过半方差函数模型、空间集聚模型以及斯皮尔曼相关系数等方法探析肥力指标的空间分布特征与权衡/协同关系。结果表明:研究区全氮(TN)、全磷(TP)、有机质三项养分指标的空间分布总体呈自东北向西南降低的变化特点,且其空间分异主要受人为活动等随机因素影响;研究区土壤综合肥力为较缺乏水平,三(中等)~五等(缺乏)肥力水平的土壤面积占比之和高达86.88%,肥力空间大致呈东北高-西南低的分异格局;五项肥力指标对土壤综合肥力的协同贡献大小为TP>TN>有机质>pH>土地利用,TK对于其余五项指标均表现出权衡损益效应,土壤有机质、TN协同/权衡的主要空间类型为高-高协同增强型、低-低协同减弱型。平果市典型岩溶峰丛洼地土壤肥力状况总体一般,各肥力元素权衡/协同效应显著,可根据土壤肥力现状和农林生产需要,通过水土保持、配方施肥、土地利用布局优化调整等方式改善岩溶峰丛洼地土壤肥力条件。
2025年03期 v.44 544-554页 [查看摘要][在线阅读][下载 1199K] - 李月;冯霞;吴路华;
揭示并预测岩溶山区在不同情景下土地利用变化对生态系统服务价值(ESV)的影响,对于维护区域生态安全、提升ESV以及制定生态保护与修复政策至关重要。文章以西南典型岩溶山区--贵州省普定县为研究对象,基于1973年、1989年、2003年、2010年和2020年5期土地利用数据,采用当量因子法评估各历史时期的ESV,并运用PLUS模型模拟2030年自然演变、生态保护和经济发展3种情景下的土地利用与ESV变化情况。结果表明:(1)过去50年间,普定县耕地面积减少25.08%,林地和建设用地面积显著增加;ESV经历了“先降后升”的过程,1989年降至最低(22.38亿元);(2)2030年,3种情景下耕地、草地和未利用地面积均有所下降,建设用地面积在中部地区呈现“点-面”式扩张;(3)3种情景下的ESV总量分别高出2020年1.29亿元、2.66亿元和0.88亿元,其中生态保护情景下最高(37.75亿元),经济发展情景下最低(35.97亿元);(4)ESV在空间分布上呈现“东、西部高,中部低”的格局,且各用地类型ESV均通过敏感性检验,结果具有较高的可信度。
2025年03期 v.44 555-571页 [查看摘要][在线阅读][下载 2150K]
- 张俞;付玥;熊康宁;颜佳旺;张泽富;宁友泽;郑鹏;
鉴于当前生态产品机制与路径尚不完善,存在溢价效应低、价值转化效率低下的问题,文章以河北喀斯特面积占比大于10%的35个地区为例,结合本地化数据核算生态系统生产总值(GEP),并在核算GEP的基础上,评估生态产品价值转化率,分析其影响因素,基于价值转化率的角度,提出提高生态产品价值实现的机制与路径建议。结果表明:研究区2022年GEP为6 028.22亿元,价值转化量为2 172.11亿元,转化率为36.03%,物质产品和文化服务产品贡献了35.2%的价值转化率,是目前最有效的生态产品,而调节服务贡献了0.83%的价值转化率。这揭示河北喀斯特地区存在生态系统机制脆弱、保障机制不完善和实现路径单一等问题,据此提出差异化改进策略:在机制层面建议完善基础保障、建立长效激励和强化生态保护修复;在路径层面提出政府主导、市场驱动及政市协同的三元模式。
2025年03期 v.44 572-586页 [查看摘要][在线阅读][下载 1422K] - 潘宗源;舒睿;戴建玲;蒙彦;雷明堂;贾龙;马骁;白冰;
近年来,极端降雨条件诱发岩溶塌陷的问题日益凸显,故亟需开展极端降雨条件下岩溶塌陷形成机理的研究。本文通过室内模型试验,分析了不同降雨条件下覆盖层孔隙水压力、土压力与位移量变化规律,探究了极端降雨条件下岩溶塌陷的形成演化过程、塌陷类型与致塌因素。结果表明:(1)降雨过程覆盖层孔隙水压力、土压力和位移量具较好的协同变化规律,且与岩溶塌陷形成演化具较好的相关性。随着降雨强度和循环次数的增加,孔压与土压亦随之增大;位移量的变化表征着岩溶塌陷的形成过程;(2)极端降雨条件下岩溶塌陷类型可分为蠕变破坏型和压剪断裂型两种类型,前者孔隙水压力与土压力为峰丛起伏形态,波动曲线基底不断升高,深层位移量呈先升后降的趋势,浅层和中层位移量则随降雨持续而逐次递增;后者孔压、土压和位移量呈孤峰型,先是在短期内急剧增大然后再迅速降低;(3)蠕变破坏型岩溶塌陷是软化、饱水增荷与损伤等效应循环与累积的结果,压剪断裂型则是以饱水增荷与损伤为主要致塌动力的塌陷类型;(4)覆盖层厚度与岩溶塌陷临界判据条件呈正相关性,厚度越大覆盖层抗塌性越好。
2025年03期 v.44 587-597页 [查看摘要][在线阅读][下载 1383K] - 陈珲;龚锦钊;管振德;张文平;张云飞;谢昌阳;徐耀;
韶关新区碳酸盐岩分布面积广,溶洞发育,对工程建设影响大,制约了城市的建设与发展,查明韶关新区覆盖型岩溶发育情况及分布规律,对韶关新区发展规划、重大项目选址等具有重要意义。通过资料收集整理、钻探等方法,对韶关新区的岩溶类型、岩溶发育与地层岩性组合、地质构造、地下水关系进行了研究,总结了岩溶发育规律及主要控制因素。区域岩溶发育平面空间上受区域性北东向构造和可溶岩展布控制,覆盖型岩溶整体呈北东向带状分布,平面岩溶发育程度可分为极强发育、强发育、中等发育和弱发育四个级别区。垂向上岩溶发育随深度的增加整体呈减弱趋势,由浅到深依次分为极强发育带、强发育带、中等发育带和弱发育带。岩溶发育主要受地层岩性、地下水活动和地质构造等因素控制,芙蓉盆地边缘梓门桥组不纯碳酸盐岩与壶天组纯碳酸盐岩接触带、江湾张屋岭和甘棠工业园区地下水强径流带、断层破碎带及芙蓉山向斜核部等区域,有利于地下水的流动,加剧了可溶岩的溶解作用,因而也加速了这些区域溶洞的形成和发育。
2025年03期 v.44 598-608页 [查看摘要][在线阅读][下载 1996K] - 孟小军;邢昭;
以清江流域长阳西段滑坡为研究对象,采用SBAS-InSAR技术与随机森林算法相结合的评价方法,以斜坡单元为评价单元,对研究区滑坡危险性进行科学评价。选取地形类、地质类、水文类、人类工程活动等四大类共计12个评价因子指标作为研究区滑坡危险性评价指标,采用随机森林模型评价滑坡危险性,考虑评价模型中滑坡数据时效性差、不准确等特点,利用最新Sentinel-1A雷达数据,采用SBAS-InSAR方法获取最新的地面变形数据替代传统评价模型中的滑坡数据,结果表明,基于InSAR技术与随机森林算法的滑坡危险性评估AUC值为0.90,精确度较高。该方法有效地提高了地质灾害危险性评估的准确度,可以为政府部门的防灾减灾工作提供更加高效的决策支撑。
2025年03期 v.44 609-620页 [查看摘要][在线阅读][下载 1973K] - 杨辰;金源;邓飞;史绪国;
安徽省铜陵市与岩溶和采矿等相关的塌陷等地质灾害广泛发育,监测岩溶区的时空形变特征对灾害防治具有重要意义。合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)具有广覆盖、穿透云雾与高精度形变监测等优点,在地质灾害监测中取得广泛应用。文章利用小基线数据集(small baseline subset, SBAS) InSAR技术对覆盖铜陵市铜官区和义安区2015-2021年的Sentinel-1数据进行分析,探测到新桥矿区、老鸦岭、笔架山六国化工厂等局部形变区。老鸦岭和新桥矿区形变区主要集中在矿业开采形成的尾矿坝,视线向最大形变速率分别为68 mm·a~(-1)和118mm·a~(-1),其中老鸦岭的形变区受到强降雨影响。笔架山最大视线向形变速率约为48 mm·a~(-1),主要与周边施工活动有关。研究证明InSAR技术可为岩溶区大范围地质灾害识别提供重要支持。
2025年03期 v.44 621-631+644页 [查看摘要][在线阅读][下载 2171K] - 王恒;姚宜娟;赵魁;陈余道;覃佳肖;
岩溶地面塌陷是常见的地质灾害之一,具有隐蔽性、突发性、不均一性等特点。英德城区突发大规模地面塌陷,灾害严重。综合调查和分析表明,区内上覆松散沉积物和下伏岩溶洞穴是集中地面塌陷的物质基础,北江水位波动及地下水抽提引起的潜蚀和真空吸蚀水动力作用,以及污水渗漏引起的化学溶蚀作用是塌陷形成的主要机制。文章选取8个易发性指标和2个易损性指标并结合层次分析法,建立了岩溶地面塌陷灾害风险综合指数模型,对研究区进行了风险评估,结果表明高风险区主要分布在污水处理厂-水泥厂一带,占研究区面积70.83%;中风险区主要分布研究区西北角,占研究区面积29.17%。建议加强地下水动态监测与管理,以及地表污水防渗措施,以防御该区地面塌陷灾害,降低致灾风险。
2025年03期 v.44 632-644页 [查看摘要][在线阅读][下载 3623K]