巖溶地區(qū)不同土地利用的地下河水文水化學(xué)響應(yīng)研究.pdf

1、選取巖溶石漠化較重的普定陳旗、燈盞河流域?yàn)檠芯繉?duì)象，并與受人類活動(dòng)干擾較少的茂蘭板寨巖溶原始森林流域進(jìn)行對(duì)比，對(duì)地下河的水文水化學(xué)動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了研究。 通過(guò)采用資料收集、野外調(diào)查采樣、實(shí)驗(yàn)室分析對(duì)比等方法，以地球系統(tǒng)科學(xué)理論為指導(dǎo)，在前人研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)研究區(qū)域的巖溶地下河水化學(xué)性質(zhì)、其出露的水文地質(zhì)背景及土地利用情況進(jìn)行了調(diào)查與分析。同時(shí)，山于降雨分布不均，巖溶水(水量、水質(zhì))動(dòng)態(tài)變化大，為把握地下河水文、水化學(xué)動(dòng)念變化規(guī)

2、律，我們結(jié)合自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和人工監(jiān)測(cè)，進(jìn)行了以水文年為周期的系統(tǒng)觀測(cè)、取樣和分析。對(duì)雨量、水位、電導(dǎo)(Ec)、水溫(T)和pH值進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)記錄，掌握不同土地利用條件下巖溶地下河水量、水質(zhì)等隨季節(jié)、降雨等動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，包括F1內(nèi)動(dòng)態(tài)、月動(dòng)念和暴雨動(dòng)態(tài)變化。 通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)： 1、作為巖溶原始森林保護(hù)區(qū)的板寨地下河流域，其各項(xiàng)地下河水物理化學(xué)指標(biāo)在季節(jié)變化和暴雨效應(yīng)方面相對(duì)巖溶石漠化嚴(yán)重的陳旗、燈盞河流域，變化系數(shù)明顯較低，一方

3、面反映了森林對(duì)于地下河水物理化學(xué)變化的調(diào)節(jié)有著不可替代的作用；另一方面也反映了人類活動(dòng)對(duì)于地下河水物理化學(xué)變化有著很重要的影響。 2、比較板寨地下河和陳旗、燈盞河流域水中CO2的動(dòng)態(tài)變化可以發(fā)現(xiàn)，板寨地下河PcO2分別比陳旗、燈盞河低936 pa和150 pa，說(shuō)明土壤環(huán)境中存在的CO2是巖溶水具有侵蝕性的主要原因，也是巖溶水中HCO3-離子的重要來(lái)源。土壤釋放的CO2主要由微生物分解有機(jī)質(zhì)和根系呼吸產(chǎn)生，同時(shí)土壤CO2水平的大

4、小還取決于土壤空氣擴(kuò)散速度。板寨流域森林植被雖好，但土壤分布零星且薄，表層土壤疏松，植物根呼吸產(chǎn)生的C02能很快通過(guò)氣體交換的方式釋放到空氣中，而陳旗、燈盞河土壤分布較廣，有利于CO2在土壤中的累積。 3、比較燈盞河和陳旗水中CO2的動(dòng)態(tài)變化又可以發(fā)現(xiàn)，燈盞河CO2分壓比陳旗低786 Pa。表明不同土地利用分布格局可能也是決定泉水CO2分壓的大小的一個(gè)關(guān)鍵因素。陳旗流域排泄區(qū)以水田為主，土壤大量覆蓋，從而土壤CO2含量高，水中C

5、O2含量也高；燈盞河流域水田主要分布在流域補(bǔ)給區(qū)，由于整個(gè)流域地形呈狹長(zhǎng)型，排泄區(qū)土壤層較薄，同時(shí)下部巖溶管道通過(guò)消、溢水洞與大氣相通，系統(tǒng)中CO2大量逸出，導(dǎo)致陳旗CO2分壓高于燈盞河。 4、比較陳旗和燈盞河流域兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)暴雨效應(yīng)變化發(fā)現(xiàn)，不同土地利用方式對(duì)于泉水pH的升降有著較大的影響。陳旗流域山坡開(kāi)荒嚴(yán)重，植被較差；燈盞河流域排泄區(qū)則擁有一片天然恢復(fù)林。暴雨時(shí)，陳旗流域排泄區(qū)由于植被覆蓋條件差，石狄?guī)r和土壤大片裸露，導(dǎo)致陳

6、旗地表徑流沖刷作用較強(qiáng)，溶解了大量的CaCO3顆粒造成暴雨后pH上升的反常現(xiàn)象。 5、比較不同土地利用方式下各種離子濃度及流失量大小變化發(fā)現(xiàn)，人為活動(dòng)是影響離子濃度及流失量大小的一個(gè)直接因素；其次，離子濃度大小還受到雨水稀釋作用的影響。離子流失總量從小到大依次為：F

7、公里的同平均離子流失量按大小依次為：燈盞河>陳旗>板寨。燈盞河最高，反映了人類活動(dòng)對(duì)于每平方公里的日平均離子流失量的重大影響。燈盞河與陳旗相比，則反映了水EH分布面積對(duì)于每平方公里的同平均離子流失量的作用，兩者呈正相關(guān)。 6、對(duì)陳旗、燈盞河流量的暴雨衰減曲線分析可以看出兩個(gè)流域水文調(diào)蓄能力的不同。陳旗調(diào)蓄能力明顯低于燈盞河，這可能與土地利用分布格局有關(guān)。由于燈盞河流域地形呈狹長(zhǎng)型，其補(bǔ)給區(qū)有大量水田分布，使得土壤水緩慢補(bǔ)給地下水