典型岩溶包气带洞穴滴水水文过程研究-地球学报.pdfVIP

2017 年 7 月 地 球 学 报 Jul. 2017 第 38 卷 第 4 期: 537-548 Acta Geoscientica Sinica Vol.38 No.4: 537-548 典型岩溶包气带洞穴滴水水文过程研究 —— 以桂林硝盐洞为例 1, 2) 1, 4) 1, 2)* 1, 2) 1) 1) 郭小娇 , 龚晓萍 , 袁道先 , 殷建军 , 姜光辉 , 林玉石 , 1, 2) 1, 2) 3) 白 冰 , 汤庆佳 , 陈长杰 1)中国地质科学院岩溶地质研究所, 国土资源部/广西岩溶动力学重点实验室, 广西桂林 541004; 2)联合国教科文组织国际岩溶研究中心, 广西桂林 541004; 3) 中国地质大学(北京), 北京 100083; 4)广西水文地质工程地质队, 广西柳州 545000 摘 要: 选取桂林丫吉试验场硝盐洞为研究对象 , 通过示踪试验和高分辨率水文水化学监测 , 确定滴水补 给来源, 研究典型岩溶包气带洞穴滴水对降雨响应的水文过程。研究结果表明 , 硝盐洞 XY5 滴水主要受到 两种径流成分补给, 即集中补给的管道流和弥散流。硝盐洞上部包气带中可能存在表层岩溶带含水层, 长期 维持滴水流量。滴水流量、电导率和示踪剂浓度的峰值均出现在强降雨时段, 表现出快速响应的管道流特 征, 存在降雨阈值引起硝盐洞滴水降雨响应。降雨前岩溶含水层水分条件是包气带水文响应差异的主要原 因, 雨季滴水对降雨响应迅速, XY5 滴水对降雨响应的滞后时间为 10 h; 而旱季对降雨的响应滞后明显, 滞 后时间达 9.8 天, 体现了土壤和表层岩溶带的调蓄作用。74.4 mm 降雨量是旱季转雨季滴水响应的降雨阈值。 借助于洞穴滴水的水文动态变化和示踪试验技术对于研究包气带水文过程 , 深入了解岩溶含水层结构及特 S 征, 揭示岩溶区降雨入渗补给机制具有重要作用。 关键词: 硝盐洞; 包气带 ; 表层岩溶带含水层 ; 水文过程 ; 降雨阈值; 滞后时间 G 中图分类号: P642.25; P641.131 文献标志码: A doi: 10.3975/cagsb.2017.04.11 A Research on Hydrological Processes of Cave Dripping Water in a Typical Karst Vadose Zone: A Case Study of Xiaoyan Cave, Guilin C GUO Xiao-jiao1, 2), GONG Xiao-ping1, 4), YUAN Dao-xian1, 2)*, YIN Jian-jun1, 2), JIANG Guang-hui1), LIN Yu-shi1), BAI Bing1,