喀斯特与非喀斯特流域水文响应对比分析.
黔南喀斯特峰丛洼地区水资源问题分析与对策
状 或点 状不 连续 分 布 ， 土薄 且分 散 ， 旱能 力差 ， 抗 植被 生 长 受 气候 影 响大 ， 易 出现 水 土 流失 量 ， 形 成石 且 易 漠化 ， 也造就 了生态修 复 的艰 巨性 。 峰 顶洼 底 高差 较 大 ， 峰丛 开 敞 、 地封 闭呈 现 独 特 的 洼 漏 斗式 地貌 ， 日照 时 间呈现 峰 顶 向洼 地逐 渐 变短 的变
化 ， 顶洼 底在 白天亦 有较 小 的温差 。地 表 植被 受 上 峰 述 和人 为 活动 因 素影 响 ， 有 成层 性 。峰顶 及 以下 陡 具
２ 用 水 问题 现 状
由于 黔南 峰丛 洼地 区特 殊 的 自然 环 境 ， 虽有 丰 富
的降水资源 ， 但地势起伏落差大 、 土壤植被蓄水能力 差等地貌特点 ， 雨水转化为地下水速度快 ， 且地下水
道相 联 ， 互调 节用 水 。 相
态环 境 ， 时作 物 生 长 对 气候 依 赖 性 大 ， 地抗 旱 能 同 土
力差 ， 经济收益低 ， 收支 比例小 。水量水质得不 到保
障 ， 碳 酸 盐岩 矿 物成 分影 响 ， 质 硬度 大 ， 且 富含 受 水 而
矿物质 ， 部分元素对人身健康有严重危害。一些微小
围绕 洼地 分布 ， 成 以洼 地 为 中心呈 漏斗 状 较 为封 闭 形 的地貌 类 型 。 峰顶洼 底 高差一 般可 达 １０ ３ ０ｍ， 地 ０ —０ 洼 面积 较 小 ， 均 仅 ００ ８ ００ ５ｋ ， 该 地 域 所 占份 平 ．３ ～ ．５ ｍ 在
件好 ， 具有 资源优 势 ， 被 、 植 作物 生长 良好 。 按全 国气 候带 分 布 ， 黔南 喀斯 特 区属于 亚 热带 湿
喀斯特与非喀斯特区土壤含水量与植物叶片δ 13C关系的对比研究——以贵州清镇市王家寨小流域为例
条 件下 该方 面 的研究 工作 还很 薄 弱 。
王 家寨 小 流 域 内 同 时存 在 着 喀斯 特 与 非 喀斯 特 分布 区。就 喀斯特 背 景 区 ， 尤其 是 喀斯 特石 漠化 样地 而言 ， 由于 其 独 特 的地 质 条 件 ， 岩 石 可溶 、 壤 浅 如 土 薄、 植被覆 盖率 低 等 ， 使得其 生 境条 件非 常脆弱 ， 伴 常
景 区从 退化到 非退化 的过程 中， 随着土壤含 水量 的逐渐增 大， 植物 叶片 的 ８ ｃ值 ”
与 土 壤 含 水 量 呈 现 显 著 的负 相 关 关 系 ， 土 壤 含 水 量 越 大 ， 物 的 水 分 利 用 效 率 即 植 就 越 低 ； 从 不 同 坡位 土 壤 含 水 量 与 植 物 叶 片 ８ ｃ值 的 相 关 关 系 分 析 表 明 ， 漠 而 ” 石
２ 中 国科 学院 研 究 生 院 ， 京 １０ ３ ） ． 北 ０ ０ ９
摘
要 ： 过测定贵州省清镇市王家寨小 流域 内不 同背景区（ 斯特与 非喀斯特 ） 通 喀
土 壤 的 含 水 量 以及 １ ６种 植 物 叶片 的 ８ ｃ 值 ， ” 比较 了不 同 背景 区从 退 化 生 态 到 非 退 化 生 态 过 程 中各 样 地 之 间 ， 以及 石 漠 化 和 土 山 样 地 不 同坡 位 之 间 土 壤 含 水 量 与 植 物 叶片 ８ ｃ值 的相 关 关 系 。研 究 结 果 表 明 ， 管 是 喀 斯 特 背 景 区还 是 非 喀斯 特 背 ” 不
关 键 词 ： 物 叶 片 ８ ｃ值 ； 分 利 用 效 率 ； 植 ” 水 土壤 含 水 量 ； 斯特 区 ； 喀 斯 特 区 喀 非
贵州喀斯特与非喀斯特农业生态地质环境质量对比研究
贵州喀斯特与非喀斯特农业生态地质环境质量对比研究任明强;张家德;卢正艳;罗明学;毕坤;陈蓉【期刊名称】《中国岩溶》【年(卷),期】2009(28)4【摘要】为寻求喀斯特地区农产品低劣的根源,通过调查和采样测试对比研究了贵州碳酸盐岩和非碳酸盐岩地质环境和农作物产品质量的差异.结果表明:(1)非碳酸盐岩的微量元素含量为10.894 2×10~(-3),而碳酸岩的为35.322 7×10~(-4);非碳酸盐岩地区耕作土中有效态微量元素含量为3.260 5×10~(-4),碳酸盐岩分布区的耕作土仅为1.014×10~(-4),彼此相差3倍;(2)优质农作物多产于非碳酸盐岩地区,随机调查贵州省内38个优质水稻产地,有33个位于非碳酸盐岩地区,仅有5个在碳酸盐岩区.茶叶、马铃薯、西瓜等也有此类规律.由此认为,喀斯特环境缺乏多种矿物营养元素,是形成其农作物质量低下的根本原因,也是贵州喀斯特农业生态环境脆弱的内在原因.【总页数】5页(P397-401)【作者】任明强;张家德;卢正艳;罗明学;毕坤;陈蓉【作者单位】贵州省地质矿产局,贵州,贵阳,550004;贵州省地质矿产局,贵州,贵阳,550004;贵州省地质矿产局,贵州,贵阳,550004;贵州省地质矿产局,贵州,贵阳,550004;贵州省地质矿产局,贵州,贵阳,550004;贵州大学矿业学院,贵州,贵阳550003【正文语种】中文【中图分类】S158【相关文献】1.喀斯特溶原坝地与喀斯特峰丛峡谷耕地生产潜力对比研究--以贵州清镇和花江为例 [J], 赵鑫;赵星;杨文禄;熊康宁2.喀斯特与非喀斯特区土壤含水量与植物叶片δ13C关系的对比研究——以贵州清镇市王家寨小流域为例 [J], 葛永罡;王世杰3.李家洋副院长视察环江喀斯特站并为中国科学院环江喀斯特农业生态系统观测研究站揭牌与广西区喀斯特生态合作研究进行座谈 [J], 无4.贵州喀斯特地区生态环境与经济发展的重要问题——关于贵州生态农业发展与建设的思考 [J], 马贤惠5.喀斯特和非喀斯特区农业景观格局变化及生态系统服务价值变化对比——以广西全州县为例 [J], 史莎娜;李晓青;谢炳庚;胡宝清;汤传勇;闫妍因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
贵州水城地区岩溶水文与工程地质问题研究
贵州水城地区岩溶水文与工程地质问题研究贵州水城地区是一个岩溶地貌发育的地区，该地区的岩溶特点决定了其水文地质和工程地质非常重要。
本文主要从水文地质与工程地质方面进行研究。
一、水文地质问题1.喀斯特地貌下的水文条件贵州水城地区处于喀斯特地貌下，该地区的水文条件是复杂的。
由于石灰岩等溶性岩石的存在，地下水往往会形成下渗漏洞、隐蔽溶洞和地下河流等地貌。
在喀斯特地形下，地下水常年存在，因此众多岩溶泉、地下河、瀑布、地洞等自然景观出现。
2.地下水资源问题由于地貌和水文条件的影响，贵州水城地区的地下水资源极为丰富，但是会出现地下水面下降、水质恶化等问题，尤其是城市化快速发展，大量的建筑和化肥等化学物质的排放等，使得地下水的水质下降。
3.地下水环境保护问题针对地下水环境保护问题，我们需要制定相关政策和行动计划，对于一些污染源需要加强监管，同时加强对地下水的保护意识，积极推进节水、垃圾分类等环保工作。
1.岩溶地质条件下的工程建设贵州水城地区岩溶地貌十分发达，建筑和交通工程建设在这样的环境下往往比较复杂。
由于石灰岩易溶，开挖、钻孔等工程难度较大，制订科学的施工方案，选择合适的开挖方案，可以有效解决这些问题。
针对建筑物和工程设施的岩溶地质保障问题，我们需要进行地质灾害评估，避免灾害发生。
针对建筑物的地基设计，需要充分考虑岩溶地质条件，选取适当的设施和建筑材料，保障基础的稳定性。
三、总结贵州水城地区的岩溶地貌赋予其丰富的水资源和自然景观，但是对于地下水资源的开发和保护、岩溶地质条件下的工程建设保障等问题，我们需要针对性地制定相应的政策和措施，逐步解决这些问题。
贵州喀斯特峡谷雨水资源供需时空差异性分析
ｔ ｒ ｕ ｈ ｅ ｔｂ ｉｈ ｎ ｓ ｏ ｆ ｃ ｅ ｔ ｆ ａｎ ａｅ ｅ ｏ ｒ ｅ ｄ ｄ ｍａ ｄｃ ｅ ｉｉ ｎ ｒ ｐ ． ｅ ｒ ｓ ｌ ｉ ｄ ｃ ｔ ｄ ｔａ ｅ ｈ ｏ ｇ ｓ ｌ ｉ ｇ ｕ ｅ ｃ ｅ ｉ ｉ ｎ ｉ ｗ ｔｒｒ ｓ ｕ ｃ ｓ ａ ｅ ｎ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ｃ ｓ Ｔ ｅ ｕ ｔ ｎ ｉ ａｅ ｔｔ ｒ ａ ｓ ｏｒ ｎ ｆ ｏ ｏ ｈ ｈ ｈ ｅ
ｗ ｓａｕ ｄ ｔ ａ ｒ ｓｕｃｓｉ Ｈ ａｉ ｇｖｌ ｙｗｔ ｅｔ ｍ ｌ ｏ－ ｆ ｍ ｓａｅｔ ｅｄ ｔｂｔ ｎ Ｔ ｅｗ ｏｅ ｅｒｒｎ ａ ｂ ｎ ａ ｔ ｏｌｅ ｕｊ ａｅ ｉ ｘｒ ｅ ｎｎｉ ｏ ｐｃ—ｍ ｉｒ ｕｉ ． ｈｌ ｙａ ａ — ｎ ｗ ｅｒ ＇ ｎ ｅ ｎ ａ ｌ ｈ ｅ ｙ ｍｉｒ ｉ ｓｉ ｏ ｈ ｔ
彭 熙 ，钱晓 刚 杨 滨 “，
（． １贵州科学院 喀斯特资源环境与发展研究 中心，贵州 贵阳 ５０ ０ ；２ 贵州大学 农学院 ， ５０１ ．
喀斯特小流域土壤质量变化及其对水环境质量的影响的开题报告
喀斯特小流域土壤质量变化及其对水环境质量的影响的开题报告1.研究背景喀斯特地区是全国重要的生态脆弱区域。
其特有的喀斯特地貌和高度依赖地下水资源的生态系统，决定了其土壤环境是生态系统的重要组成部分。
但是近年来，随着人类活动的不断加剧，喀斯特小流域土壤质量已经发生了明显变化，这些变化往往会直接影响水环境质量和生态安全。
2.研究内容本研究旨在探讨喀斯特小流域土壤质量变化及其对水环境质量的影响。
具体研究内容包括：（1）对喀斯特小流域的土壤进行采样，分析土壤中各种污染物（如重金属、有机物等）的含量及分布情况，探讨这些污染物对土壤质量的影响。
（2）分析不同类型的土地利用对土壤质量的影响，重点探讨人类活动对土壤质量的影响。
（3）通过分析土壤质量变化对水环境质量的影响，探讨喀斯特小流域中土壤污染物向水环境的迁移规律和影响程度。
3.研究意义喀斯特地区的生态系统和水环境一直受到人类活动的干扰和破坏。
本研究的目的是为了深入了解喀斯特小流域土壤质量变化和对水环境质量的影响，为防治土壤污染和水污染提供科学依据，指导相关政策制定。
此外，本研究还有助于提高人们对喀斯特地区生态环境的认识，保护喀斯特生态系统的可持续发展。
4.研究方法（1）采集喀斯特小流域不同土地利用类型的土壤样品，进行土壤质量检测和分析。
（2）通过地理信息系统（GIS）等工具对土壤质量进行空间分布分析。
（3）利用水文学原理研究土壤污染物向水环境迁移的规律和影响程度。
5.预期成果（1）明确喀斯特小流域土壤质量变化和对水环境的影响程度。
（2）发掘喀斯特地区土壤环境的本质特征，优化喀斯特生态系统的管理和保护方案。
（3）提供针对喀斯特小流域土壤、水环境污染的防治建议。
6.论文结构第一章绪论1.1课题研究背景及意义1.2国内外研究现状1.3研究内容和方法1.4研究进度1.5论文结构第二章喀斯特小流域土壤质量变化2.1 喀斯特小流域土壤类型2.2 土壤质量检测和分析2.3 土壤污染物对水环境的影响第三章土地利用对土壤质量的影响3.1 土地利用类型分类3.2 土地利用对土壤性质的影响3.3 土地利用对水环境质量的影响第四章土壤污染物的向水环境迁移4.1 水文学原理4.2 土壤污染物的迁移规律4.3 土壤污染物对水环境质量的影响第五章喀斯特小流域土壤污染治理建议5.1 根据土地利用类型制定污染防治策略5.2 加强土地管理和环境监测5.3 合理规划和开发土地资源第六章结论6.1 研究成果6.2 研究不足和展望参考文献。
流域地貌特征对流域水文响应的影响分析
个流域的时间面积曲线有多个大的极值接近时峰现时差和洪峰拟合的不好。研究结果可为定量化流域
水文响应和流域水文模型的参数率定提供方法和定量公式。
关键词：流域地貌特征;水文响应;基于LBM 汇流模型；单位线要素;定量关系
中图分类号:TV133.2
文献标识码： A
文 章 编 号 ：1000-0852(2017)03-0029-07
摘 要 ：针对目前研究流域地貌特征与流域水文响应的指标具有随意性、主观性以及地貌特征与流域
水 文 响 应 之 间 相 关 性 较 多 、定 量 化 较 少 等 现 象 ，求 解 出 河 道 和 坡 面 水 流 运 动 方 程 的 格 子 玻 尔 兹 曼 方 法
解 ，进而构建了基于LBM 的汇流模型，计算出黑龙江流域2 5 个研究流域的单位线。分析了单位线要素
引发分类结果的非一致性[9-1。];其二是以往研究是利用 流域降雨和径流资料推求有流量资料站的水文响应， 而没有流量资料的流域的水文响应不能得到；其三就 是流域地貌特征与流域水文响应之间建立的定量关系 较 少 ，大部分是研究两者之间的相关性如何。
本 文 为 解 决 上 述 三 个 问 题 ，首 先 广 泛 选 取 反 映 流 域 地 貌 特 征 的 因 子 进 行 分 析 ，探讨各因子之间的关 系 ，解决 第 一 个 问 题 。其次利用格子玻尔兹曼方法 (Lattice Boltzmann Method,简记 LBM)求解坡面水流 和河道水流运动方程，提 出 基 于 LBM 的汇流模型，此 模型给定降雨后可以模拟出流域任意点的水文响应， 解 决 第 二 问 题 。再 次 研 究 各 因 子 与 水 文 响 应 间 的 关 系 ，进而定量化流域地貌特征与流域水文响应之间的 关 系 ，解决第三个问题。
喀斯特流域分布式水文模型及植被生态水文效应
喀斯特流域分布式水文模型及植被生态水文效应张志才,陈 喜,石 朋,魏玲娜(河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京 210098)摘要:根据喀斯特流域多孔介质与裂隙水流特征,建立了达西流、裂隙渗流与槽蓄汇流演算相结合的混合汇流演算模式,实现了对分布式水文 植被 土壤模型(DHSVM)的改进。
利用贵州普定喀斯特生态水文试验站陈旗小流域观测资料,对模型计算的流量过程及植被截流、蒸散发及土壤含水率时空分布进行验证。
结果表明,模型能较好地模拟喀斯特流域陡涨、陡落的流量过程。
同时,模型能模拟出土壤含水率、实际蒸散发与降雨、下垫面岩溶裂隙、植被覆盖的响应关系,对分析中国南方喀斯特地区下垫面变化条件下的生态水文效应具有重要意义。
关 键 词:喀斯特;分布式水文 植被 土壤模型;岩溶裂隙水;生态水文中图分类号:P641 1 文献标识码:A 文章编号:1001 6791(2009)06 0806 06收稿日期:2008 10 12基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2006CB403200);国家自然科学基金资助项目(50679025);教育部科学技术研究重大项目(308012)作者简介:张志才(1980-),男,河北邯郸人,博士研究生,主要从事流域水文模拟研究。
E mail:zhangzhicai -0@hhu edu cn 喀斯特地区土层薄、土壤贫瘠,持水能力差,生态环境脆弱。
表层岩溶带以及由溶隙、溶洞、管道等多重介质所构成的地下河系统发育,是地表水入渗和地下水储存、径流的良好通道,对雨洪产汇流起主导作用。
受岩溶裂隙影响,流域水文过程具有补给排泄迅速、水位流量季节变化剧烈等基本特点[1 2]。
受喀斯特地表、地下空间异质性影响,建立符合喀斯特流域水文地质特征的分布式水文模型存在较大困难,目前基于松散介质特性建立的分布式水文模型[4 7]无法直接应用于喀斯特地区。
本文利用华盛顿大学开发的分布式水文 土壤 植被模型(DHSVM)[8],根据计算单元内松散介质水流与裂隙水流双重介质体渗流原理,建立喀斯特流域浅层岩溶带产汇流计算方法;根据喀斯特流域裂隙、管道及地下暗河汇流系统特征,建立各计算单元之间的水力联系,实现对DHSVM 的改进,并应用于典型喀斯特小流域。
喀斯特流域枯水径流频率分析—以贵州省为河流为例
基 金 项 目 ： 家 自然 科 学 基 金 项 目（ ０ ６ ０ １ 和 贵 州 省 科 学 技 术 基 金 项 目 ． 号 （ ０ １ ３ ８ 国 ４ ０ １０ ） 计 ２ ０ ） ０ ２号 作 者 简 介 ： 虹 （ ９ ９～） 男 ． 授 ． ９ ５年 陕 西 机 械 学 院 工 程 水 文 及 水 资 源 专 业 硕 士 研 究 生 毕 业 。 梁 １５ ， 教 １８ 收 稿 日期 ：０ ２一Ｏ ２０ ４一Ｏ ９
一
Ⅲ型 分 布 、 贝 尔 （ ｍｂ １分 布 、 布 尔 （ ｅ ｕ１分 耿 Ｇｕ ｅ） 韦 。 在 这 些 模 型 中 ， 数 正 态 Ｗ ｋｂ １ 对 分布是 建立在正态 分布 的基 础 上 ， 且计 算方 便 ， 并 使
用 较 多 ； Ｐ Ⅲ 型 、 数 Ｐ Ⅲ 型 曲 线 可 以 通 过 改 而 一 对 一 变 其 偏 态 系 数 与 变 差 系 数 的 倍 比 关 系 （ Ｃ ，来 调 Ｃ／ ） 整 曲 线 形 状 ，拟 合 较 灵 活 ，使 用 最 广 泛 ； 参 数 三
枯 水 频 率 分 析 【 Ｌ ｇ ｎｔａ ｌ ； ｏ ａ ａｈ ｎ提 出 混 合 对 数 Ｐ Ⅲ － 型 分 布 应 用 于 枯 水 中 含 有 零 值 的 分 布 Ｊ 即 对 具 有 ，
上、 下边 界 的 枯 水 ， 用 双 边 界 概 率 密 度 函 数 去 拟 合 。 应 Ｄｕｒｎ应 用 四种 频 率 曲 线 对 美 国 亚 马 拉 洲 １ ８条 的 ｒａ ２
一
Ⅲ 型 分 布 及 耿 贝 尔 曲 线 四 种 理 论 分 布 的 线 型 ， 分 析 在 喀 斯 特 流 域 进 行 枯 水 径 来
流 频 率 计 算 时 所 适 用 的 理 论 频 率 曲 线 。 及 不 同 的 地 貌 类 型 对 所 选 择 的 曲 线 线 型 以 是 否 产 生 影 响 。 研 究表 明 ， 貌 类 型 对 枯 水 频 率 曲 线 的 线 型 影 响 不 大 ． 用 对 数 地 采 正 态分 布 计 算 ， 所 造 成 的 误 差 最 小 ， 它 三 种 方 法 误 差 则 较 大 。 其 其 关 键 词 ： 斯 特 流 域 ；地 貌 类 型 ；枯 水 频 率 分 析 喀
喀斯特小流域复杂景观中水质状况
丰枯 水期 的 Ｐ Ｐ Ｐ和 Ｓ Ｏ 卜． 、Ｔ Ｓ差异 不 明显且 低于 表层 岩溶 泉 ； 丰水期 ＮＯ 一 低 于枯水期 ， Ｎ ＋ ３ Ｎ 但 Ｈ４－ Ｎ
的变 化无 规律 。样点 ４为 流域 村 口的表层 泉 ，样 点 ６为村 前 的水井 ，２个 样点 ４周 均为 稻 田 ，其枯 水 期 的 ＮＨ４Ｎ 低 于丰水 期 ，证 明丰水 期这 两个 点水 ＋ － 质 受 人 为 影 响 大 ，尤 其 是 样 点 ６ 水 井 ， 丰水 期
样点 １ 、４ 、２ 、６和 ８均为 泉水或 地下 水 出露 ， 但 与 降水 和地表 水存 在 密切联 系 ，因他 们 的形成 特 点 不 同和上 覆植 被 的差 异 ，各采 样 点 的 ＮＨ ＋Ｎ、 ４－ ＮＯ３ 一 Ｎ、Ｐ ４ Ｐ、Ｔ 和 总悬 浮物 在 丰 、枯 水期 存 Ｏ ． Ｐ 在 较大 的差 别 ，丰水 期 的 Ｐ ． Ｏ Ｐ、Ｔ Ｐ和 Ｓ Ｓ远小 于 枯水 期 （ ３）。样点 １为坡脚 表层 岩溶 泉 ，受 表 降雨影 响很 大 ，丰 、枯水期 的 ＮＨ ＋ ４－ Ｎ、ＮＯ 一 差 ３ Ｎ
异 不大 。相对 于样 点 １ ４两 个表 层 岩溶泉 ，样点 和
年 ４月 １日采 集 了水 样 ，３次 采样前 均 无降雨 ，其 中第 ７ 仅在 ２ ０ 点 ０６年 ６月 １ ４日降雨 后 采集 到 了水 样 。用 酸洗过 的 ５ ０ｍＬ塑料瓶 采集 水样 ，先 将 塑 ０ 料 瓶用采 样点 下游 ２ ３ｍ 处 的溪水 涮 ３遍 ， 后 于 ～ 然 溪 流 中间水 面下 ５ ｃ 采水 两瓶 ，盖 严 。水样 运 回 ｍ 实 验室后 ，保存 于 冰箱 中（～ ℃） ０３ ，待 检 。在 每一 样点 采集水 样后 ，记 录该样 点溪 流级 别 ，标 记样 点 确切 位置 ，踏 查周 围土 地利 用情况 和 河岸带 的完整 性 ，调查植 被 ，并摄 影备 查 。水 样 中铵态 氮 Ｈ ４一 Ｎ、 硝 态氮 ＮＯ３ ． Ｎ、溶解 性无 机磷 、总磷 （Ｐ的测 定 分 Ｔ） 别 采 用钠 氏试 剂 比色 法 （ ７ ７ ２ ７ 、酚二 璜 酸 分 ＧＢ ４ ９ ８ ）
喀斯特地区生态系统的水生态学研究
喀斯特地区生态系统的水生态学研究喀斯特地区是中国南方独特的地域类型，它的地质构造及气候环境为喀斯特地区带来了独特的水生态学系统。
由于地质构造的特殊性和多年来人类活动的不利影响，喀斯特地区生态系统面临许多挑战。
但是，在长期的环境变迁过程中，水生态学系统始终为人们提供了有利的生态环境，这也是研究生态系统的重要原因。
1. 喀斯特地区的独特性质喀斯特地区是一种特殊的地理地貌类型，常见于中国南方以及东南亚地区, 它的独特地质构造和气候环境使其具有了独特的水生态学系统。
喀斯特地区的主要地质构造是由于溶蚀而形成的，这也同样导致了水的缺乏以及区域内的地下水系统发达。
这种特殊的地质构造也意味着该区域的地下水与地表水之间具有独特的联系。
2. 喀斯特地区的水生态学随着环境污染和人类活动的增长，喀斯特地区的水生态学也受到了严重的破坏。
但是，喀斯特地区始终为人们提供有利的生态环境，这也是有关专家和学者研究喀斯特地区水生态学的重要原因。
研究表明，喀斯特地区的水生态系统特性主要包括水质，水文和生物学方面的特性。
2.1 水质特点喀斯特地区的水质较为特殊，因其地下水与地表水之间有较好的连通，水质方面的主要表现是毒素及其溶液含量高、营养盐水平低、含硬水程度大等特征。
研究者认为，这些特点主要是由于喀斯特地区中的石灰岩、薄板岩和页岩等地层矿物组成及其后期的风化和气候影响造成的。
研究还表明，虽然喀斯特地区的水质经历了重大的人为干扰，但在该地区内，仍然存在一些高质量的水环境，包括无污染的地下水、清澈的河流以及生态平衡健康的湖泊等类型。
2.2 水文特点水文特点是喀斯特地区水生态系统的一个重要方面。
由于地质构造独特，喀斯特地区的内部水循环模式存在特殊的特点，对地下水和地表水之间的关系产生深远影响。
喀斯特地区内水域的灌溉和农业活动所会带来的湿地面积变化也是该区水文学特点的重要之一。
2.3 生物学特点喀斯特地区的生物多样性著名，丰富的生态系统，也为研究当地的水生态学系统提供了重要的研究基础。
气象干旱-水文干旱传播过程特征及其影响因素
第36卷第1期2022年2月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .36N o .1F e b .,2022收稿日期:2021-07-27资助项目:国家自然科学基金项目(u 1612441;41471032);贵州省水利厅自然科研基金项目(K T 201402);贵州师范大学2015年博士科研启动金项目 第一作者:张浪(1995 ),女,贵州黔西人,在读硕士研究生,主要从事喀斯特水文水资源与遥感研究㊂E -m a i l :z h a n g l a n g95@163.c o m 通信作者:贺中华(1976 ),男,贵州兴义人,教授,博士生导师,主要从事喀斯特水文水资源与遥感研究㊂E -m a i l :h e z h o n gh u a 7621@126.c o m 气象干旱-水文干旱传播过程特征及其影响因素以贵州黔中水利工程区为例张浪1,贺中华1,2,3,杨铭珂1,游漫1,皮贵宁1(1.贵州师范大学地理与环境科学学院,贵阳550001;2.贵州师范大学国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心,贵阳550001;3.贵州省山地资源与环境遥感应用重点实验室,贵阳550001)摘要:为探究喀斯特区域气象干旱向水文干旱传播过程特征,使用S P I 与S R I 标准化指数识别区域干旱,采用交叉小波㊁小波相干㊁状态转移概率等方法探讨传播强度㊁响应率等干旱传播特征㊂结果表明:(1)上世纪60s 和70s 气象干旱㊁水文干旱的干旱持续时间较短,而80s 与21世纪初期区域干旱持续时间较长;S P I 与S R I 间呈显著的正相关关系,气象干旱向水文干旱传播的过程需要1.5个月㊂(2)喀斯特区域的干旱传播强度D P I >1,且响应率偏高,水文干旱对气象干旱的发生极为敏感,尤其是在地表切割深度较浅㊁岩溶发育较为强烈的区域㊂(3)传播过程主要受地表切割深度的影响较大,各下垫面条件对干旱传播过程的影响程度依次为地表切割深度>岩溶发育强度>高程>地形地貌,其中,干旱传播特征与地表切割深度呈显著的负相关,与岩溶发育强度㊁高程㊁地形地貌呈正相关;在浅切割㊁中等切割或海拔较低㊁岩溶发育强烈的区域,各等级间的D P I ㊁R r 的转移较为活跃,整体上传播特征在57年间呈增强的趋势㊂研究结果旨在为区域干旱防治与监测提供理论依据,尤其是为喀斯特生态环境脆弱区的可持续发展规划提供理论参考㊂关键词:传播强度;响应率;下垫面条件;气象干旱;水文干旱中图分类号:P 426.616 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2022)01-0142-11D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2022.01.020C h a r a c t e r i s t i c s o fM e t e o r o l o g i c a lD r o u g h t -H y d r o l o g i c a lD r o u gh t P r o p a g a t i o nP r o c e s s a n d I t s I n f l u e n c i n g Fa c t o r s -T a k i n g G u i z h o u Q i a n z h o n g W a t e rC o n s e r v a n c y P r o j e c tA r e a a sA nE x a m pl e Z H A N GL a n g 1,H EZ h o n g h u a 1,2,3,Y A N G M i n g k e 1,Y O U M a n 1,P IG u i n i n g1(1.S h c o o l o f G e o g r a p h i c a n dE n v i r o n m e n t a l S c i e n c e s .G u i z h o uN o r m a lU n i v e r s i t y ,G u i y a n g 550001;2.N a t i o n a lE n g i n e e r i n gT e c h n o l o g y R e s e a r c hC e n t e r f o rK a r s tR o c k y D e s e r t i f i c a t i o nC o n t r o l ,G u i z h o uN o r m a lU n i v e r s i t y ,G u i y a n g 550001;3.G u i z h o uK e y L a b o r a t o r y o f R e m o t eS e n s i n g A p p l i c a t i o no f M o u n t a i nR e s o u r c e s a n dE n v i r o n m e n t ,G u i y a n g 550001)A b s t r a c t :I no r d e rt oe x p l o r et h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h e p r o p a g a t i o n p r o c e s so f m e t e o r o l o g i c a ld r o u gh tt o h y d r o l o g i c a l d r o u g h t i nk a r s t r e g i o n ,t h eS P I a n dS R I s t a n d a r d i z a t i o n i n d e x e sw e r eu s e d t o i d e n t i f y r e gi o n a l d r o u g h t ,a n dm e t h o d s o f c r o s sw a v e l e t ,w a v e l e t c o h e r e n c e a n ds t a t e t r a n s i t i o n p r o b a b i l i t y we r eu s e d t oe x -p l o r e t h ed r o u g h t p r o p a g a t i o nc h a r a c t e r i s t i c ss u c ha s p r o p a g a t i o ni n t e n s i t y a n dr e s po n s er a t e .T h er e s u l t s s h o w e d t h a t :(1)T h e d u r a t i o n o fm e t e o r o l o g i c a l d r o u g h t a n d h y d r o l o g i c a l d r o u gh t i n t h e 60s a n d 70s o f t h e l a s t c e n t u r y w a s s h o r t e r ,w h i l e t h e r e g i o n a l d r o u g h t s i n t h e 80s o f t h e l a s t c e n t u r y a n d t h e e a r l y 21s t c e n t u r yl a s t e d l o n g e r .T h e r ew a s a s i g n i f i c a n t p o s i t i v e c o r r e l a t i o nb e t w e e nS P I a n dS R I ,a n d t h e p r o c e s s o fm e t e o r o -l o g i c a l d r o u g h t t e n d e d t oh y d r o l o g i c a l d r o u g h t t o o k1.5m o n t h s .(2)T h e t r a n s m i s s i o n i n t e n s i t y o f d r o u gh t D P I i n t h ek a r s t a r e aw a s g r e a t e r t h a n 1a n d t h e r e s p o n s e r a t ew a s r e l a t i v e l y h i g h .H y d r o l o g i c a l d r o u gh tw a s e x t r e m e l y s e n s i t i v e t o t h eo c c u r r e n c eo fm e t e o r o l o g i c a l d r o u g h t ,e s p e c i a l l y i na r e a sw h e r e t h e c u t t i n g d e p t h o f t h e s u r f a c ew a s r e l a t i v e l y s h a l l o wa n d t h ek a r s t d e v e l o p m e n tw a s r e l a t i v e l y s t r o n g .(3)T h e p r o p a g a t i o n p r o c e s sw a sm a i n l y a f f e c t e db y t h e c u t t i n g d e p t ho f t h e s u r f a c e .T h e i n f l u e n c e d e g r e e o f e a c hu n d e r l y i n g su r -f a c e c o n d i t i o n t o t h ed r o u g h t p r o p a g a t i o n p r o c e s sw a ss e q u e n c e da ss u r f a c ec u t t i n g d e p t h>k a r s td e v e l o p-m e n t i n t e n s i t y>e l e v a t i o n>t o p o g r a p h y a n d l a n d f o r m s,a m o n g t h e mt h e c h a r a c t e r i s t i c s o f d r o u g h t p r o p a g a-t i o nw a s s i g n i f i c a n t l y n e g a t i v e l y c o r r e l a t e dw i t ht h ed e p t ho f s u r f a c e c u t t i n g,a n d p o s i t i v e l y c o r r e l a t e dw i t h t h e i n t e n s i t y o f k a r s t d e v e l o p m e n t,e l e v a t i o n,a n d t o p o g r a p h y.I n t h e a r e a sw i t hs h a l l o wc u t,m e d i u mc u t, o r l o wa l t i t u d e a n d s t r o n g k a r s t d e v e l o p m e n t,t h e t r a n s f e r o fD P I a n d R r b e t w e e ne a c h g r a d ew a sm o r e a c-t i v e.O n t h ew h o l e,t h e p r o p a g a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s s h o w e d a n i n c r e a s i n g t r e n d i n57y e a r s.T h e r e s u l t s c o u l d p r o v i d e a t h e o r e t i c a l b a s i s f o r d r o u g h t p r e v e n t i o n a n dm o n i t o r i n g i nk a r s t a r e a s,e s p e c i a l l y f o r t h e s u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t p l a n n i n g o f e c o l o g i c a l l y f r a g i l e a r e a s.K e y w o r d s:p r o p a g a t i o ni n t e n s i t y;r e s p o n s er a t e;u n d e r l y i n g s u r f a c ec o n d i t i o n s;m e t e o r o l o g i c a ld r o u g h t;h y d r o l o g i c a l d r o u g h t干旱指因一段时间内少雨或无雨,降水量较常年同期明显偏少而致灾的一种气象灾害,是全球气候变化研究中的一个热点科学问题㊂近年来,中纬度地区气候暖干化是全球气候变化最显著的特征,它带来的主要问题之一是全球范围的干旱日趋严重㊂为了准确地预测干旱必须了解干旱机制,包括干旱从一种类型变化到另一种类型的传播特征以及区域下垫面影响干旱传播的过程,尤其在干旱主要受流域蓄水能力影响的喀斯特区域,下垫面条件往往对干旱过程起着重要的影响[1]㊂掌握区域干旱传播过程特征,是基于气象干旱信息建立水文干旱预警系统的基础㊂干旱虽复杂难防,但不同的干旱类型之间具有密切的联系,目前国内外已有研究[2-4],绝大多数集中于建立干旱类型间的简单联系,包括水文干旱对气象干旱的响应,农业干旱对气象干旱㊁水文干旱的响应等等㊂虽存在一些研究[5]侧重于时间角度上的传播和滞后特征,但仍有较少学者解释水文干旱向气象干旱传播过程中的传播特征与关系,如2种干旱类型间传播的强度㊁速率㊁响应率等等㊂纵观国内外众多学者[6-9]在有关气象干旱㊁水文干旱二者的联系方面,主要侧重于通过建立不同单变量或多变量干旱指标以进行干旱风险评估或预测㊂近年来,也有部分学者[10-12]涉及干旱传播机理的研究,这些研究都主要侧重于时间角度,重心在于探究气象干旱向农业干旱㊁水文干旱传播的时间特征,甚至是不同干旱类型之间的传播时间机制;另一方面,绝大多数研究[13]局限于传播过程特征,而对干旱传播过程的影响因素研究相对较少,而对影响因素中的主要驱动因子的相关研究更加微乎其微㊂总体来看,国外率先对干旱成因和驱动机制进行研究,国内近几年的研究相对较少且不够深入,研究内容有所固化[14]㊂综上所述,目前干旱研究中涉及干旱传播过程的驱动因子㊁传播特征及其与区域下垫面条件之间的联系的研究较少㊂因此,以贵州省黔中水利工程区为例,从下垫面角度探讨区域干旱传播空间特征,以及造成干旱传播空间差异的主要影响因素㊂研究内容主要包括:(1)分析气象干旱㊁水文干旱的干旱期时空演变特征㊂(2)研究干旱传播过程中的传播强度㊁响应率等特征的时空演变规律㊂(3)分析下垫面条件差异下的干旱传播特征,并探讨下垫面条件中对干旱传播起主要影响的潜在因素㊂1材料与方法1.1研究区概况黔中水利工程区位于贵州省中部地区,总面积为16636.38k m2(图1)㊂贵州省多年来降水年内分配呈逐渐均匀的趋势,但由于局部地区的独特性导致降水在空间分配上仍存在差异[15]㊂黔中水利枢纽工程区是贵州通过长距离㊁大规模调水,工程建成后将缓解黔中地区用水矛盾,进一步缓解黔中地区一直以来的工程性缺水问题㊂工程位于长江与珠江两大流域交接地带,拥有三岔河及其支流㊁北盘江支流与红水河支流,河网密集㊁水资源丰富㊁河流多具源短流细的特点㊂气候属亚热带季风气候,干湿季分明,多年平均降水量在1100~2800mm,降水量充沛,又因地形西高东低,海拔在300~2900m,是典型的喀斯特山区,西部为岩溶高原㊁峡谷㊁峰丛洼地,中部为峰林溶原㊁丘原,东部为丘陵盆地㊁峰丛洼地相间分布,所以贵州省降雨呈现出时空分布不均匀的特点[16]㊂在特殊的喀斯特地貌下,降雨虽多,但地表流速快㊁滞流时间短,绝大部分降水迅速渗到地下,而地下多发育溶沟㊁地下管道以及地下河等,地下排水流畅㊁保水和持水能力较弱,因此,喀斯特区域的流域蓄水能力较弱,表现出从降水结束至干旱起始时间短㊁干旱历时长㊁干旱强度强,即流域呈现较弱的滞后效应㊂1.2数据源与方法1.2.1数据源主要使用黔中水利工程区1960 2016年间的逐月实测数据资料,包括26个气象站的降水量数据与14个水文站的径流量数据㊂其他研究数据包括贵州省20m分辨率的D E M数据㊁贵州省岩溶发育强度分区㊁贵州省地表切割深度数据以及贵州省地形数据等,利用A r c G I S平台中空间裁剪功能与按掩膜提取功能对数据进行预处理㊂341第1期张浪等:气象干旱-水文干旱传播过程特征及其影响因素1.2.2 研究方法(1)干旱识别与滞后㊂研究主要采用了标准化指数S P I (s t a n d a r d i z e d p r e c i p i t a t i o n i n d e x ,S P I )与S R I (s t a n d a r d i z e d r u n o f f i n d e x ,S R I )进行干旱识别,在水文干旱监测与预报方面,标准化指数是基于现有雨量㊁流量数据的简单指数,因其计算便捷而在各个领域被广泛应用,并且这种指数可以在不同的时间和空间尺度上比较干旱的严重程度和持续时间[17]㊂标准化径流指数(S R I )计算方法与标准化降水指数(S P I)类似,具体计算过程主要参考罗漫雅等[18]和曾碧球等[19]研究方法㊂图1 黔中水利枢纽工程区地理位置对于干旱的传播过程,将其传播方向定义为气象干旱向水文干旱的传播㊂在气象干旱发生后,水文干旱对其产生响应而随之发生,这种现象称为水文干旱对气象干旱的滞后,2种干旱类型发生的时间差值则称为干旱滞后时间(图2)㊂计算公式为:L T =T m -T n (1)式中:L T 是以月为单位的滞后时间;T m 为气象干旱开始的时间;T n 为水文干旱开始的时间㊂(2)干旱响应率指数㊂气象干旱和水文干旱之间的传播百分比表示为响应率(r e s po n s e r a t e i n d e x ,R r )㊂响应率越高,则表明水文干旱对气象干旱越敏感,两者间的联系较为密切,而较低的百分比表明水文干旱对气象干旱的响应较弱[20]㊂响应率计算公式为:R r =NM ˑ100%(2)式中:R r 为响应率(%);N 为响应气象干旱事件的水文干旱事件数;M 为记录期间的气象干旱事件数㊂图2 干旱滞后的定义(3)传播强度指数㊂为了定量表达气象干旱向水文干旱的传播过程,构建了干旱传播强度指数(d r o u g h t p r o p a g a t i o ni n t e n s i t y in d e x ,D P I )㊂规定当D P I >1,即水文干旱强度大于气象干旱时,气象干旱向水文干旱的传播强度较强;当D P I <1,即水文干旱强度小于气象干旱时,气象干旱向水文干旱的传播强度较弱[20](表1)㊂计算公式为:D P I =HAMA(MA ʂ0)(3)式中:D P I 为干旱传播强度指数;H A 为一定时期内的水文干旱强度;M A 为一定时期内的气象干旱强度㊂干旱强度是指干旱年份的S P I 或S R I 的平均值㊂表1 干旱传播特征与下垫面条件分级标准等级D P IR r/%地表切割深度/m 高程/m岩溶发育强度地形1(1,1.1)20~25Ⅰ(<200)0~1500弱发育区洼地2[1.1,1.2)25~30Ⅱ(200~500)1500~2000中等发育区盆地3[1.2,1.3)30~40Ⅲ(500~700)2000~2500较强发育区谷地4[1.3,+ɕ)40~50Ⅳ(>700)2500~3000强烈发育区山地(4)交叉小波分析[21]㊂交叉小波分析(c r o s s w a v e l e t t r a n s f o r m ,XWT )在X (t )和Y (t )时序上的定义为:R 2(a ,τ)=(S ˑ(a -1ˑW X Y (a ,τ)))2(S ˑ(a -1ˑW X (a ,τ))ˑS (a -1ˑW Y (a ,τ)))(4)式中:S 为平滑算子;α㊁τ分别为小波函数的尺度和平移量;W X Y 为X (t )和Y (t )的小波相关系数;W X (a ,τ)和W Y (a ,τ)分别为X (t )和Y (t )2个时间序列的连续小波变化,通过平滑后的系数反映X (t )和Y (t )的相干程度㊂X 为气象干旱指数S P I ;Y 为水文干旱指数S R I㊂(5)相干小波分析㊂相干小波分析(w a v e l e t c o -h e r e n c e ,WT C )模型原理是通过对2个时间序列采用交叉小波变化的方法进行连续小波变换,以揭示这2个时间序列共同的高能量区,X 序列和Y 时间序列的小波相干谱函数为:R 2n(s )=S (s -1W X Yn (s ))2S (s -1W Xn (s )2)ˑS (s -1W Y n (s )2)(5)441水土保持学报 第36卷式中:S为平滑器;s为伸缩尺度;W X n㊁W Y n分别为X㊁Y的小波变换;W X Y n(s)为交叉小波谱㊂X为气象干旱指数S P I;Y为水文干旱指数S R I㊂(6)状态转移概率矩阵[22]㊂某一现象在某一时刻t所出现的结果,称之为在t时刻所处的 状态 ㊂一般情况下,把随机系统里的随机变量X t在t时所处的状态i表示为:X t=i(i=1,2, ,n;t=1,2, ,i)(6)由于状态是随机的,因此,用概率来描述状态间转移可能性的大小,这个概率称为 状态转移概率 ,用于描述事件的变化过程,对于某事件由状态E i转移到E j 的概率,称为从i到j的转移概率㊂P i j=P(E j|E i)=P(E iңE j)=P(x n+1=j|x n=i)(7)设某事件有E1㊁E2, ,E n种状态,而且每次只发生于1种状态中,则每1个状态都具有n个转向(含转向本身)㊂即第i种状态E i可以是E i E1,E i E2, ,E i E n,其中,P(E i E j)=P(E i|E j)=P i j,共有n个转移概率:P i1,P i2, ,P i n㊂当把P i j作为第i行,则n个状态(j=1,2, ,n),所以有n行,其状态转移概率矩阵为:R=P11P12P13P21P22P23P n-11P n-12P n-13P n1P n2 p n néëêêêêêêêùûúúúúúúú(8)式中:0ɤP i jɤ1,(i,j=1,2, ,n);ðn j=1P i j=1,(i=1,2, ,n);i为区域下垫面条件分区,j为各级D P I或R r㊂2结果与分析2.1气象干旱㊁水文干旱特征分析2.1.1气象干旱㊁水文干旱的波谱特征分析图3中黑色细实线为小波边界效应影响锥,粗黑实线为通过置信水平为95%的红噪声检验,表明两者相关显著[23]㊂结果显示,在交叉小波能量谱(图3a)中,气象干旱与水文干旱之间存在较为稳定的相关关系,S P I 与S R I在1964 1971年㊁1976 1985年㊁2006 2012年出现较为明显的2~3个月的共振周期,图中位相角向右表明,S P I与S R I间呈显著的正相关关系;此外,在1982 2008年间出现较强的正相位的16个月左右的共振周期,但在95%置信水平下并不明显㊂在小波相干能量谱(图3b)中,S P I与S R I的小波能量强度通过显著性检验且维持时间较长,相关关系相对稳定;由图3b可知,S P I与S R I存在3个显著的共振周期,分别为1~4,1~5,0~9个月,表现在1964 1974年㊁1980 1993年以及2004 2012年,这表明,2个时间序列在此3个时间段内的周期性变化趋势相一致(但不一定具有高功率),小波相干能量谱呈现出S P I与S R I两者之间的变化趋势存在明显的正相关关系,水文干旱滞后气象干旱约1.5个月(平均位相角约为45ʎ)㊂根据上述研究成果,S P I小波谱与S R I小波谱之间存在显著的正相关关系,分别于1964 1971年㊁1976 1985年㊁2006 2012年出现2~3个月的共振周期,且从多年间序列变化上看,气象干旱到水文干旱的传播大约需要1.5个月㊂图3S P I㊁S R I的交叉小波㊁小波相干波谱图2.1.2气象㊁水文干旱期特征分析为进一步了解黔中水利枢纽工程区的气象干旱与水文干旱特征,分析了2种干旱类型在时空视角上的干旱期特征(图4㊁图5)㊂干旱期即干旱持续时间,指最近2个日期之间连续干旱天数的总和,因地理区域㊁季节和时间段而有所差异[24]㊂从气象干旱的干旱持续时间上看(图4),60s的气象干旱持续时间较短,干旱期总和约为11.48~22.47个月,毕节市自治区西北部与贵阳市2区域的干旱持续时间为研究区内最长,而安顺市㊁六盘水市㊁黔南州以及毕节市的局部地区均表现出相对较低的干旱持续时间,在空间分布上整体呈 中间低,两头高 的布局;00s的气象干旱相较于其余5个年代干旱持续时间较久,干旱期约为25.09~ 51.31个月,干旱持续时间表现出中部高(安顺市㊁六盘水市)㊁东北部次之(贵阳市㊁黔南州)㊁西北部最低(毕节市部分区域)的空间演变;纵观黔中水利工程区541第1期张浪等:气象干旱-水文干旱传播过程特征及其影响因素6个年代际的气象干旱持续时间演变分布,不难看出70s ,00s 干旱持续时间的空间分布差异较为明显且复杂,并没有明显的变化趋势,70s 的干旱持续时间为20.53~25.88个月,显然,干旱持续时长远少于00s ,80s ,90s 的干旱期在空间分布上并没有显著的差异性,各区域间的干旱期长短相差不大,整体上表现出一种相对平衡的干旱持续时长㊂而从水文干旱的干旱持续时间上看(图5),水文干旱的空间差异性相较于气象干旱更为显著,80s 与00s 的干旱持续时间相较于其余4个时段,其干旱期总和较长,分别为32.54~34.82,20.13~55.15个月,80s 的干旱持续时间在空间上呈现出由西北向东北递减的趋势;水文干旱在60s ,70s 的干旱期相对较短,分别为13.55~23.17,20个月左右,干旱期的空间演变较为显著㊂综合以上研究,尽管1969年和1972年贵州遭遇全省性特大干旱,但从年代际上看气象干旱㊁水文干旱均在60s 和70s 间干旱持续时间相对较短[25];在80s和21世纪的00s 间干旱持续时长较久,是由于80s 初贵州全省97%的区域出现极为严重的夏旱,大部分地区的干旱持续时长达80天左右,是由于在2006年㊁2007年㊁2009年发生了极为典型的干旱㊂从空间上看,气象干旱持续时间在80s 和90s 的空间差异性并不明显,在2个两时段内各个区域间干旱持续时间相差不大,整体上结合气象干旱与水文干旱的干旱持续时间分布,明显看出同一时段内气象干旱的干旱期要短于水文干旱㊂图4 S P I 干旱期时空演变图5 S R I 干旱期时空演变2.2 气象干旱向水文干旱传播特征探讨2.2.1 气象干旱向水文干旱传播特征 本研究发现,气象干旱发生后演变成水文干旱大约需要1.5个月左右的滞后时间(图3),因此,主要从干旱传播强度(图6)与干旱响应率(图7)2个传播特征进行干旱传播过程空间演变特征及其差异性分析㊂从传播强度上探究干旱传播特征,黔中水利工程区自19602016年,6个年代际的D P I >1,表明研究区多年来气象干旱向水文干旱的传播强度整体偏强,但在局部存在一定差异性㊂10s 区域干旱传播强度最高㊁传播范围最广,D P I 值最高达到2左右,主要分布于黔中水利工程区的中部,如安顺市㊁六盘水市以及毕节地区的东南部地区;与之相反的是70s ,其D P I 值最高为1.294,是6个年代际中传播强度最低的时段,整体上干旱传播强度偏641水土保持学报 第36卷低,传播范围最小;在各市级区域,安顺市的传播强度最高,传播范围较广,甚至于10s安顺绝大部分区域的D P I值高于1㊂从响应率上探究干旱传播特征,研究区内水文干旱对气象干旱的响应率均在0~50%,其中以60s,90s,10s的响应率为最高,约为40%~ 50%,这表明,在此3个时段内水文干旱与气象干旱之间的联系极为密切,并对气象干旱的发生非常敏感;响应率在00s时具有明显的分布趋势,空间上呈由西北向东南递增的趋势,而70s与80s的区域干旱响应率在空间上则没有明显的差异,均在30%~ 40%,表明在1970 1989年间气象干旱发生之后,水文干旱对其产生的响应在全域上是一致的㊂综合以上,本研究发现,在1960 1969年㊁2010 2019年气象干旱与水文干旱之间的传播强度极强㊁干旱响应率偏高,2种干旱类型之间的联系极为紧密,水文干旱对气象干旱的变化极为敏感;地域差异性则以西南部较为突出,其中,安顺市是众市级区域中干旱传播强度偏高,响应率也相对偏大的区域㊂图6传播强度时空分布图图7干旱响应率时空分布2.2.2不同下垫面条件下的干旱传播过程差异水文干旱是一种极为复杂的现象,因其发生于陆地表面深受下垫面条件的影响而显示出较强的区域差异,间接影响到干旱的传播过程㊂深度挖掘干旱传播过程在不同下垫面条件下的传播差异发现,高D P I区与高R r区主要分布于地表切割深度较浅区域,此区域内水㊁风㊁沙等对地表的侵蚀程度较轻,地表水资源对大气降水的增减非常敏感,当区域蒸散发量增加使得地表水量较少,水文干旱发生后,其干旱强度大(图8a㊁图9a);海拔高度位于2000~2500m时,传播强度较大且响应率偏高,这是由于海拔偏高的区域地势较高的山区,降水量多,气温偏低,地表的蒸散发量偏少,气象干旱强度高于水文干旱强度(图8b㊁图9b);因岩溶强烈发育而地表多裸露岩石,地表水极易流失并经岩溶裂隙㊁孔隙等渗入地下,通过地下暗河等流出,当降水量稀少无降水的补充,非常容易发生水文干旱,干旱强度亦远高于其余区域的强度,因此,岩溶强烈发育的区域干旱传播强度㊁响应率普遍比其余3个分区强(图8c㊁图9c);盆地与谷地虽然是处于低洼之处,但因为是 焚风效应 和 山谷风局地环流效应 导致的干热河谷,山高谷深㊁植被稀疏㊁易流增温㊁蒸发量大而生态十分脆弱,干旱传播响应率高,该区域若是发生气象干旱,水文干旱随之发生的可能性极高741第1期张浪等:气象干旱-水文干旱传播过程特征及其影响因素(图8d㊁图9d)㊂另外,明显可看出,岩溶较强发育区内的1,2级传播强度面积占比较大,而3,4级高传播强度区主要在谷地内传播范围较广(图10a);海拔0~1500m的区域是高响应区且响应范围较广,在该海拔区内水文干旱对气象干旱的响应在3~4级(图10b)㊂综上所述,在地表切割深度较浅㊁岩溶发育较强或强烈发育区以及谷地区域内,气象干旱发生的强度高于水文干旱,干旱间的传播强度普遍较高,水文干旱对气象干旱的发生与变化非常敏感,对气象干旱的响应率也远高于其他区域㊂图8下垫面条件下的干旱传播强度差异空间分布图9下垫面条件下的干旱响应率差异空间分布2.3干旱传播过程的下垫面条件影响分析2.3.1干旱传播过程与下垫面条件的关联分析整体上看,干旱传播特征与地表切割深度之间呈显著负相关性,而与岩溶发育强度之间则呈正相关,与地形地貌之间没有明显的关联性,但在各年代际之间略有细微差异㊂对1960 2016年的区域下垫面条件与传播特征进行相关分析发现,无论是干旱的传播特征还是响应特征都与下垫面条件间表现出相同的相关性841水土保持学报第36卷特征,在57年间2种干旱传播特征都与地表切割深度表现出显著的负相关性(相关系数为-0.913),地表切割深度越深则干旱传播强度越低,水文干旱对气象干旱变化做出反应的能力越低,说明地表被侵蚀切割的程度极大地影响到干旱的传播特征,切割深度越深则地表径流量越大,当气象干旱发生之后,陆地仍有残余水份和流量,因此,水文干旱强度不一定高于气象干旱㊂同样,干旱传播特征与高程㊁岩溶发育强度等因素间存在正相关性(相关系数分别为0.775,0.894),明显看出,区域岩溶的发育程度对干旱传播特征的影响大于高程的影响,岩溶较强或强烈发育的区域,气象干旱向水文干旱的传播强度偏高,地表与地下水资源的双重流失使区域容易发生水文干旱,且水文干旱对降水变化较为敏感,对气象干旱发生的感知力偏强㊂另外,80s 时2种干旱之间的传播强度与地表切割深度之间表现出明显的正相关性(相关系数约0.894),说明在这时段内地表被风㊁沙㊁水等侵蚀的程度较高,由此导致干旱传播强度偏高;干旱响应率分别与高程㊁地表切割深度㊁岩溶发育强度于00s 时存在负相关性(相关系数分别约-0.913,-0.944,-0.775),表明在2001 2009年间随着高程的增加,水文干旱对气象干旱变化的敏感程度降低;地表切割深度越浅则水文干旱对气象干旱变化的灵敏度越高(表2)㊂综合分析可知,1960 2016年以来黔中水利工程区内气象干旱与水文干旱间的干旱传播特征主要与地表切割深度㊁岩溶发育强度之间的联系较强,与高程的联系较浅,与地形地貌之间没有明显的相关联系㊂图10 干旱传播特征在各下垫面条件下的面积占比表2 气象干旱-水文干旱传播特征与下垫面条件之间的相关性下垫面条件60s强度响应率70s强度响应率80s强度响应率90s强度响应率00s强度响应率10s强度响应率60s -10s 高程-0.775--0.7750.258-0.2580.258--0.7750.775-0.913--0.7750.775地表切割深度0.775-0.8490.775-0.894--0.775-0.775--0.9440.316-0.258-0.913**岩溶发育强度---0.258-0.258--0-0.775-0.775-0.894地形地貌---0.7750.258-0.258-0.949------ 注:*为在0.05水平上显著相关;**为在0.01水平上显著相关;-表示无相关性㊂2.3.2 干旱传播过程与下垫面条件的概率分析 为深入分析干旱传播过程在不同下垫面条件下的特征及其影响,在60s 与10s 的2个状态间,分析了各下垫面条件下㊁不同等级间干旱传播强度与响应率的转移概率特征㊂在地表不同切割深度中明显可见,各不同等级D P I 均在10s 时将部分强度转移为4级D P I ,即传播强度均存在 低转高 的现象,其中,又以浅切割和中等切割区域内干旱强度的转移较为活跃;而在其余切割深度分区中,不同等级间的传播强度均发生了概率性转移,均表现出60s 的4级D P I 转变为10s 的4级D P I ,即转移为自身的概率为1(图11a )㊂高程低于2000m 的区域,其传播强度转移主要以4级强度为主,其次为1级强度,而在2000m 以上的区域,D P I ㊁R r 转移概率较高的主要为1级(10s),海拔高度越低则区域干旱传播强度㊁响应率的转移越活跃(图11b ㊁图12b )㊂在区域岩溶发育分区的弱发育区中,各等级的D P I 均以转移到同等级为主,转移概率即为1,而发育强度为中等㊁较强和强烈区内D P I 主要转移向低传播强度,总体上岩溶发育程度对传播概率转移的活跃度具有一定的影响(图11c )㊂从整个研究时段上看,在较地表遭受侵蚀较浅的区域,如浅切割㊁中等切割区域R r 的转移主要偏向1级至3级,转移较为活跃,概率偏高;在侵蚀程度较高㊁切割深度较深的区域则转移方向主要偏941第1期 张浪等:气象干旱-水文干旱传播过程特征及其影响因素。
喀斯特与非喀斯特地区森林枯落物持水性对比分析
喀斯特与非喀斯特地区森林枯落物持水性对比分析尤倩;周秋文【摘要】不同地貌类型发育的林地其生态水文条件有所差异,枯落物持水状况也不尽相同.因此,研究不同地表景观类型区森林枯落物的水文效应显得尤为重要.通过野外采样和实验,分析贵州省典型喀斯特、亚喀斯特、非喀斯特地区枯落物持水性.结果表明,最大持水率均值表现为非喀斯特地区(191.26％)＞典型喀斯特地区(152.68％)＞亚喀斯特地区(142.98％).非喀斯特地区枯落物持水量在各时间段均远大于典型喀斯特地区和亚喀斯特地区.非喀斯特地区有效拦蓄能力最强,亚喀斯特地区有效拦蓄能力最弱.总体而言,非喀斯特地区枯落物层的持水性能比典型喀斯特地区强,亚喀斯特地区最弱.【期刊名称】《人民珠江》【年(卷),期】2017(038)009【总页数】4页(P43-46)【关键词】喀斯特;亚喀斯特;枯落物;持水性【作者】尤倩;周秋文【作者单位】贵州师范大学地理与环境科学学院,贵州贵阳550001;贵州师范大学地理与环境科学学院,贵州贵阳550001【正文语种】中文【中图分类】P933森林在整个生态系统中具有调控气候、改善环境、截留降雨及维护生态平衡等生态效益[1]。
大气降水经森林垂直结构的林冠层重新分配后，一部分降水被林冠截留，一部分穿过林冠层，被枯落物截留，渗入土壤，完成大气降水的循环过程[2]。
枯落物是森林生态系统的重要组成部分[3-5]，对截留降水、涵养水源、防止土壤溅蚀、调节地表径流等具有重要意义[6-7]。
贵州是中国喀斯特地貌发育最典型省区之一，缺水少土是其典型特征[8-9]。
受水土因素的限制，贵州喀斯特地区虽然森林植被面积较小，但是其涵养水源、防止土壤流失的作用却不可忽视[10-11]。
贵州除了喀斯特地貌类型广布外，也存在大量的非喀斯特地区，以及介于喀斯特和非喀斯特地貌之间的亚喀斯特景观。
不同地貌类型发育的林地其生态水文条件有所差异，枯落物持水状况也不尽相同[12-13]。
喀斯特流域水系分形、熵及其地貌意义
为一种近似面状的结构。关于这一点笔者认为十分重要, 水系分维值的大小与周围地貌发
育关系是不同的, 本文在后面将通过实例计算加以说明。
2. 2 流域水系信息熵 如果说可以利用流域地貌的分形特征来研究地貌的发育过程, 那么利用熵的概念来研
究系统的演化过程就显得成熟些。早在 60 年代初, L. B. L eopold 等人就首 次应用物理熵
delbrot, A. T . H jelmfelt 计算后认为, 单独的河流分维值通常在 1. 14 左右, 而流域水系表现
为线网结构, 其分维值的变幅相对较大, 特别是一些不同成因的水系近似满足 R. E. H orton
定律, 表现为一种准 Horton 水系结构, 其计算的分维值会出现等于或约大于 2 的现象, 表现
喀斯特流域水系结构分形研究的起步相对较晚。据查阅文献看, 杨太华就贵州喀斯特
喀斯特地区后备水源地水文地质特征及动储量研究——以贵州省杉树河流域为例
喀斯特地区后备水源地水文地质特征及动储量研究——以贵州省杉树河流域为例冯雪;程星【摘要】近年来,随着人口的持续增长,水资源的供需矛盾日益突出,地表水资源越来越短缺.贵州省杉树河地处喀斯特地区,虽然平均降雨量(1210.007 mm)较大,但地表水容易下渗,地表的蓄水能力弱.合理利用地下水资源,对于该流域的居民尤为重要.本研究通过室内文献资料搜集、整理,野外地质与水文调查、综合地理法,利用ArcGIS等相关软件,通过对流域内地下水的水文地质特征分析,计算该区域的需水量为233.12 m3/d;利用地下径流模数法的动储量为450.662 m3/d、入渗系数法为563.973 m3/d.采用入渗系数法计算保证量:当95％的保证率时后备水源地的动储量值为408.706m3/d;当97％的保证率时后备水源地的动储量值为380.839m3/d.综合得出杉树河流域的地下水资源在干旱的时候能满足该流域的人畜饮水需求,并进一步推动岩溶地区的取水方案的完善.【期刊名称】《贵州科学》【年(卷),期】2017(035)006【总页数】5页(P55-59)【关键词】地下水;水文地质;后备水源地;动储量【作者】冯雪;程星【作者单位】贵州师范大学,贵州贵阳550001;贵州师范大学,贵州贵阳550001【正文语种】中文【中图分类】K9030 引言喀斯特地区雨量充沛，水资源丰富，只要开发20%左右的天然水资源即可满足灌溉需要。
然而在这些地方普遍存在的干旱缺水问题，年径流量与抗旱能力不协调，引起的干旱缺水问题，且干旱缺水各地差异很大[1]。
为了解决水资源短缺问题，人们开始把地下水作为水源。
据统计，目前全球大约15亿人口的饮水来源于地下水，在澳大利亚地下水使用超过了90%。
在我国约有70%人口以地下水为主要饮用水源，尤其是在干旱时期的农村主要是靠地下水的供给。
这就要求我们在打机井时的前期必须对该水源地的水文地质进行合理的分析。
王晓红、刘文臣等人对北京西山岩溶水应急水源地水文地质特征及开采潜力分析得到岩溶地下水应急水源地岩溶裂隙发育，补给条件好，地下水径流强度大，水质优良[2]；王颖针对辽宁省地下水开发利用的问题进行了分析并提出了相应的保护性治理措施[3]；周中海，陈怡西利用ArcGIS软件建立地下水化学空间模型对楚雄地区地下水特征进行了分析[4]。
喀斯特峡谷地下水特征及雨水蓄水工程的水质情况研究——以贵州省花江峡谷为例
喀斯特峡谷地下水特征及雨水蓄水工程的水质情况研究——以贵州省花江峡谷为例林涛;周文龙;江波;吴克华;贺卫【摘要】总结了贵州花江喀斯特峡谷石漠化生态治理示范区地下水的发育特征和含水介质的差异,同时选择贞丰县北盘江镇马刨井和关岭县板贵乡万年坟火龙果基地两地地下水和雨水蓄水池的水质进行了检测.结果显示,以裂隙地下水为水源的马刨井水池各项检测指标均达到国家饮用水标准要求,而以雨水为水源的万年坟火龙果基地水池在悬浮颗粒物、pH、耗氧量等指标达不到饮用水标准.藻类的生长导致pH随光照变化而变化,正午时达到最大.而夜晚由于呼吸作用使得耗氧量增大,藻类的生长使得雨水蓄水的水质达不到饮用水标准,仅适用于农业灌溉.由此,提出改进措施保证蓄水水质.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2015(000)013【总页数】4页(P192-194,273)【关键词】花江示范区;裂隙水;雨水;水质;藻类【作者】林涛;周文龙;江波;吴克华;贺卫【作者单位】贵州科学院山地资源研究所,贵州贵阳5550001;贵州科学院山地资源研究所,贵州贵阳5550001;贵州科学院山地资源研究所,贵州贵阳5550001;贵州科学院山地资源研究所,贵州贵阳5550001;贵州科学院山地资源研究所,贵州贵阳5550001【正文语种】中文【中图分类】S181.5;TV213.4花江喀斯特峡谷石漠化治理示范区位于贵州省关岭县和贞丰县相交的北盘江中游河段，地理位置为105°36′30″～105°46′30″E，25°39′13″～25°41′00″N［1］。
示范区面积 47．63 km2，其中碳酸盐岩面积比例达88%［2］。
区内生态环境脆弱，轻度以上石漠化土地面积和水土流失面积分别占全区土地面积的63．2%和44．6%［3］。
坡度≥25°的土地占全区总面积的87%，平地只占全区总面积的2%。
示范区内海拔为500～1 200 m，高差达700 m，地形崎岖，是典型的喀斯特峰丛峡谷地貌。
喀斯特地区土地利用景观及流域蓄水能力分析的开题报告
喀斯特地区土地利用景观及流域蓄水能力分析的开题报告一、选题背景喀斯特地区是世界上最为典型、面积最大、发育最好的喀斯特地貌地区之一，其耕地、草地、森林、水源等资源丰富，具有较高的环境价值和经济价值。
然而，由于喀斯特地貌特殊的地质结构以及人类活动的影响，该地区土地利用方式存在一定的问题，导致景观格局的破坏以及土地利用效益的低下，进一步影响到该地区的生态环境和可持续发展。
因此，本研究拟针对喀斯特地区的土地利用景观进行分析，探讨其流域蓄水能力，以期为该地区的重点保护、合理开发和可持续利用提供参考。
二、研究内容和目标本研究的主要内容包括：1. 对喀斯特地区的土地利用现状进行调查及分析，包括耕地、草地、森林、城市建设用地等基本类型及其分布情况；2. 基于地学原理和GIS技术分析，探讨喀斯特地区的地质地貌特征，以及其对土地利用、景观格局和流域蓄水能力的影响；3. 利用水文学方法和数学模型，初步探讨喀斯特地区流域蓄水能力及其与土地利用景观的关系；4. 提出喀斯特地区土地利用景观的优化建议，以及针对其蓄水能力进行可持续发展的措施。
本研究的目标是：1. 了解喀斯特地区的土地利用现状及其特点；2. 探讨喀斯特地区的地质地貌特征及其影响，分析其对土地利用、景观格局和流域蓄水能力的影响；3. 确定喀斯特地区的流域蓄水能力及其与土地利用景观的关系；4. 提出喀斯特地区土地利用景观的优化建议和可持续发展措施。
三、研究方法和技术路线1. 数据采集和分析：从地图、卫星图像以及现场调查中获取喀斯特地区的土地利用数据，并利用ArcGIS软件分析和制图。
2. 地质地貌分析：对使用局部地质图和遥感影像分析地质地貌特征进行分析。
3. 蓄水能力分析：河道的径流量将根据水文学原理计算，并通过蚁群算法等数学模型预测喀斯特地区的蓄水能力。
4. 土地利用景观优化建议：基于研究结果，提出喀斯特地区土地利用景观的优化建议，为实现可持续发展提供决策参考。
喀斯特区与非喀斯特区的地表温度与近地表气温差异分析
喀斯特区与非喀斯特区的地表温度与近地表气温差异分析廖梦垚;罗娅;余军林;王青;石春茂;徐雪【期刊名称】《长江科学院院报》【年(卷),期】2024(41)3【摘要】地表温度与近地表气温的关系是识别下垫面与近地表大气相互作用的重要依据,对维持能量良好循环与改善气候环境具有重要意义。
喀斯特区的自然背景与非喀斯特区有明显差异,陆地-大气间能量传输的规律在两类地区具有差异。
基于近邻成对像元选择,获取贵州西南紫云、望谟两县2000—2018年的地表温度和近地表气温,并对比分析它们在喀斯特区与非喀斯特区的差异。
结果表明:①就年平均状况而言,喀斯特区地表温度与近地表气温的差异及其波动性比非喀斯特区大,陆地-大气之间能量传输的稳定性为非喀斯特区大于喀斯特区。
②从季节状况看,地表温度与近地表气温的差异在春、夏、秋三季为喀斯特区比非喀斯特区明显,冬季无明显差异;地表温度与近地表气温差异的波动性在冬季为喀斯特区大于非喀斯特区;喀斯特区陆地-大气之间能量传输的稳定性在4个季节均大于非喀斯特区。
③从各月看,喀斯特区地表温度与近地表气温差异在各月均比非喀斯特区明显,差异波动性在4月份大于非喀斯特区,其余月份基本一致;除去3月份和4月份,其余各月的非喀斯特区陆地-大气之间能量传输均比喀斯特区稳定。
结果可为研究气候变化、解析地表环境模式和保护生态环境等方面提供参考。
【总页数】9页(P54-61)【作者】廖梦垚;罗娅;余军林;王青;石春茂;徐雪【作者单位】贵州师范大学地理与环境科学学院;贵州师范大学贵州省喀斯特山地生态环境国家重点实验室培育基地;贵州省水利科学研究院【正文语种】中文【中图分类】K903【相关文献】1.喀斯特分布区小比例尺地表水系提取及阈值分析——以黔中水利枢纽工程区为例2.热喀斯特改变多年冻土区景观和地表过程3.岩层倾向对喀斯特槽谷区地表/地下产流过程的影响4.喀斯特与非喀斯特区地表温度对比分析——基于近邻成对像元的比较5.贵州喀斯特地貌区地表径流对产沙的影响——以修文县龙场小流域为例因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
喀斯特流域空间尺度对洪,枯水水文特征值影响初探：以贵州河流为例
喀斯特流域空间尺度对洪,枯水水文特征值影响初探：以贵州
河流为例
梁虹
【期刊名称】《中国岩溶》
【年(卷),期】1997(016)002
【摘要】本文根据贵州省境内７０多个水文测站多年观测资料，研究对比了喀斯特流域和非喀斯特流域因流域空间尺度差异引起的洪、枯水流量特征值的变化，并指出喀斯特流域结构产生的特殊水文效应将随着流域面积的增大而逐渐减弱。
【总页数】9页(P121-129)
【作者】梁虹
【作者单位】贵州师大资源与环境科学系
【正文语种】中文
【中图分类】P333.2
【相关文献】
1.基于MIKE SHE分布式水文模型的降水时间尺度对喀斯特流域径流模拟的影响研究——以红水河系六硐河流域为例 [J], 李静;焦树林;梁虹;向征;向尚
2.喀斯特流域枯水径流频率分析——以贵州省河流为例 [J], 梁虹;王在高
3.喀斯特地区流域岩性差异与洪,枯水特征值相关分析：以贵州河流为例 [J], 梁虹;王剑
4.贵州普定后寨河流域喀斯特水文地貌空间耦合分析 [J], 彭建;梁虹
5.喀斯特流域尺度与枯水流量初步研究——以贵州为例 [J], 梁虹
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
岩土工程勘察中喀斯特水文地质问题探析
岩土工程勘察中喀斯特水文地质问题探析摘要：喀斯特水文地质问题对工程建设的影响需要重视研究。
喀斯特地区是指由于长期的岩溶作用造成的地表地貌和地下水文地质条件的一种特殊地貌类型。
在这种地区进行工程建设，需要充分考虑地下水渗透、水文地质条件、地下水动力学等因素对工程的影响。
因此，对喀斯特水文地质问题需要进行深入的研究。
岩土工程勘察技术人员应该高度重视喀斯特水文地质问题。
在岩土工程建设中，勘察是非常重要的环节。
特别是在喀斯特地区，由于地质条件的复杂性，勘察工作显得更加重要。
岩土工程勘察技术人员应该对喀斯特水文地质问题进行全面的了解和分析，以充分评估工程建设的可行性和安全性。
关键词：岩土工程勘察；喀斯特；水文地质；问题；策略1岩土工程勘察中地下水资源的评价机制在我国的地质灾害防治中，地下水资源占有十分关键的位置。
在工程施工过程中，地下水源的改变往往会对施工过程造成负面的影响，因此，设计人员、工程师及有关专业人员应对地下水源的改变做出全面的分析与评价。
由于以往对地质调查中存在的地下水污染问题缺乏足够的了解，致使施工质量无法得到保障。
为此，必须建立一套更为科学、高效的评价指标体系，对其进行综合评价，才能保证项目的施工质量与安全。
地下水资源的评价机制应该包含以下内容：对岩土体积影响和工程建设影响程度展开深刻的分析评价，及时进行预测处置并制定应对方案。
根据喀斯特地区的水文地质条件，可以根据该地区的水文地质特点，选取与该地区的地形地貌相适应的房屋地基。
该方法能较好的防止地下水源对建筑结构产生不良的影响。
在工程施工类型的岩土工程勘查工作中，要重视评价地下水源对岩石部位的软化性、膨胀性所产生的影响。
从而避免了流沙、潜蚀等地质灾害的发生，保证了施工的安全性和可靠性。
作为一种重要的地质灾害，地下水是我国地质灾害防治的重要内容之一。
在施工过程中，必须对施工过程进行科学、系统、全面的分析，以保证施工过程中的质量与安全。
2原则喀斯特地质勘查是在喀斯特区域内开展地质调查、地质调查、地质试验及工程勘察工作的一项重要内容。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
西南喀斯特流域与非喀斯特流域水文响应对比分析与非喀斯特流域相比，喀斯特流域在宏观流场上表现为一个二元形态结构，即喀斯特流域在整体上有调控流域水文过程的地表、地下两套地貌结构场，并形成地表、地下两个水系，地表、地下两个分水岭，地表、地下两个流域，在流场上这两个流域又长呈现复杂的边界不重合关系，但又通过水力联系构成一个密不可分的整体。
由于西南喀斯特流域地表水与地下水交换相当频繁且相当迅速，地表水、地下水耦合成一个复杂的系统，西南喀斯特流域的地表水系并不完整，往往是降雨产生的地表水通过天窗、漏斗、岩溶裂隙等渠道汇入地下河系，由地下河出口排泄出流域。
而在非喀斯特流域地表河系往往在水文响应过程中占主导地位，地下水主要通过垂向上与地表河进行水量交换，最后通过地表河排出流域。
因此西南喀斯特流域与非喀斯特流域在水文响应上是具有可比性的，同时二者又在许多因素的影响下不完全一致，我们对西南喀斯特流域与非喀斯特流域在水文响应上的对比，不仅为采用现代水文学方法解决西南岩溶石山地区地下河系统水资源量提供基础依据，而且为如何根据喀斯特地区的特点恰当的运用这些方法提供了支持。
本次对比分析选取了西南喀斯特地区的刁江流域（流域面积3320Km2）、地苏地下河系（流域面积1004km2）、木美流域（流域面积290.52km2）的资料，非喀斯特地区选取了巴水流域（流域面积2979km2）、漂水流域（流域面积1030km2）、夏铺河流域（流域面积351km2）的资料。
木美地下河流域位于云南省广南县东南部的八宝镇，云贵高原向桂西溶原过渡的斜坡地带，地理位臵为东经105o25’、北纬23o44’。
流域面积290.52km2，其中碳酸盐岩出露面积为275.66km2，占流域总面积的94.89％，出露地层为泥盆系～三叠系的灰岩和白云岩。
地貌类型主要为峰丛洼地。
地势西北高，东南低，境内海拔1100～1500m。
流域地处低纬度高原季风气候区，属中亚热带高原季风气候，年平均气温16.5℃，年平均降雨量1300mm。
流域内土壤以石灰土、红壤为主，水土流失较严重。
土地利用类型以灌木、疏林地、草地为主，其他类型甚少。
地苏地下河系，位于都安瑶族自治县的中西部。
经纬度四限为：东经107度29’18----108度41’23,北纬23度41’36——24度34’36。
地苏地下河主流长约20公里，呈北西向展布，流域面积1004km2。
研究区属亚热带型气候，年平均气温变幅16度。
历年极端最高温度是39度，极端最低温度是1.4度，年平均温度21.4度。
年最大降雨量为2171.8毫米，年最小降雨量为1312.1毫米，多年平均降雨量为1738.1毫米。
总降雨量虽大，但年内分配不均匀，雨量最多在六月，占年总降雨量的21.5％，雨量最少在元月，仅占年总降雨量的1.8％。
多年平均蒸发量为1209毫米，潮湿系数大于1。
刁江流域位于广西桂西北地区，行政区属南丹县、河池市、宜州市、都安县等四县（市）的14个乡镇，地理坐标为东经107°29′-108°30′，北纬24°02′-24°57′，面积约3600km2。
该区地势西北高南东低，地貌以岩溶峰丛谷地为主，地形相对高差达200-500米。
山多地少，山又以岩溶石山面积多，岩溶区面积3000km2，碎屑岩山地面积仅600km2；刁江流域属亚热带季风气候区。
流域从西北到东南，多年平均气温由18.6℃至20.6℃。
多年平均降雨量各地不一样，流域内降雨时空分布不均，5-8月一般占年降雨量的65％，易成涝灾。
巴水流域主要位于湖北省罗田县境内，地理坐标：115º15ˊ—115º30ˊ；北纬30º40ˊ—30º50ˊ，流域总面积2979km2。
东北为大别山山脉，西南为大洪山山脉，地势由两侧向中部逐渐变低，即中低山—低山—丘陵—河谷平原。
漂水流域位于湖北省随县境内，地理坐标东经113°15′-108°30′，北纬31°40′-31°50′，总面积约1030 km2 ，属低山丘陵与河谷平原地形，地势总体较缓，该区气候属亚热带季风湿润型山地气候，夏季多偏南风，冬季多偏北风，雨量充沛，雨热同季，立体气候特征十分显著。
低山区四季分明，气候温暖，年均无霜期260天，年均气温15.5℃；高山地带冬长夏短，春、秋无明显区别，气候冷凉湿润，年均无霜期203天，年均气温11.7℃。
夏铺河流域位于湖北省通山县，地理坐标为东经114º30ˊ—114º45ˊ，北纬29º30ˊ—29º40ˊ，总面积351 km2, 该区属亚热带湿润季风气候，四季分明，年平均气温16。
3℃，一月平均气温4℃，7月平均气温29℃；年平均降雨量1500ml ；平均霜日数152天.气候灾害主要是暴雨引起的洪涝，常发生在4—6月。
一、宏观水文特征对比喀斯特流域和非喀斯特流域的流量动态特征与流域面积上的降雨特征是密切相关的，将整个流域看作一个系统，输入是降雨特征，包括降雨量、降雨强度、降雨空间分布等；输出是出口端面流量过程。
下图是各个流域流量－降雨图：木美流域1986年降雨－流量图501001502002503001986-1-11986-3-21986-5-11986-6-301986-8-291986-10-281986-12-27时间降雨量（mm ）51015202530流量（m3/s ）地苏1981年降雨－流量图204060801001201401601802001981-1-11981-3-21981-5-11981-6-301981-8-291981-10-281981-12-27时间降雨量（mm ）-5050100150200250流量（m3/s ）刁江流域1982年降雨－流量图204060801001201401601982-1-11982-3-21982-5-11982-6-301982-8-291982-10-281982-12-27时间降雨量（mm ）-200-1000100200300400500600700流量（m3/s ）夏铺1980年流量－降雨图204060801001201401601802001980-1-11980-3-11980-4-301980-6-291980-8-281980-10-271980-12-26时间降雨mm-150-5050150250350450流量m3/s马家潭1980年流量－降雨图204060801001201401601802001980-1-11980-3-11980-4-301980-6-291980-8-281980-10-271980-12-26时间降雨mm-800-30020070012001700流量m3/s塔儿湾1980年流量－降雨图204060801001201401601802001980-1-11980-3-11980-4-301980-6-291980-8-281980-10-271980-12-26时间降雨mm-200-1000100200300400流量m3/s由图1可知，所选的6个流域出口断面流量过程对降雨的响应是比较灵敏的，宏观上流量对降雨的响应比较一致，表1的数据说明非喀斯特流域和喀斯特流域的流量与降雨密切相关，图中的流量都是随着大的降雨暴涨暴落，但是暴涨暴落的程度及流量过程形态是有差别的。
非喀斯特流域对大的暴雨响应比喀斯特流域更灵敏，暴涨暴落的程度更大，例如：1980年8月11日－8月12日马家潭有一次集中的大的降雨，雨量112.9mm ，在13日中午马家潭站的流量暴涨至1570m3/s ，在接下来3天之后流量降至200 m3/s ；而在流域面积相当的刁江流域1982年8月18－19日也有一次集中降雨，雨量为120.3mm （比马家潭降雨量略大），8月20日出现最大流量586 m3/s ，3天之后流量仍有246 m3/s ，经过8天无雨天气之后流量仍有93 m3/s 。
又如：1980年5月24日至25日中午集中降雨94.7 mm ，25日当天由2.71 m3/s 暴涨至最大流量111 m3/s ；而1986年9月6日在流域面积相当的木美流域降雨85.6 mm 后，流量由14.1m3/s 涨至18.8m3/s ，而且持续3天流量大于18 m3/s 。
表1 流域流量与降雨相关系数统计表导致差异出现的原因在于喀斯特流域与非喀斯特流域在对降水到出流过程中的水文功能存在差异。
—般来说，流域系统对输入的水体过程产生的作用通常表现为三种作用：即蓄水作用、滞水作用和导水作用。
如果输入水体在系统中停留时间的较长，且系统的输出以垂向上的运动为主，或长时间地侧向输出，则这种系统的水文功能主要表现为蓄水作用；如果输入水体在系统内停留的时间较短，且以侧向运动输出为主，则主要表现为导水作用；如果停留时间相对较长，但输出仍以侧向运动为主，则表现为滞水作用。
三种作用通过流量过程线的特征可以区别出来。
如图所示：图1 各流域流量－降雨图图2 三种水文功能流量曲线对比图木美、地苏、刁江均属于喀斯特峰丛洼地流域，在这些地区中，由于地表土层零星分布，且厚度极薄，地貌面状结构由凸状和凹状的表层溶蚀裂隙系统组成，由于表层溶蚀裂隙发育，入渗强度较大，降雨很快进入表层裂隙带，但又由于表层裂隙带厚度一般仅几米，裂隙向下以尖灭状形式出现，裂隙节理面底部的渗透量和渗漏量都较小，故表层裂隙层蓄水量较小，场降雨很容易蓄满而产生侧向的皮下水流，在石峰表层以辐射扩散流进行，而在洼地或谷地表层则以辐合汇集流进行。
最后进入地下管道并排出流域，即使是汇集在积水洼地底部的水体也将在几天左右的时间内排出流域。
积蓄在皮下裂隙层内的水体，雨后以垂向运动的形式向上蒸发和极少量地沿一些不均匀垂向裂隙缓慢渗透，因而喀斯特峰丛洼地流域以滞水作用为主，而蓄水作用相对较弱。
但当场降雨量较小时，滞水作用为主的功能就转换为以蓄水作用为主。
而在喀斯特峰林平原、峰林盆地等流域中，较为平缓的凹状平原、盆地上常常有一定厚度的土层覆盖，其下还发育有均匀溶蚀裂隙层，由于上层土壤下渗水具有较强的溶蚀力，这种覆盖裂隙层也较为发育，具有较大的蓄水能力，再加上土壤层的蓄水作用，其最大缺水量可达150-200 mm左右（杨明德等，喀斯特流域水文地貌系统），因而这种喀斯特流域水文功能表现为以蓄水作用为主。
夏铺河、巴水、漂水属于汉江、长江流域中的丘陵平原区，这些地区表层有土壤层及少量全新世松散堆积物，下面主要是大别山岩群的片麻岩及变粒岩相对不透水层，表层虽然具有一定的蓄水能力，但降雨发生时会产生临时饱和带，随降雨的继续，临时饱和带不断向上发展，达到地面以后降雨就形成了饱和地面径流，这部分流量由地表汇入河道直接快速排出流域，而临时饱和带的水则通过壤中流侧向排泄或向下渗透补给地下水，但是在这些流域的径流成分中饱和地面径流占主导地位，这些流域水文功能表现为以导水作用为主。