鲁中南半湿润区岩溶水系统功能分区与可更新能力识别

论文摘要

岩溶水资源如何合理开发利用与保护,已成为鲁中南半湿润区社会经济发展中亟需解决的重要问题。本研究以鲁中南半湿润区的平邑-费县岩溶水分布区为研究区,通过野外调查、试验和综合研究,重点开展了岩溶水系统组成、水流系统结构及水动力场特征,以及地下水补给-径流-排泄条件调查,开展了岩溶水系统分区、概念模型构建和岩溶水形成年龄与可更新能力研究,取得如下新认识:1、查明研究区岩溶地下水系统以具有“两源多汇、多层位储水、多条断裂复杂控水”的特征和“硬结构”组成,揭示了该区岩溶水系统的同一分区、不同深度赋存不同可更新能力的岩溶水资源形成机制和主要影响因素。2、研究表明,研究区岩溶水系统由4个子系统组成,具有2个直接补给区、1个间接补给区和3个汇排区的功能分区特征。直接补给区补给水源较充沛,渗透性较强,水-岩水动力侵蚀性强;汇排区的富水性强,单井涌水量大于5000 m3/d,水-岩作用的水动力侵蚀性较弱。3、阐明不同分区或不同子系统岩溶水形成年龄及可更新能力明显不同。直接补给区的岩溶水滞留时间介于317年,汇排区的岩溶水滞留时间介于1425年。直接补给区的岩溶水年龄介于1463808年,且岩溶水埋深越浅,其形成年龄越小;汇排区的岩溶水年龄介于10465403年,且越远离补给区、径流路径越长,其形成年龄越老。4、发现,岩溶水中14C含量的分段值,与岩溶水系统功能分区存在空间相关性特征。在汇排区,岩溶水中14C含量与主要阴阳离子含量之间呈负相关性趋势特征;在直接补给区,除Ca2+和Mg2+外,岩溶水中14C含量与主要阴阳离子含量之间相关性较弱,与频繁的复杂补给和较强的水动力侵蚀有关。5、揭示不同分区、不同层位岩溶水可更新性差异特征的主要因素、机制和影响模式,它主要受岩溶水径流途径长度、埋藏深度、岩溶发育程度及其连通性状况,以及地表产汇积水状况和补给水源充沛程度控制。在直接补给区,陆表植被越发育,越有利于岩溶水系统获得更多大气降水入渗补给。在汇排区,强烈的规模化人工开采,易利激发或促进研究区岩溶水系统可更新能力提高和地下水开采资源量增加。6、阐明研究区岩溶水资源合理开发与有效保护,需要侧重岩溶水资源的开发方式管控、开发范围管控和开发强度管控。在直接补给区,需要增强松、柏、刺槐和荆条等乔灌木生态覆盖,提高岩溶水资源涵养保护能力;在汇排区,需要增强多阶层的水土保持保护能力。

论文目录

• 中文摘要
• abstract
• 1 绪论
•   1.1 选题背景及研究意义
•   1.2 国内外研究现状与趋势
•   1.3 研究目标、主要内容和研究方案
•   1.4 主要创新点
• 2 研究区背景概况
•   2.1 自然条件概况
•   2.2 地质概况
•   2.3 岩溶地层及岩溶发育特征
•   2.4 地下水埋藏与分布特征
•   2.5 岩溶水开发利用现状
• 3 岩溶水系统结构与水动力场特征识别
•   3.1 岩溶水系统“硬结构”特征
•   3.2 岩溶水系统水动力场特征识别
•   3.3 本章小结
• 4 岩溶水系统功能分区识别与概念模型构建
•   4.1 岩溶水子系统划分
•   4.2 岩溶水系统功能分区识别
•   4.3 分区富水性识别
•   4.4 分区岩溶水动态规律分析
•   4.5 分区水化学特征分析
•   4.6 岩溶水系统概念模型识别与构建
•   4.7 本章小结
• 5 岩溶水形成年龄及可更新能力
•   5.1 岩溶水测年资料来源与技术方法
•   5.2 岩溶水形成年龄测试结果及分布特征
•   5.3 岩溶水滞留时间
•   5.4 岩溶水年龄识别与分布特征
•   5.5 不同分区岩溶水可更新能力
•   5.6 本章小结
• 6 岩溶水可更新能力影响因素与模式
•   6.1 地层组分与结构影响特征
•   6.2 气候因素影响特征
•   6.3 人类活动影响特征
•   6.4 主要影响因素识别
•   6.5 岩溶水系统可更新能力影响模式
•   6.6 本章小结
• 7 岩溶水资源合理开发与保护管控对策
•   7.1 岩溶水资源合理开发管控要素研究
•   7.2 岩溶水保护管控要素研究
•   7.3 岩溶水合理开发与保护建议
•   7.4 本章小结
• 8 结论与建议
•   8.1 主要认识与成果
•   8.2 主要创新点
•   8.3 建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介

文章来源

类型: 博士论文

作者: 王威

导师: 张光辉,邵景力

关键词: 半湿润区,岩溶水系统,功能分区,形成年龄,可更新能力

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学

单位: 中国地质大学(北京)

基金: 国家重点研发计划项目(编号:2017YFC0406106),国家自然科学基金项目(编号:41502253),山东省国土资源厅地质勘查项目(鲁勘字(2012)28 号)

分类号: P641.134

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000125

总页数: 161

文件大小: 28516K

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