- 刘文冲;赵良杰;崔亚莉;曹建文;王莹;李美玲;
为了利用Seonggyu Park和Ryan T.Bailey的SWAT-MODFLOW耦合程序实现地表、地下不同范围模型耦合，同时探究耦合程序输出的以SWAT计算的地下水补给量和以MODFLOW网格计算的补给量之间的差异，以及耦合程序在有关地表地下水研究上的优势。本文以该耦合程序示例模型美国佐治亚州南部小河流域（LRW）为例，选取模型中SWAT划分的104号子流域为边界，用GMS10.4建立地下水流模型，最后将地下水流模型和原SWAT模型进行耦合。研究结果表明：(1)耦合程序能实现以地表分水岭自然边界为范围的SWAT模型与以子流域为边界的小范围MODFLOW模型的耦合，但由于地下水流模型网格边界和子流域边界不能完全匹配，导致MODFLOW以网格计算的地下水降雨补给量和SWAT统计的地下水降雨补给量存在差异，误差随网格变小而变小；(2)耦合后各均衡项发生了变化，河道对地下水的总补给量变为耦合前的15.25%，地下水向河道的总排泄量比耦合前多19.29%，总降雨补给比耦合前多17.07%，总蒸发量是耦合前的3.08倍。经过研究发现耦合模型能更准确的模拟地表地下水文过程，反映降水与地下水、地表水与地下水转化关系。
2023年06期 v.42 1131-1139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1401K] - 张轶博;王锦国;刘芮彤;
我国岩溶水资源丰富，是岩溶地区重要的生产生活用水来源。岩溶包气带对地下水起着涵养调蓄作用，为定量评价岩溶包气带水流衰减过程和调蓄能力影响因素，通过搭建实验室尺度的岩溶包气带物理模型，分析衰减曲线与调蓄系数，探究降雨强度、传输带裂隙发育程度、传输带厚度对岩溶包气带水流过程与调蓄能力的影响。试验结果表明，降雨强度的增大将引起岩溶包气带水流衰减系数的增大与调蓄系数的减小，降雨强度对结构一定的岩溶包气带调蓄能力的影响有一定限度；随着传输带裂隙增加，快速流衰减系数呈增大趋势，慢速流衰减系数呈减小趋势，调蓄系数呈减小趋势；传输带厚度的增加引起衰减系数的减小与调蓄系数的增大，但对调蓄系数的影响不明显。
2023年06期 v.42 1140-1148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1584K] - 刘馨泽;张清明;孙东;唐淑;田长宝;黄何平;周亚萍;熊雨霞;梁馨予;范家君;范鸣;陈洪伟;
为有效地评估四川黄龙核心景区水体水化学环境、钙华沉积能力，及时掌握景区水体水化学场的变化特征，采用野外实地调查、水质监测等方法，分析转花池泉群的水环境特征，黄龙核心景区的钙华沉积能力及其水环境状况。研究结果表明：(1)转花池泉群是提供区内钙华沉积的主要钙源和碳源，与黄龙后沟地表水一同构成驱动区内钙华景观发育演化的水源；黄龙沟和转花池泉群的水量补给来源主体分别为降雨和冰雪融水。(2)1999年以来，转花池泉群流量总体稳中有增，水质极为稳定，近30年来历史最大水量出现在2020年，1999—2017年转花池多年日平均水量为7 817 m~3·d~(-1),2018—2020年多年日平均流量为9 368 m~3·d~(-1)。(3)2018年转花池一带出现线状TOC异常带，主要原因是黄龙沟上游三道坪至头道坪一带的放牧活动造成钙华沉积速率下降，因此，建议加强对钙华源泉涵养区的保护，减少放牧活动对其的影响。(4)区内各水循环段的景观水仍具备一定的沉积能力，2019年SIc值下降，与强降雨的稀释作用有关，从而降低了钙华沉积能力。
2023年06期 v.42 1149-1160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1710K] - 张涛;左双英;沈春勇;郑克勋;陈世万;张清;雷林;吴宗琴;
为解决岩溶洼地修建抽水蓄能电站选址的实际工程问题，利用DEM数据和ArcGIS平台自动提取岩溶洼地并进行属性分析和计算，开展岩溶洼地建库资源评价及上库库址优选研究。提出洼地坡度、库容、岩组类型、断层、水文地质、上下库竖直距离和距高比7个建库决策关键性影响因子，构建模糊综合评判模型和偏最小二乘通径模型，以生态保护红线和自热保护区为限制性因素，对研究区488个候选洼地进行初步筛选排序。研究结果表明，竖直距离、库容、距高比三个因素对选址决策起到关键性作用；应用GIS地图叠加技术能很好排除因环境因素限制的不可行站点。通过两种模型普选出的前10个优选洼地中共有6个吻合，一致性较好说明评价模型适用性强、评价结果可靠性高；优选出的洼地与指标体系的量化标准基本一致，在工程实例中得到了很好的验证，其中白水塘1#洼地最适合建设抽水蓄能电站。
2023年06期 v.42 1161-1172页 [查看摘要][在线阅读][下载 2081K] - 和祥;董学兰;杨超;刘鹏;薛博强;
为确保云南北衙矿区的安全开采及岩溶水的合理开发利用，将区域水文地质调查和矿区地质勘探资料与生产实际进行对比分析，从岩性、构造、地貌等因素分析和总结矿区岩溶发育及富水特征。结果表明：岩性上，中三叠统北衙组二段细晶灰岩最纯，CaO含量为41.52%～54.77%，岩溶最发育，北衙组一段灰岩夹粉砂岩段限制了岩溶发育深度，侵蚀基准面以下岩溶发育深度大于150 m；岩溶发育主要受构造控制，岩溶发育方向与区内南北向、东西向及北西向构造线一致，且褶皱轴部、翘起端、断裂影响带、岩体接触带岩溶较发育；矿区岩溶水富水模式属于向斜汇流型，北衙向斜对岩溶水的富集起主导作用，断裂影响带和岩体与围岩接触带也有利于地下水的运移和富集。
2023年06期 v.42 1173-1182页 [查看摘要][在线阅读][下载 1615K] - 任世川;杨晓艳;杨颖彬;刘海峰;杨帆;
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。
2023年06期 v.42 1183-1192页 [查看摘要][在线阅读][下载 1859K] - 陈鑫;郑克勋;韩啸;田茂;
研究旨在通过地下水温度场的特征来推导岩溶泉域的地下水活动，并验证岩溶地下水系统划分的合理性，文章以黑龙潭岩溶泉域为例，采用对比分析等手段，对泉域地下水温度的时空变化特征进行研究，并探讨各变化特征的指示意义。结果表明：在空间分布上，泉域内地下水温与高程呈反比关系；在时间分布上，降雨作为引起地下水温度变化的主导因子，汛期补给区入渗增加后引起地下水温升高，同时大量的补给加快了地下水径流速度，致使排泄区地下水温降低。此外，还根据不同岩溶系统地下水温度场的差异性特征及其指示意义，验证了黑龙潭泉域系统划分具有合理性。
2023年06期 v.42 1193-1201页 [查看摘要][在线阅读][下载 2282K]
- 张远海;
<正>近日，中国地质调查局岩溶地质研究所技术支撑贵州兴义地质公园申报世界地质公园、乐业-凤山世界地质公园扩园和再评估、湘西世界地质公园中期评估顺利通过UNESCO外方专家组现场考察评估。岩溶所精心组织、高效完成地质公园申报/建设的支撑服务工作，围绕地质遗迹保护、科普教育、社区融合发展、地质旅游显示度、自然文化遗产宣传等方面，编制了地质公园中英文考察指南、141份多语种科普宣传折页、28部科普书籍；提供了24个地质公园宣传小视频、6个VR全景图、3个地质公园宣传片和2534块各类标识展板、三主六副共9个博物馆升级改造的中英文展板，200块岩石与古生物标本等技术和实物资料；协助建立了地质公园学校，开展系统科普培训。
2023年06期 v.42 1160页 [查看摘要][在线阅读][下载 833K] - 朱同彬;
<正>土壤无机氮制约着陆地生态系统植物生长、功能和稳定性，因此主导无机氮产生的矿化和硝化过程受到广泛研究。全球尺度下不同土地类型土壤矿化和硝化过程的特点和影响因素已有系统认识，但是岩溶区这两个氮转化过程的变化规律尚不清楚。中国地质调查局岩溶地质研究所科研人员在广西、云南、贵州和海南等西南岩溶区采集了不同生态系统土壤，共计157个点，
2023年06期 v.42 1192页 [查看摘要][在线阅读][下载 803K] - 吴亮君;
<正>桂东北是全国乃至全球泥盆系和石炭系研究的经典地区，发育了极富特色的“台盆相间”沉积体系。近日，中国地质调查局岩溶地质研究所对桂东北泥盆系-石炭系界线研究中获得新进展。研究团队对桂东北保存完好的南边村全球辅助层型剖面(ASSP)、额头村组层型剖面、鹿寨组层型剖面等20条D/C界线剖面进行详细的沉积学研究，
2023年06期 v.42 1201页 [查看摘要][在线阅读][下载 825K] - 杨杨;
<正>近日，中国地质调查局岩溶地质研究所主办的《中国岩溶》期刊通过Scopus数据库内容遴选与审查委员会（CSAB）的严格审查，被Scopus数据库正式收录！评审专家高度肯定本期刊的办刊宗旨、发文质量和学术影响力。Scopus数据库是由爱思唯尔（Elsevier）推出的全球规模最大的文摘和引文数据库，也是全球最具影响力的五大文献检索系统之一。目前收录了全球11 678家出版商出版的36 377种期刊，其中34 346种是顶级学科领域的同行评审期刊，目前收录中文期刊1 000余种。数据库内容全面、学科广泛，
2023年06期 v.42 1212页 [查看摘要][在线阅读][下载 845K] - 赵良杰;
<正>近日，中国地质调查局岩溶地质研究所联合相关单位，利用多源水资源监测数据（遥感卫星图像、气候模型数据、地面观测数据等），深度挖掘历史文献资料，从地球系统科学视角深入分析了近40年来粤港澳大湾区水资源环境的演变格局，研究者采用定性与定量相结合方法，分析大湾区水资源自1980年以来的水文、气候、地表覆盖等水资源环境格局变化及区域分异规律，包括大湾区的水体湿地、植被覆盖、地表径流、人口及GDP分布等特征，认为粤港澳大湾区水资源状况总体上呈现出“西多东少、北多南少”的分布特征，
2023年06期 v.42 1223页 [查看摘要][在线阅读][下载 828K] - 谢银财;
<正>碳酸盐岩风化是全球碳循环的重要组成部分，在气候变化中起着重要的作用。近年来，人类活动对环境的影响越来越受到关注，除碳酸外，酸雨也广泛参与了碳酸盐岩的地球化学循环，对碳酸盐岩的风化过程产生重要影响，但酸雨对不同岩性碳酸盐岩风化和相关碳汇收支的影响还不清楚。
2023年06期 v.42 1236页 [查看摘要][在线阅读][下载 803K] - 杨杨;
<正>近日，2023版《中文核心期刊要目总览》和《科技期刊世界影响力指数（WJCI）报告》正式公布，《中国岩溶》连续入选。中文核心期刊是由北京大学图书馆主持评选，每3年评选一次。采用定量评价和定性评审相结合的方法，依据期刊被索量、被摘量、被引量、他引量、影响因子、基金论文比、Web下载量等评价指标，经过9473位学科专家筛选和评审，从全国正式出版的中文期刊中评选出1987种核心期刊。
2023年06期 v.42 1246页 [查看摘要][在线阅读][下载 802K] - 谢银财;
<正>近日，中国地质调查局岩溶地质研究所岩溶碳汇研究团队对雅鲁藏布江一级支流拉萨河流域控制断面进行一个完整水文年每月2次的采样，分析了水文化学、δ~(13)CDIC和δ~(34)SSO_4特征。研究发现，煤系地层硫化物及矿床硫化物的氧化形成的硫酸（各占约50%）广泛参与了流域的化学侵蚀，硫酸对碳酸盐岩的风化作用旱季显著强于雨季；硫酸参与作用下，流域碳酸盐岩风化速率提高了31%（升至29.4t·km~(-2)a~(-1)），
2023年06期 v.42 1338页 [查看摘要][在线阅读][下载 802K]
- 罗一鸣;成建梅;徐文杰;巴净慧;黄盛财;段天宇;
隧洞涌水预测是隧洞安全施工的重要保证，而分析涌水条件、识别涌水来源是涌水量预测的前提。本文以滇中引水工程大坡子隧洞为研究对象，通过分析研究区地层岩性、地质构造，结合地下水水化学特征、同位素结果，厘清了研究区地下水的水文地质条件，确定了隧洞涌水补给来源；在此基础上，利用解析法和数值法对隧洞最大单位涌水量和正常单位涌水量进行计算，并将预测涌水量与实测涌水量进行了对比。其中，基于FEFLOW构建的地下水流数值模型，耦合模拟区域宏观流场的同时，采用多时间序列与各类内边界综合赋值的方法刻画动态施工过程。结果表明：解析法可以在工程初勘设计阶段高效计算隧洞涌水量，但不能动态预测隧洞涌水变化且在地下水位较高区段预测精确度不如数值法；数值法能够精细刻画含水系统结构、参数分布以及隧洞施工工况，能较精确预报施工涌水量变化；故采用解析-数值方法可以显著提高涌水量预测效率和精度。本文采用的方法和模型对于大风险隧洞突涌水灾害防控具有重要意义。
2023年06期 v.42 1224-1236页 [查看摘要][在线阅读][下载 2275K] - 邹银先;褚学伟;段先前;刘埔;王中美;王益伟;
矿井涌水量预测的精度对于煤矿开采安全有着至关重要的作用。文章以老鹰山煤矿为例，分析降雨与矿井涌水量的相关关系，结果表明：同期月及前第1个月降雨量与涌水量相关性具有逐渐减弱的趋势，而与前第2个月至第5个月的相关性有逐渐升高的趋势；基于矿井涌水量及降雨量，建立了单因素季节性时间序列SARIMA模型及多元季节性时间序列SARIMAX模型对矿井涌水量进行预测，预测结果表明：两种模型91.7%的预测值达到B级探明的矿井涌水量，预测精度均较高，SARIMAX模型预测结果的MAPE为18.57%，小于SARIMA模型的25.27%，预测精度更优。
2023年06期 v.42 1237-1246页 [查看摘要][在线阅读][下载 2328K] - 李红明;孙炜锋;张红日;秦向辉;冯坚;魏见海;兰素恋;张重远;孙东生;
针对复杂地质条件下深埋隧道精细应力场准确反演以及主要地质条件对地应力场影响问题，以滇西南双江至沧源高速姜染山隧道为例开展研究。采用精细DEM数据、实测地质资料建立隧址区精细地质模型，以地应力实测数据和GPS速度场数据作为联合约束条件，开展姜染山隧道工程区精细地应力场反演计算，揭示了隧址区精细应力场特征及主要地质条件影响作用。结果表明：隧道区模拟变形速度场与GPS观测结果基本一致，模型能够较好反映工程区现今构造应力环境；隧址区地应力场存在应力水平西高东低、主应力方向局部偏转的特征，近E-W向的小黑江断裂对研究区地应力场的影响主要表现为造成主应力方向小幅偏转，未造成应力量值急剧变化，局部次级断裂和地形叠加影响作用有限；隧道沿线最大主应力在7.47～27.23 MPa之间，中间主应力在1.59～15.12 MPa之间，最小主应力在0.01～6.71 MPa之间，隧道沿线应力水平总体上未表现出明显异常特征；基于反演精细应力场数据的岩石应力强度比方法计算结果显示，现今地应力条件下，隧道岩石强度应力比结果总体在0.20～0.48之间，表明隧道围岩整体为无岩爆和轻微岩爆情况。本研究实例表明，复杂地质条件下，利用精细DEM和实际断层资料等，可以建立适合工程区尺度的精细地质模型，有效揭示工程区应力场特征和主要地质条件影响作用，支撑隧道围岩工程稳定性评价。
2023年06期 v.42 1247-1257页 [查看摘要][在线阅读][下载 1879K] - 冷德明;史文兵;李华;梁风;
研究表层喀斯特带溶蚀岩体的力学特性，有助于岩溶区边坡稳定性分析。本文以表层岩溶带溶蚀特征为依据，设定溶蚀率和溶蚀均匀系数作为溶蚀特征参数。基于元胞自动机算法思路，在颗粒离散元软件中构建不同溶蚀特征的岩体模型。对溶蚀岩体进行单轴压缩数值试验，检测岩体加载过程中声发射事件。试验结果表明：溶蚀岩体加载过程可分为：（1）压密阶段；（2）弹性变形阶段；（3）稳定破裂发展阶段；（4）不稳定破裂发展阶段；（5）峰后缓慢软化阶段；（6）峰后快速软化阶段。随溶蚀率增加，岩体弹性变形阶段曲线缩短，岩体抗压强度降低；岩体由脆性破坏逐渐转为延性破坏；同时，溶蚀率增加，岩体抗压强度下降速率由最初快速降低转为缓慢降低，最终收敛。溶蚀均匀系数增加，不稳定破裂阶段曲线增长，岩体由局部破坏转为整体性破坏。研究发现溶蚀岩体单轴抗压强度与溶蚀特征参数呈负指数关系，该关系式可用作溶蚀岩体强度取值，实际工程中应增加溶蚀均匀系数对岩体质量的影响。溶蚀岩体裂纹扩展机理有助于边坡失稳机理研究。
2023年06期 v.42 1258-1269页 [查看摘要][在线阅读][下载 2942K] - 蔡直言;伍毅敏;许鹏;迟作强;黄民;伍浩然;张家威;
岩溶隧道通常面临季节性溶槽水位波动带来的水害风险，文章结合工程案例，通过数值模拟，量化分析不同水位和不同位置溶槽蓄水对隧道衬砌受力影响，以揭示隧道水害风险的发生机制和演化特征，主要结论：（1）溶槽在季节性强降雨时发生水位波动，隧道外水压力变化频繁，导致隧道衬砌内力变化显著；水位升高时，结构受力恶化，安全性大幅削减，其中拱顶、边墙仍以小偏心受压模式承载，而隧底部位承载模式由小偏心受压逐步发展为大偏心受压；高水位时衬砌结构存在开裂、破损的风险；（2）边墙部位溶槽蓄水对隧道造成偏压水荷载，边墙安全系数最高下降1.1；地下水位上升，偏压水荷载逐渐演化为均布水荷载，结构受力影响差异性逐渐减小；（3）季节性强降雨来袭，加强泄水降压是解决水头上升、水压过大致使衬砌破坏的关键，并重点关注边墙、隧底衬砌结构安全。
2023年06期 v.42 1270-1281页 [查看摘要][在线阅读][下载 2575K] - 王万锋;杨永泰;陆钰铨;赵楚军;崔鹏杰;邱军领;
当隧道施工穿越喀斯特地貌发育区时，隧道应与溶洞保持一定的距离，确保隧道围岩及支护的稳定性。为探究隧道与岩溶的临界安全距离，综合采用理论计算与数值试验方法，基于强度理论，建立不同部位充填溶洞（顶部、底部、侧部）临界安全距离的计算模型，推导出隧道与环向不同位置溶洞临界安全距离计算公式；采用FLAC 3D软件建立环向不同位置溶洞与隧道间的临界安全距离数值模型，基于正交试验设计方法，分析了围岩级别、溶洞水压、溶洞尺寸对临界安全距离的影响规律和显著性。结果表明：隧道与环向不同部位溶洞间的临界安全距离均随围岩级别、溶洞水压及溶洞尺寸的增大而增大，综合影响程度从大到小可排序为围岩级别>溶洞水压>溶洞尺寸；结合试验结果的非线性多元回归分析建立了临界安全距离预测公式；最后将研究成果应用于阳宗隧道项目来验证临界安全距离预测模型的合理性及适用性。
2023年06期 v.42 1282-1293页 [查看摘要][在线阅读][下载 2039K] - 鲁玉龙;叶高峰;杨仙;卢治林;刘洋;张联志;李干龙;
在对浏阳市永和镇既有岩溶塌陷进行详细勘查的基础上，选取了岩溶发育程度（钻孔溶蚀率）、与区内断层的距离、上覆土层厚度、岩溶水特征、与人工抽水漏斗中心的距离以及地面塌陷现状（地面塌陷密度）等6个岩溶塌陷易发性评价因子，提出了赋值条件及赋值范围，并根据既有塌陷的评价因子评分状况，采用熵值法获取了评价因子的权重，基于正态云模型对研究区岩溶塌陷灾害的易发性进行了评价。正态云模型评价结果中既有岩溶塌陷均分布在岩溶塌陷高易发区，而层次分析法评价结果中3个既有塌陷分布在岩溶塌陷中易发区，说明正态云模型在处理类似岩溶塌陷易发性评价等模糊性及随机性问题时比层次分析法更精准。
2023年06期 v.42 1294-1302页 [查看摘要][在线阅读][下载 1539K]