山地岩溶湖水地球化学与碳氧同位素特征及其昼夜变化研究——以重庆金佛山药池坝湖为例

采用多参数水质分析仪,对重庆金佛山药池坝湖水的地球化学、碳氧同位素特征及其昼夜变化进行研究,结果表明:研究区湖水温度、pH值、溶解氧、电导率、δ13 CDIC和δ~(18) O等指标均表现出明显的昼夜变化规律,水温、pH值、溶解氧和δ~(13)CDIC等指标白天升高,夜间降低,电导率白天降低,夜间升高,表明湖水溶解无机碳变化过程受到物理因素和生物作用的共同影响.山地岩溶湖泊地球化学指标与δ~(13)CDIC对外界环境敏感,湖泊蒸发强烈,水体中溶解无机碳(DIC)滞留时间长,湖水与大气CO_2交换程度高,使湖水δ~(13)CDIC值偏正,接近平衡状态.湖水蒸发线斜率较小,截距较大,氢氧同位素组成主要受大气降水氧同位素组成、湖泊水-气界面蒸发过程中的同位素动力分馏效应和湖底水-岩氧同位素交换的影响.     

岩溶区不同植被下土壤水溶解无机碳含量及其稳定碳同位素组成特征

自2010年7月至2011年7月对重庆青木关岩溶区典型植被下的土壤水进行了月动态取样,分析了土壤水溶解无机碳含量(DIC浓度)及其稳定碳同位素组成(δ13 CDIC值)的时空变化特征,以揭示岩溶土壤系统碳酸盐岩溶蚀作用及其碳汇效应.研究结果表明:草地和针叶林地土壤水的DIC浓度和δ13 CDIC值相对较低,分别为59.12 mg/L和-17.22％,31.47 mg/L和-16.37‰;而旱地、灌丛地、退耕还林地土壤水具有较高的DIC浓度和δ13 CDIC值,分别达153.88 mg/L和-12.2‰,221.82 mg/L和-11.9‰,97.30 mg/L和-11.23‰,其中灌丛和退耕还林地的δ13CDIC值与DIC浓度呈正比,且雨季较旱季偏高约4‰-5‰.根据δ13CDIC值,结合各植被类型下土壤水DIC浓度与其相应的土壤碳酸盐含量呈正相关,判断旱地、灌丛地、退耕还林地等岩溶土壤水中的DIC主要来自土壤中碳酸盐岩矿物的碳酸溶蚀,即岩溶土壤中存在着碳酸盐岩碳酸溶蚀作用,从而在一定程度上减少了土壤系统向大气排放的CO2量.     

旅游活动对洞穴生态环境的影响分析

通过查阅有关文献资料,并结合所监测的重庆雪玉洞洞穴生态环境,分析认为:旅游活动使得洞穴CO2含量呈升高趋势,洞穴温度也呈升高趋势且变幅增大,洞穴空气湿度呈降低趋势,还可能破坏洞穴生态系统,这对洞穴碳酸盐岩沉积物的保护十分不利,应引起人们足够的重视。此外,旅游活动很容易恶化地下河水的水质,威胁岩溶区的饮水安全。     

小型人工湖泊水体地球化学冬夏昼夜变化对比研究——以西南大学崇德湖为例

为了解小型人工湖泊水体地球化学昼夜变化特征对其水环境的指示作用,以西南大学崇德湖为研究对象,在冬、夏两季对崇德湖水温、pH值、溶解氧、电导率,以及光照强度和光合有效辐射进行自动监测,并对水样中的总细菌及总大肠菌群数量进行分析,研究发现:崇德湖水化学类型为HCO3-Ca型,水物理化学特征呈现出较为明显的昼夜变化,pH值、溶解氧在冬、夏季均呈现白天上升夜晚下降的特征,电导率则呈现白天下降夜晚上升的特征.水物理化学昼夜变化的季节差异有统计学意义,夏季水体的溶解氧、pH值午后便出现峰值,水物理化学指标的变异系数较冬季增大.崇德湖水物理化学的昼夜变化以及冬、夏差异表明,以校园湖泊为代表的小型人工湖泊较生态环境良好的天然湖泊具有溶解氧和电导率平均值较高、水体微生物作用突出等特征.     

2014年重庆市大气污染物浓度变化特征及其与气象条件的关系简

根据重庆市2014年1月-12月大气空气质量指数（AQI）以及大气首要污染物PM2.5,PM10,CO,SO2,NO2和O3等相关数据,分析了重庆市大气污染物浓度的变化特征,并结合月平均降水量、平均气温、日照时数、平均相对湿度、平均风速和平均气压等气象数据,运用相关分析法,研究气象要素对重庆市大气污染物的影响.研究结果表明:AQI和PM2.5,PM10质量浓度变化在月尺度上呈明显的“U”型变化,表现为两端高中间低的态势;季节变化尺度上,冬季最高,夏季最低,即夏季空气质量最好,冬季空气污染最严重;PM2.5和PM10质量浓度显著相关,相关系数达0.99,PM2.5对PM10贡献较大,两者质量浓度的比值达0.80.PM2.5和PM10质量浓度与平均相对湿度正相关,主要是因为相对湿度越大越有利于颗粒物的形成;与...     

基于人工神经网络的地下水动态预测模型的建立——以重庆东温泉为例

以重庆市巴南区东温泉泉域为研究对象,对东温泉泉域年内及年际流量变化特征及其影响因素进行了分析,研究发现,东温泉泉域流量动态不稳定,主要影响因素是降雨量和人工开采量;并利用人工神经网络BP算法,通过MATLAB软件的人机交互界面、对泉流量、开采量和降雨量的系列数据进行了网络训练,发现动态预测模型预报的泉流量与实际基本吻合,说明该模型拟合和预报能力较好,精度较高,可用于同类型地区的地下水开采量的预测.     

川东平行岭谷典型岩溶含水介质特征的识别方法探讨——以重庆青木关地下水系统为例

采用流量指数衰减法、示踪试验法、地球化学法等3种方法,探讨重庆青木关岩溶含水介质的组合情况.通过流量指数衰减法计算发现,研究区地下水系统管道水和裂隙水分别占含水层水资源量的16.7%和83.3%,裂隙介质在地下水资源的调蓄中发挥着重要的作用;示踪试验表明,研究区发育有一条规模较大的岩溶管道,管道直径为数米级;水化学和δD,δ18 O值表明,研究区地下水系统的含水介质为裂隙和管道介质并存.研究认为,可用流量指数衰减法查清不同含水介质的构成,辅助以示踪试验法计算管道直径及相关的水文地质参数,并圈定流域范围,地球化学法作为以上2种方法的补充.     

典型岩溶槽谷地下河水化学时空变化特征及影响因素初探——以重庆青木关地下河系统为例

对重庆青木关岩溶槽谷区内一条地下河的pH值、电导率、HCO3-、Ca2+、SO24-、Mg2+以及NO2-、NO3-等水化学指标进行了7个月至1年不等的监测,这些指标在空间和时间分布上具有不同特征.在空间上,电导率及HCO3-、Ca2+、Mg2+、NO3-浓度自地下河上游至下游逐步升高,比较地下河入口(D1)和出口(S2)处,电导率升高100μS/cm,HCO3-浓度升高1.5 mm0l/L,Ca2+浓度升高17 mg/L,Mg2+浓度升高5.1 mg/L,NO3-浓度相差6.4倍,而pH值和SO24-浓度则呈逐渐降低的趋势,D1和S2处的pH值相差0.16,SO24- 浓度相差26 mg/L.在时间分布上,pH、电导率、HCO3-、Ca2+、SO24-、Mg2+浓度季节变化明显,夏、秋季的值比冬、春季低.NO2-、NO3- 浓度变化在6、7月份有明显升高-回落的过程.对以上指标的影响因素分析显示:地质背景对水化学的控制、降雨的稀释效应、地下河的不同补给来源、岩溶作用的强弱程度以及农业活动的影响.

Abstract：

The hydrochemical indicators [pH, electrical conductivity (EC), HCO3- , Ca2+ , SO24- , Mg2+ ,NO2- and NO3-] of the underground water in a karst valley in Qingmuguan, Chongqing was monitored for 7-12 months, and the hydrochemical characters were found to be different in their temporal and spatial distribution. Some factors, such as EC, HCO3- , Ca2+ , Mg2+ and NO3- , increased from the upstream to the downstream, while pH and SO24 decreased. Compared with the data at D1 (the inlet), EC, HCO3-,Ca2+ and Mg2+ increased by 100μS/cm, 1.5 mmoll/L, 17 mg/L and 5.1 mg/L, respectively, at S2 (the outlet), and the concentration of NO3- at S2 was 6.4 times that at D1. In contrast, pH and SO24- concentration showed an opposite trend, being 0.16 and 26 mg/L lower at D1 than at S2. The underground water hydrochemistry differed in different seasons, pH, EC, HCO3- , Ca2+ and SO24- showed significant seasonal variations, being higher in winter and spring than in summer and fall. NO3- and NO2 showed a sharp in-crease followed by a decrease in June and July. It is concluded from an analysis of these monitoring data that the major influencing factors are geological background, precipitation dilution, different underground water recharge, karstification and agriculture activities.     

基于在线高分辨率监测和定量计算的岩溶地下水示踪试验

为了定量研究重庆青木关岩溶含水介质特征、获取相关水文地质参数,将天来宝作为示踪剂,采用野外自动化在线监测技术,获取高分辨率的示踪剂质量浓度历时变化曲线,输入Qtracer2模型进行定量计算,结果表明:所采用的仪器可靠,自动化程度高,经济便捷.Qtracer2模型可将获取的高分辨率示踪剂质量浓度变化数据进行定量解译.试验段的岩溶含水介质较为发育,存在单一的洞穴—管道介质,地下水流为紊流流态,洞穴—管道平均直径达2.3m,储水量为30 604m3,纵向弥散系数为0.59m2/s,摩擦系数为0.29,雷诺兹数为48 671,舍伍德数为1 867,施密特数为1 140,分子扩散边界层厚度为1.23mm.     

基于在线高分辨率示踪试验的岩溶地下河管道特征分析——以重庆市彭水县岩窝坨至纸厂泉段地下河为例

以重庆市彭水县岩窝坨至纸厂泉段地下河为研究对象,将荧光素钠作为示踪剂,利用在线高分辨率示踪技术获取地下水中荧光素钠穿透曲线,结合定量计算方法分析地下河管道几何特征.结果表明:试验示踪剂回收率为82.2%,证明纸厂泉为该流域岩溶地下水的主要排泄出口;穿透曲线为双峰型,表明岩窝坨至纸厂泉段岩溶地下河存在2条并联的岩溶管道.定量计算发现地下河储水管道的平均直径为17m,储水体积为4.5×106 m3.