重庆芙蓉洞洞穴水水文地球化学指标的时空变化

通过对重庆武隆芙蓉洞5个滴水点和2个池水点多个水化学指标(pH、HCO3-、EC、SO24-、Ca2+、Mg2+)以及滴水滴量和现代沉积物进行连续监测,发现芙蓉洞滴水中的物质主要来源于上覆岩层和土壤,其地球化学指标有一定的时空变化特征。由于芙蓉洞上覆土壤岩层较厚,所以5个滴水点滴量与降水量相关性不明显,洞穴滴水多数时间未能及时反映洞外当季降水量的变化。夏季上覆土壤生物活动强烈,释放更多的CO2,导致滴水pH值在夏季较低,而HCO3-含量和电导率(EC)较高,冬季则相反。洞穴滴水中SO24-含量的变化受到土壤生物过程以及基岩岩层差异的重要影响。滴水的方解石饱和指数(SIc)和pH值变化大致同步,滴水点下接收到的现代沉积物沉积速率和饱和指数有很好相关性,冬季沉积速率最快。滴水中Ca2+、Mg2+浓度变化受控于水—土—岩的相互作用,其中水源差异、活塞效应、水岩相互作用时间对其产生重要影响。洞穴水中Mg/Ca主要受Ca2+含量的影响,能够指示外界温度和降水的变化。此外,洞穴内不同分布位置的滴水,其地球化学指标空间差异主要受到各点的渗流通道、流经途径以及上覆基岩及土壤成分等差异的影响。     

基于场降雨数据的大气降水化学特征分析— — —以重庆市北碚区西南大学为例

对采集于重庆市北碚区2009年10月-2010年8月的48场雨水样品进行Cl-,NO3-,SO24-以及pH值和电导率(EC)的测试分析,发现该地区雨水中pH值变化范围为4～7.73,EC变化范围为14～379μs/cm,出现酸雨的频率为46%,并且在不同季节均可出现;每场降雨中离子质量浓度的不同及离子间的相互作用决定其pH值和EC的变化,但是两者不具相关性;雨水中Cl-,NO3-,SO24-三种离子质量浓度的总和变化范围为4.61～178.84mg/L,相互之间具有明显的相关性,并且这三种主要阴离子的质量浓度与雨水的EC呈显著相关性,体现出"夏季偏低,冬季偏高"的时间变化特征.这是由于夏季降水量较多,其稀释效应导致这些酸根离子质量浓度在夏季降水中浓度降低,而冬季由于降水量较少,雨水中的这些酸根离子质量浓度相对升高.SO24-为雨水中主要的致酸离子,与该地区以煤为主的能源结构一致.     

重庆芙蓉洞洞穴滴水地球化学初探

2005年10月至次年4月的6个月内对重庆芙蓉洞滴水地球化学过程的监测发现：芙蓉洞2个观测点滴水均是矿化度很低的重碳酸盐水型,而地球化学过程受季节变化影响较大,人为影响相对较小;滴水中的pH、电导存在明显的季节变化;而2个观测点水化学组分的差异以及变化趋势的延迟,也可以初步判断出2个观测点可能由于水类型的不同而使其组分有所差异.     

重庆芙蓉洞土壤渗透水-滴水的元素变化特征及其意义

通过对重庆芙蓉洞上覆表层岩溶泉水、土壤渗透水和洞穴滴水水化学特征的系统监测,发现3种水(泉水、土壤渗透水和滴水)元素的变化幅度在年内都有各自的变化范围,Ca2+、Mg2+、Sr2+和SO24-在土壤渗透水中年平均浓度分别为25.55,11.04,0.026,15.39mg/L,在表层岩溶泉水中分别为65.76,33.16,0.035,21.18mg/L,而在洞穴滴水中分别为64.37,37.87,0.044,11.38mg/L。3种水之间存在大致协调同步的季节变化规律:Ca2+、Mg2+、Sr2+浓度的变化呈枯水期变幅大、雨季变幅小的特征,SO24-浓度则因不同的点而存在一定差异。受土壤水热条件以及生物过程的季节性变化影响,土壤渗透水中各元素变化表现出一定的季节性。6个洞穴滴水中Ca2+、Mg2+和Sr2+浓度在冬季枯水期出现低值,MP2点的SO42-浓度随降雨的增加而逐渐增大。因此,不同滴水点运移的路径、时间和环境条件不同,导致对降水的季节响应也存在一定差异。     

芙蓉洞洞穴水Ca2+,Mg2+浓度变化对气候事件的响应

对重庆市芙蓉洞内的两处滴水(1#,3#)和两处池水(2#,4#)进行了定点观测和取样分析.获得了4处洞穴水的pH、电导率和Ca2+.Mg2+.K+,Na+.SO2-4,Cl-离子浓度等化学指标.结合当地的气象资料,分析研究了观测期间芙蓉洞洞穴水Ca2+,Mg2+浓度在不同季节的变化规律及其对温度和降水的响应,重点对这两种离子与2006年和2007年夏季重庆特大干旱和降水极端气候事件的响应关系进行了探讨.结果显示:Ca2+浓度呈现以年为周期每年7-12月高于1-6月的变化规律,一年中Mg2+表现出波动期与稳定期交替出现的特点,Ca2+,Mg2+浓度在2006年9月明显升高,表明其对2006年夏季特大干旱事件的响应敏感.短期干旱导致洞穴水离子浓度偏高;2007年夏季的暴雨事件后Ca2+,Md2+浓度波动较大,表明洞穴水对特大降水事件响应明显,但各个点的响应时间存在差异.     

降水-滴水的δ~(18)O/δD年季变化及与大气环流的关系——以重庆芙蓉洞地区为例

通过对2011年4月至2012年12月期间重庆市芙蓉洞外大气降水氢氧稳定同位素、降水量、温度和洞穴滴水、池水中δD,δ18 O的连续监测,分析了芙蓉洞地区降水中δD,δ18 O的变化特征及其与ENSO事件和季风指数的关系.当地大气降水线方程的截距和斜率均大于全球大气降水线,大气降水中δD和δ18 O值与大气温度成负相关关系,δ18 O与温度的相关系数为r=-0.693(n=20);与降水量的相关系数为r=-0.121(n=20);过量氘(d)也体现出夏季低冬季高的特点.不同季节的水汽源地差异是导致该地区大气降水中δD和δ18 O值出现季节差异的主要原因.芙蓉洞所在的中国南方季风区大气降水中氢氧稳定同位素组成与ENSO有密切联系.当厄尔尼诺发生时,西太平洋副热带高压势力强盛,西北太平洋季风指数高,导致中国南方地区大气降水中氢氧稳定同位素值偏重;拉尼娜发生时,东南信风强,印度洋季风指数高,降水稳定同位素偏轻.     

重庆芙蓉洞洞穴滴水地球化学初探

2005年10月至次年4月的6个月内对重庆芙蓉洞滴水地球化学过程的监测发现: 芙蓉洞2个观测点滴水均是矿化度很低的重碳酸盐水型,而地球化学过程受季节变化影响较大,人为影响相对较小;滴水中的pH、电导存在明显的季节变化;而2个观测点水化学组分的差异以及变化趋势的延迟,也可以初步判断出2个观测点可能由于水类型的不同而使其组分有所差异.