西南大学地理科学学院青木关水文学实习报告

'青木关水文实习报告 学院：地理科学学院  年级：2015级地理科学（普师班） 姓名：邹小凤        学号：22201531872012指导老师：杨琰 实习时间：2016年12月3日 实习地点：重庆市沙坪坝区青木关镇一、 实习目的 通过对青木关及周边地区地下水实地观测调查，通过对水体溶解氧（DO）、电导率（DOS）、水温、PH值、C2+、HCO3-的检测，掌握不同地下水的特征及形成条件，能够在野外鉴别不同的地下水，学会水文基本观测和研究方法，使学生能更好的掌握书本上的知识，学会水文基本观测和研究方法，研究人类活动对水质的影响，并更好地运用于实际，为更好地保护地下水以及整个水环境提供有效建议。二、 实习地点概况重庆市沙坪坝区青木关镇、凤凰镇、北碚歇马镇交界处的青木关，东经106.29°, 北纬29.61°。目前已知地下分水岭面积约13.4km2。青木关的地势总体表现为北高南低，山峰与谷地相对高差在200——300m之间，地势起伏不大。[1]构造上地处川东南弧形构造带川东平行岭谷区华蓥山帚状褶皱束温塘峡背斜中段。在背斜轴部出露的嘉陵江组的碳酸盐厚度达七八百米，槽谷区有很多落水洞并有一条从北到南的地下河，长度约为11公里。可溶性的碳酸盐分布广泛，主要为三叠系下统嘉陵江组（Tlj）的碳酸盐岩地层，出露于背斜的轴部，岩性为石灰岩、白云岩、白云质灰岩夹角粒状灰岩；背斜两翼为三叠系上统须家河组（T3xj）长石石英砂岩、泥质粉砂岩。区域背斜成山向斜呈谷，呈现“一山二岭一槽”式的典型槽谷景观。多发育地带性土壤黄壤和非地带性土壤石灰土,土被分布不连续。[1]这些都为地表水的入渗提供了前提条件。 气候属亚热带湿润季风型气候，降水量充沛,多年平均降水量为1250mm，平均气温为16.5℃，雨热同期。具有无霜期长，冰雪很少，风力小，湿度大，云雾多，日照少的气候特点。极大地丰富了当地的地下水。植被覆盖率达到60%，主要为亚热带常绿阔叶林、灌木丛,为旱生、喜钙型，生长有大量的马尾松，在洼地处有一些农田。植被条件好也在一定程度上减少了地表水的流失，增加了地下水量。三、 具体实习内容 1、青木溪青木溪是地上河，同时也是地下水出露地表汇入的溪流，由于上游有印染厂，河流污染严重。虽然经河流整治，河水水质明显较前几年有所提升，但站在桥上还是能清楚地看到河床上淤积的黑色的淤泥，能很明显地闻到河水散发出的臭味。沿青木溪往上游走为槽谷区。2、井水豆花、山脚下井水——风化裂隙水 该地区地下水位于青木关东部的砂岩地区，为潜水，动态变化较小，该处风化裂隙水的形成原因是：岩层在构造运动中发生岩层的挤压形成褶皱地形，经过外力的强烈风化作用下形成风化裂隙，在裂隙和裂隙以下的地层之间形成相对的隔水层。上层砂岩为三叠纪的须加河组灰色石英砂岩。由于该处的水流方向与砂岩的裂隙方向不一致，因此流量较小，井深约2.5米，井口直径约0.5米，但流量全年相对稳定。3、骝公桥—— 构造裂隙水该地区位于观音峡背斜的核部地区，岩性以嘉陵江组石灰岩为主，经过外力的强烈侵蚀作用，该地区逐渐发育成了两段相对高起中间相对平缓的逆地形。在地质构造时期，该地区发生强烈的岩层变形和断裂，所以在核部地区形成大量的断裂面，两个断裂面之间出现隔水层，形成承压水。在断裂带有大量泉水涌出，由观测得知，泉水温度在30°左右,在该溪流上选取了一个截面通过估算漂流叶子的移动速度得出其表面的流速约为0.25m/s可估算出其平均流速约为0.25m/s，断面深度为0.5m，长度为4m，由Q=FV可以得出，在观测时间内骝公桥处的的流量约为0.5m3/s。附近居民在此处修筑洗槽，将泉水蓄积起来浆洗衣服、菜等，大量的污水被排到青木溪中，造成此处溪水污染严重。 4、马王洞、姜家泉——溶隙水该地区位于南北走向的温塘峡背斜的翼部，由于该地区出露大量的石灰岩裂隙，经过流水的侵蚀作用，使得裂隙逐渐变大，最终形成落水洞，流入地下溶洞-马王洞。洞内较为密闭，空气流通不畅，流经岩溶水相对静止，为地下暗河，碳酸钙含量高，河水呈暗黄色；洞内发育大量的棕黑色石钟乳（由于溶洞的对外开放，使得原来白色的钟乳石和空气中的气体发生化学反应，同时当地居民对土地的开垦和房屋建设加剧水土流失，泥沙随着地下暗河覆盖在钟乳石表面，最终形成棕黑色石钟乳），溶洞内大量的石块崩塌使地面起伏不平，所以该溶洞没有发现石笋。因长期受风化侵蚀，整个洞内岩石节理明显，破碎也比较严重，但仍可以很清楚地看到洞内的小背斜；作为青木关地下水出口之一的溶洞，洞内地下水水位季节变化极大，夏天丰水期时流水可以没过洞口。由于岩溶水和地表水相通，使得岩溶水矿化度较小。姜家泉位于马王洞南500m处，是我院在青木关设立的水文观测站点之一，观测时间为每15分钟测一次。观测站外可以看到测水位的标尺。该溶洞为北段地下河的出口，洞口较小，只能看到一个小的出水口，为溶隙水。在我们观测的阶段内流量较小，处于枯水期，水质较好。据当地居民说连续降水只要达到两天及其以上水位就会暴涨，降水期间降水大量汇集到地下暗河，通过这个出水口出来的时候水位就会突然暴涨，表明含水层调蓄功能力极差。岩溶含水层具有独特的内在空间结构不均匀的特征，致使其渗透性能较强，对污染物质过滤作用极弱，极易受到地表物质的污染。[2] 四、基于检测指标的分析各项指标 溶解氧（mg/L）电导率（us/cm）温度（℃）  PH值 钙离子浓度(mg/L) 重碳酸浓度(mmol/L)井水豆花4.6766918.87.5351004.1山脚下井水1.5369715.16.625982.9骝公桥0.82122829.16.8862284.7马王洞7.1869317.87.041345.7姜家泉7.3969118.47.0641225.81、“井水豆花”处水的PH值最高，这是因为地下水在沙质岩中层层过滤使该处的地下水水质相对其他裂隙水水质较好以及地下水在岩层运动过程中发生物理化学性质的变化，出露井水变成酸性。2、“骝公桥”处水温和钙离子浓度都是最高的，温度达到29.1摄氏度，钙离子浓度228mg/L；而此处的溶解氧最低，只有0.82mg/L。通常人们称这种温度高于地表水的地下水为“温泉”，这跟承压水的循环深度有关，地下水的循环深度与水温度的关系为：每100m上升3摄氏度。因为该处温泉位于岩溶地区，石灰岩中碳酸钙含量高，钙离子浓度也高。由于承压水所处环境较封闭，氧气含量少，水中的溶解氧自然也就少。3、“姜家泉”处酸雨补给岩溶含水层，可能使得泉水pH值降低，并加速对碳酸盐岩的溶解，导致泉水电导率的增高，这将会对岩溶含水层的演化造成深刻的影响。[2]五、 人类活动对水质的影响及思考水污染情况很严重，大量工业和生活污水的排放，青木溪河道已经完全被污染，水面漂浮大量的生活垃圾，水底也沉积很厚的工业排泄物，河水发出很大的臭味，而且大量植被的破坏更给当地地下水造成严重威胁。 在槽谷入口区我们能很明显地看到大片的山体被开挖开采石灰岩，这种形式的开采对当地的地下水环境造成重大损失，曾导致该地区地下水断流，开采结束后地下水才慢慢恢复流动。在骝公桥温泉的温泉水取出来只是满足与人们日常洗衣洗菜等生活用水，没有充分利用到工业服务业等领域，循环利用率低，且用水时浪费的现象也屡见不鲜。 针对青木关人类活动对地下水环境的影响及现状，我的建议有： 1、我校在该地区设置水文监测站，并且长期研究该地地下水活动及水质，当地应加强和高校之间的合作，探讨出一条高效可行的地下水利用与治理方案。2、从污染源上减少污染物的排放。加强环境保护宣传教育，提高当地居民的环保意识，增强他们的环保观念，加强对工业废水的管理，使工业废水经过净化后排放。政府应该加大财政投入，建设高效率的排污设施，提高排污管得利用率，加强水质监测。 3、积极植树造林，恢复因开采被破坏的植被，恢复当地被污染的地下水环境，涵养水源，保护地下径流，探索一条地区可持续发展之路。参考文献：[1]在线技术在岩溶地下水示踪试验中的应用——以青木关地下河系统岩口落水洞至姜家泉段为例，杨平恒1,2,罗鉴银1,彭稳3,夏凯生1,2,林玉石4(1.西南大学地理科学学院,重庆400715;2.西南大学岩溶环境与石漠化治理研究所,重庆400715;3.中国地质大学环境学院,湖北武汉430074;4.中国地质科学院岩溶地质研究所,广西桂林541004)[2]降雨条件下岩溶槽谷泉水的水文地球化学特征杨平恒1’2，罗鉴银1，袁道先1’2”，贺秋芳1’2(1．西南大学地理科学学院，重庆400715；2．西南大学岩溶环境与石漠化治理研究所，重庆400715；3，中国地质科学院岩溶地质研究所，广西桂林541004)'