巖溶地區(qū)不同土地利用的地下河水文水化學響應研究.pdf

1、選取巖溶石漠化較重的普定陳旗、燈盞河流域為研究對象，并與受人類活動干擾較少的茂蘭板寨巖溶原始森林流域進行對比，對地下河的水文水化學動態(tài)變化進行了研究。 通過采用資料收集、野外調查采樣、實驗室分析對比等方法，以地球系統(tǒng)科學理論為指導，在前人研究成果的基礎上，對研究區(qū)域的巖溶地下河水化學性質、其出露的水文地質背景及土地利用情況進行了調查與分析。同時，山于降雨分布不均，巖溶水(水量、水質)動態(tài)變化大，為把握地下河水文、水化學動念變化規(guī)

2、律，我們結合自動化監(jiān)測和人工監(jiān)測，進行了以水文年為周期的系統(tǒng)觀測、取樣和分析。對雨量、水位、電導(Ec)、水溫(T)和pH值進行自動監(jiān)測記錄，掌握不同土地利用條件下巖溶地下河水量、水質等隨季節(jié)、降雨等動態(tài)變化規(guī)律，包括F1內動態(tài)、月動念和暴雨動態(tài)變化。 通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)： 1、作為巖溶原始森林保護區(qū)的板寨地下河流域，其各項地下河水物理化學指標在季節(jié)變化和暴雨效應方面相對巖溶石漠化嚴重的陳旗、燈盞河流域，變化系數(shù)明顯較低，一方

3、面反映了森林對于地下河水物理化學變化的調節(jié)有著不可替代的作用；另一方面也反映了人類活動對于地下河水物理化學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-離子的重要來源。土壤釋放的CO2主要由微生物分解有機質和根系呼吸產生，同時土壤CO2水平的大

4、小還取決于土壤空氣擴散速度。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，植物根呼吸產生的C02能很快通過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分壓的大小的一個關鍵因素。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給區(qū)，由于整個流域地形呈狹長型，排泄區(qū)土壤層較薄，同時下部巖溶管道通過消、溢水洞與大氣相通，系統(tǒng)中CO2大量逸出，導致陳旗CO2分壓高于燈盞河。 4、比較陳旗和燈盞河流域兩個觀測點暴雨效應變化發(fā)現(xiàn)，不同土地利用方式對于泉水pH的升降有著較大的影響。陳旗流域山坡開荒嚴重，植被較差；燈盞河流域排泄區(qū)則擁有一片天然恢復林。暴雨時，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，導致陳

6、旗地表徑流沖刷作用較強，溶解了大量的CaCO3顆粒造成暴雨后pH上升的反?，F(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)，人為活動是影響離子濃度及流失量大小的一個直接因素；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，反映了人類活動對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分布面積對于每平方公里的同平均離子流失量的作用，兩者呈正相關。 6、對陳旗、燈盞河流量的暴雨衰減曲線分析可以看出兩個流域水文調蓄能力的不同。陳旗調蓄能力明顯低于燈盞河，這可能與土地利用分布格局有關。由于燈盞河流域地形呈狹長型，其補給區(qū)有大量水田分布，使得土壤水緩慢補給地下水