岩溶地下水质动态变化和影响因素研究——以重庆金佛山水房泉为例

摘要

我国西南岩溶地区岩溶水资源丰富，地下水是南方岩溶水资源赋存运移的重要场所，也是当地群众生产生活的重要水源。由于岩溶地下水的特殊性，容易受到人为因素的污染。因此，为了合理利用地下水及避免地下水受到人为因素的污染，必须掌握地下水动态。重庆金佛山是国家级自然保护区也是重庆知名旅游目击地。水房泉流域地处山顶的核心游览区域，为西南地区典型的岩溶区。目前，水房泉地下水为这一地区生活供水的唯一水源，其水质好坏直接关系到居民及游客的健康状况。本研究对水房泉流域地下水动态特征及影响因素进行分析研究，有助于深入了解地下水的形成、分布及其时空变化规律，为地下水的开发利用和治理提供依据。 ⑴利用早以建立的自动监测站监测地下水流量和物理特征，控制输出系统的流量和主要物理指标包括水温(T)、电导(EC)、pH值的变化特征。并在此基础上，阐述了水房泉地下水全年的物理变化规律。 ⑵采用野外观测、现场观测、实验室分析相结合的方法，对水房泉流域各种水体进行连续取样分析，观测和取样过程从2008年3月持续至2009年2月(1次/月)。现场观测内容包括水温(T)、电导(EC)、PH值、溶解氧(DO)和Ca2+、HCO-3等实测值。实验室分析包括主要阳离子K+、Na+、Ca2+、Sr2+、Mg2+；主要阴离子HCO-3、NO-3、SO2-4、Cl—。通过以上分析，得出水房泉地下水的全年化学变化特征。 ⑶研究区处于旅游核心区，因此本文对于旅游活动频繁的“十一黄金周”时间段进行了加密监测，观测和取样过程为从2008年9月28日持续至2008年10月6日(1次/天)。观测内容和指标与上面相同。通过分析揭示了旅游活动强烈扰动下，短时间尺度岩溶地下水的变化规律以及地下水质与旅游季节变化之间的响应关系。 ⑷分析了水房泉流域各个水体的锶元素和锶同位素特征，利用同位素方法和水化学分析方法，辨别和区分了自然因素与人为因素对地下水质的影响。 ⑸本研究得出以下结论：水房泉地下水质具有明显的季节变化特征；全年大部分时间水质比较好，但在旅游旺季受人类活动的影响比较强烈，水体遭到污染；一个完整水文年的水房泉地下水主要元素受到自然因素和人为因素的共同影响；对于所采集的锶和锶同位素研究表明，水房泉的Sr和87Sr/86Sr比值位于水—岩作用、大气输入和人为污染三个端元之间。从而印证了水房泉出口地下水来源于自然因素(大气输入、灰岩溶解等)和人为因素的共同作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1研究背景

1.2国内外研究现状及发展动态

1.2.1地下水质的动态变化和影响因素研究现状及发展动态

1.2.2水化学方法与地下水时空动态变化及影响因素的研究

1.2.3锶元素及同位素与地下水时空动态变化及影响因素的研究

1.3研究内容和目的

1.4技术路线

1.5项目来源

第二章研究区概况

2.1地理地貌

2.2气候水文

2.3地层岩性与构造

2.4岩溶水文地质条件

2.5植被土壤

2.6旅游经济

第三章地下水质季节动态变化

3.1水化学方法的理论基础

3.2数据来源

3.2.1建立自动观测站

3.2.2现场测定和实验室分析

3.3分析结果

3.4水化学数据可靠性审查

3.5周期水文年水房泉地下水理化动态变化

3.5.1周期水文年水房泉地下水物理动态变化

3.5.2周期水文年水房泉地下水化学动态变化

3.6旅游季节地下水质动态变化分析

3.6.1旅游活动对地下水物理性质的污染

3.6.2旅游活动引起的硝酸盐及磷酸盐、氯化物、硫酸盐污染

3.6.3水房泉理化性质特征的形成因素分析

第四章地下水动态变化的影响因素研究

4.1降雨对地下水动念变化的影响

4.1.1水房泉降雨分布特征

4.1.3水房泉降雨水化学特征

4.2地表水对地下水动态变化的影响

4.3污水对地下水动态变化的影响

4.4洞穴水对地下水动态变化的影响

4.5岩溶地下水水化学特征空间变化规律

4.6水化学方法在地下水时空动态变化及影响因素研究中的应用

4.7地下水中锶及锶同位素

4.7.1锶同位素理论基础

4.7.2 Sr浓度特征

4.7.3锶同位素特征

第五章结论与不足

5.1主要结论

5.1.1水房泉地下水全年动态变化特征

5.1.2旅游季节地下水质动态变化分析

5.1.3地下水动态变化的影响因素研究

5.1.4地下水中锶及锶同位素

5.1.5水房泉水质特征

5.2存在的问题及思考

参考文献

致谢