岩溶动力系统的信息可靠性及获取对策研究——以青木关地下河系统为例

摘要

岩溶作用积极参与全球碳循环，岩溶动力系统对环境反应非常敏感，如降雨、气温、植被、大气中的Pco2、水流状态、深度、温度、扰动程度和系统的开放度等，这种敏感反应的时间尺度，不但有季节变化，还有昼夜、小时、甚至分的变化，岩溶动力系统的这个特点，对其研究方法带来特殊要求，同时，鉴于岩溶作用下地球化学行为非常复杂，对岩溶动力系统运行规律的充分了解和理解有必要对其进行多日动态监测，尤其是监测不同气候条件下的连续动态变化，这就有赖于高精度和高分辨率仪器的连续自动监测。同时，前人的研究以找水、生态、水质、水量评价等方面研究较多，但是地下水连续监测过程中出现的各种问题很少给予阐述。
　　 本研究运用地球系统科学和岩溶动力系统知识以及物理学、化学相关的理论与方法，以重庆青木关岩溶槽谷流域建立野外实时自动化监测站为基础，提出岩溶地区自动化监测站建立的原理和注意事项。对不同季节、不同降雨条件下仪器自动记录的数据可信度进行分析，并根据工作实践，总结自动气象观测站、水位计、水质分析仪等仪器安装和运行过程中的常见问题及解决办法，并对仪器监测数据产生影响的各类因素进行研究。
　　 研究区内青木关地下河发育于川东平行岭谷缙云山温塘峡—青木关背斜核部，为封闭型地下水系，在重庆水文地质类型研究中具有典型性。本文从岩溶监测站的建立的目的和选址分析开始，提出水文系统内部相互联系研究、降雨暴涨暴落的水文过程研究、降雨时间和空间不均一性研究、元素在地下水的运移研究这四个方面研究工作中的仪器监测精度需求。
　　 其次，对各类仪器的监测指标和精度进行简要的介绍，并对监测到的数据的影响因素和常见问题进行详细的分析和探讨。特别是地下河出口和岩溶洼地水文数据的可信度进行详细的分析，提出解决岩溶洼地库容消水流量的推算方法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪 论

1.1问题的提出

1.2国内外的研究现状

1.2.1国内外监测站的现状及水文地质研究工作

1.2.2研究中存在的主要问题

1.3研究方法和技术路线

1.3.1研究方法

1.3.2技术路线

第2章 岩溶动力系统的信息获取研究

2.1青木关岩溶槽谷的水文地质特征

2.2观测指标的确定及自动化观测站仪器的选择

2.2.1雨量计

2.2.2水位计

2.2.3水质分析仪

2.3全天候自动监测站的建立

2.3.1地下河出口的水文地球化学监测站建设要求和选址

2.3.2岩溶洼地水文及水化学监测站建设要求和选址

2.3.3全天候气象监测站建设要求和选址

第3章 不同的水文地质工作目标下的仪器监测精度确定

3.1水文系统内部相互联系研究

3.2降雨暴涨暴落水文过程研究

3.3降雨时间空间不均一性研究

3.4元素在地下水的运移研究

第4章 岩溶监测站仪器的精度分析

4.1全天候气象监测仪器精度分析

4.2全天候水文监测仪器精度分析

4.3全天候水化学指标监测仪器精度分析

第5章 岩溶监测站数据影响因素及常见故障分析及排除

5.1气象数据的可信度分析

5.1.1翻斗式雨量计计量误差

5.1.2雨日观测误差

5.2水文数据的可信度分析

5.2.1地下河出口水文数据的可信度分析

5.2.2岩溶洼地水文数据的可信度分析

5.3水化学数据的可信度分析

第6章 结论与不足

6.1结论

6.2下一步研究内容

参考文献

附 图

致 谢

在读期间所参加的课题及发表论文