●章 岩溶地下河及其科學問題 1
1.1 我國南方岩溶地下河及其分布 1
1.1.1 岩溶地下河分布 1
1.1.2 地下河水資源開發利用現狀 2
1.2 地下河管道結構和水流運動復雜性 3
1.2.1 地下河管道結構復雜性 3
1.2.2 地下河管道水流運動復雜性 4
1.3 地下河管道水評價模型研究進展 5
1.3.1 多重含水介質岩溶地下水評價方法 5
1.3.2 國外主要軟件及應用進展 6
1.3.3 國內研究和應用進展 7
第2章 典型地下河自然條件 8
2.1 寨底岩溶地下河繫統自然條件 8
2.1.1 人文地理 8
2.1.2 地層及構造 9
2.1.3 寨底岩溶地下河繫統 11
2.2 魚泉岩溶地下河繫統自然條件 14
2.2.1 人文地理 14
2.2.2 地層和構造 15
2.2.3 魚泉地下河繫統 17
2.3 萬華岩岩溶地下河繫統自然條件 22
2.3.1 人文地理 22
2.3.2 地層與構造 24
2.3.3 萬華岩地下河繫統 26
2.4 大小井岩溶地下河繫統自然條件 29
2.4.1 人文地理 29
2.4.2 地層與構造 32
2.4.3 大小井地下河繫統 33
第3章 地下河示蹤及探測 39
3.1 示蹤方法 39
3.1.1 化學離子類示蹤劑 39
3.1.2 熒光類示蹤劑 40
3.1.3 示蹤劑投放量估算 41
3.1.4 示蹤劑投放方法 41
3.1.5 示蹤結果分析和應用 42
3.2 地下河示蹤 44
3.2.1 萬華岩地下河示蹤 44
3.2.2 魚泉地下河示蹤 49
3.2.3 大小井地下河示蹤 52
3.2.4 寨底地下河示蹤 55
3.3 濃度曲線分析管道結構及案例 62
3.3.1 釣岩管道結構分析 63
3.3.2 水牛阨管道結構分析 66
3.4 回收強度曲線分析管道結構及案例 68
3.4.1 回收強度曲線分析方法 68
3.4.2 回收強度曲線管道結構分析實例 68
3.4.3 濃度和回收強度曲線分析方法適用範圍 70
3.5 水動力場方法分析管道結構及案例 70
3.5.1 水力梯度與水位變化關繫 72
3.5.2 管道垂直方向結構分析 73
3.6 水化學場方法分析管道結構及案例 74
3.6.1 案例區水文地質條件 74
3.6.2 水化學特征及地下河管道判別 76
3.7 溫度場方法分析管道結構及實例 78
3.7.1 地質背景及問題 78
3.7.2 溫度場及水文地質意義 78
3.8 示蹤材料及對比 82
3.8.1 鉬酸銨、鎢酸鈉及食鹽示蹤劑對比 82
3.8.2 熒光素鈉和羅丹明B 示蹤劑對比 83
3.8.3 示蹤材料對比結果 86
第4章 地下河動態監測 87
4.1 地下河監測管理繫統 87
4.2 地下河監測網 88
4.2.1 寨底地下河監測網 88
4.2.2 魚泉、大小井及萬華岩地下河監測網 92
4.2.3 地下河出口流量監測與計算 97
4.3 監測儀器常見問題及維護 101
4.3.1 壓力式水位計常見問題及維護 101
4.3.2 水質儀和雨量計常見問題及維護 104
第5章 地下空間氣壓微動態特征 106
5.1 空氣壓力與地下河動態監測關繫 106
5.1.1 水位監測與氣壓關繫 106
5.1.2 地下空間環境與氣壓關繫 107
5.2 寨底地下河地下空間氣壓氣溫動態特征 108
5.2.1 監測區域自然條件 108
5.2.2 地下氣壓變化特征 109
5.2.3 地下氣溫變化特征 112
5.3 萬華岩旅遊洞穴內氣壓動態特征 114
5.3.1 氣壓動態監測 114
5.3.2 洞內氣壓變化特征 114
第6章 地下河水化學動態特征 118
6.1 寨底地下河水化學動態特征 118
6.1.1 寨底地下河出口水化學動態 118
6.1.2 水化學類型及其分布 123
6.1.3 R 型統計分析 126
6.1.4 硝酸鹽微污染特征及其來源分析 129
6.2 萬華岩地下河水化學動態特征 134
6.2.1 萬華岩地下河出口水化學動態 134
6.2.2 水化學類型及季節性變化 136
6.2.統計因子分析和聚類分析 139
6.3 魚泉地下河水化學動態特征 143
6.4 大小井地下河水化學動態特征 147
第7章 地下河水位和流量動態特征 153
7.1 寨底地下河動態特征 153
7.1.1 不同含水介質水位動態特征 153
7.1.2 水位季節性變化及其降水響應特征 155
7.1.3 流量時空變化特征 158
7.2 魚泉地下河動態特征 159
7.3 萬華岩地下河動態特征 160
7.4 大小井地下河動態特征 162
7.4.1 地下河管道典型水文動態類型 162
7.4.2 水位劇烈變化及成因分析 165
7.4.3 流量變化繫數及洪峰運動速度 167
7.5 地下河流量衰減繫數及對比 169
第8章 地下河水資源量計算 173
8.1 入滲繫數和徑流模數 173
8.1.1 峰從窪地區入滲繫數和徑流模數 173
8.1.2 溶蝕丘陵區入滲繫數和徑流模數 177
8.1.3 深切峽谷區入滲繫數和徑流模數 181
8.1.4 大小井地下河入滲繫數和徑流模數 182
8.2 典型地下河水資源量計算 185
第9章 地下河繫統模型模擬 187
9.1 Modflow 模型模擬 187
9.1.1 Modflow 和CFP、Drain 模型 187
9.1.2 地下河出口局部區域模型模擬及對比 188
9.1.3 寨底地下河繫統模型模擬 191
9.2 SWMM 模型模擬 197
9.2.1 SWMM 模型原理 197
9.2.2 模型概化和模擬數據 200
9.2.3 模擬結果與討論 208
0章 地下河管道流模型討論 211
10.1 高壓管流運動特征 211
10.1.1 地下河管道水位動態快速響應特征 211
10.1.2 地下河管道流速變化規律 213
10.1.3 水位響應速度平均流速對比 214
10.2 Darcy-Weisbach 管道流模型適宜性討論 215
1章 地下河管道空間和庫容計算 217
11.1 寨底地下河管道空間及庫容評價 217
11.1.1 地下河管道空間及庫容計算方法 217
11.1.2 計算結果 219
11.2 岩溶發育強度定量評價 220
11.2.1 寨底地下河繫統岩溶發育強度評價 221
11.2.2 溶蝕速率計算結果及比較 226
參考文獻 228
圖版

本書以中國地質調查局下達的“西南典型岩溶地下河調查與評價”項目成果及不同類型岩溶區的地下河為背景撰寫而成。總結了地下河動態自動化監測及其常見監測問題處理方法、地下河示蹤和管道識別方法、化學離子和顏料兩大類多種示蹤劑的特性和使用方法。總結了地下河水位、流量、水化學、管道內氣壓等動態特征及其相互關繫；開展了地下河繫統水資源量和岩溶發育強度評價，以及地下河管道空間體積及庫容評價。闡述了流速和響應速度存在差異的岩溶地下河獨特水文地質現像，討論了Modflow-CFP、SWMM模型和管道水頭損失理論在地下河繫統模擬應用的局限性和適宜性。