貴州典型巖溶小流域水文水資源研究

前言

　　全球現(xiàn)有巖溶地區(qū)面積2200×104kmz，居住著約10億人口，其中中國境內(nèi)巖溶區(qū)面積達(dá)344×104km2，占國土面積的35.93％。中國南方巖溶區(qū)主要分布于滇、黔、桂、川、渝、鄂、湘、粵一帶，分布面積約54×104km2，占全國巖溶面積的15.97％，居住人口超過1億人。貴州是我國南方巖溶發(fā)育的核心區(qū)，巖溶分布面積占全省國土面積的73.6％，是世界上巖溶地貌發(fā)育最典型的地區(qū)之一?！　r溶或稱喀斯特，主要指水對可溶性巖石的溶蝕作用，并伴有水流侵蝕、沖蝕和重力崩塌等次生作用，形成多種地表、地下奇異的景觀與現(xiàn)象組合。巖溶地區(qū)巖石裸露，一般土層較薄，土壤蘊(yùn)涵水分較少，生態(tài)環(huán)境極其脆弱。受自然條件的限制，巖溶地區(qū)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)較為落后，干旱缺水是制約巖溶地區(qū)脫貧致富的關(guān)鍵因素之一?！　∑斩h是國家級貧困縣，也是貴州省生態(tài)重建試點地區(qū)之一。該縣的后寨地下河流域在1976年開始的國家“六五”科技攻關(guān)項目研究基礎(chǔ)上，于1987年正式設(shè)立后寨地下河流域野外試驗場，布設(shè)野外長期觀測站，定點觀測巖溶地區(qū)的降雨、蒸發(fā)、水位、流量和水化學(xué)資料，積累了長時間的觀測數(shù)據(jù)，為開展巖溶研究提供了有力的保障，在巖溶地質(zhì)、地貌、水文水資源、土地資源及環(huán)境等方面取得了系列重要研究成果。

內(nèi)容概要

　　作者對貴州省普定縣后寨地下河典型巖溶小流域水文水資源進(jìn)行長達(dá)20余年的研究，本書是在此基礎(chǔ)上總結(jié)撰寫而成的。全書內(nèi)容共分為五個部分，系統(tǒng)介紹了巖溶地區(qū)的水資源綜合評價、綜合開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境等方面的研究成果，包括巖溶水文特征，巖溶水文過程模擬，巖溶生態(tài)環(huán)境和生態(tài)需水量，生態(tài)恢復(fù)的水文響應(yīng)和巖溶水資源開發(fā)利用。獨(dú)到之處是對巖溶水文過程模擬采用概念性水文模型、半分布式水文模型、隨機(jī)水文模型以及基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水文模型等不同的水文模型，而且進(jìn)行了巖溶水質(zhì)及研究區(qū)生態(tài)重建與水文過程關(guān)系的定量化分析?！　”緯且徊枯^全面反映巖溶水文水資源研究成果的專著，可為巖溶地區(qū)水資源綜合開發(fā)利用規(guī)劃提供借鑒，同時可供水文水資源、巖溶、地理、地質(zhì)、生態(tài)和資源環(huán)境等有關(guān)專業(yè)研究人員，高等院校教師、研究生、本科生以及水利、農(nóng)林等部門的工程技術(shù)人員和政府決策部門的行政管理人員參考。

書籍目錄

第一章　研究區(qū)概況 1.1　我國的巖溶分布 1.2　貴州省概況 1.2.1　自然條件 1.2.2　水土流失 1.2.3　石漠化 1.2.4　貴州巖溶概況 1.3　后寨地下河流域概況 1.3.1　自然概況 1.3.2　地質(zhì)概況 1.3.3　社會經(jīng)濟(jì)狀況 1.3.4　貴州普定后寨地下河流域地下含水空間結(jié)構(gòu)特征 第二章　貴州巖溶地區(qū)貧困 2.1　貴州省社會經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀 2.2　貴州省經(jīng)濟(jì)貧困原因分析 2.2.1　自然地理原因 2.2.2　人口多、素質(zhì)低 2.2.3　病蟲害及風(fēng)災(zāi)、雹災(zāi)增多 2.2.4　交通不便，信息不靈，人口散居，素質(zhì)欠高 2.3　貴州省脫貧對策及思考 2.3.1　巖溶山區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)重建 2.3.2　嚴(yán)格控制人口，加快城市化水平 2.3.3　充分發(fā)揮貴州省的優(yōu)勢資源，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展 2.3.4　保護(hù)土地資源，大力持續(xù)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè) 2.3.5　以流域綜合開發(fā)為重點，帶動貴州經(jīng)濟(jì)的全面快速發(fā)展 2.3.6　大力治理污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境 第三章　研究區(qū)巖溶水文特征研究 3.1　巖溶山區(qū)三水轉(zhuǎn)化特征 3.1.1　峰叢洼地組合類型區(qū) 3.1.2　峰叢谷地組合類型區(qū) 3.2　巖溶水形成機(jī)制 3.2.1　母豬洞站 3.2.2　老黑潭站、六谷站 3.2.3　冒水坑站 3.3　巖溶水衰減動態(tài)特征 3.4　巖溶水動態(tài)響應(yīng)特征 3.5　巖溶水化學(xué)特征 3.5.1　水化學(xué)類型 3.5.2　水化學(xué)特征的時間分布特征 3.5.3　水化學(xué)空間分布特征 3.5.4　流域結(jié)構(gòu)與離子徑流模數(shù)分析 3.6　巖溶區(qū)管道流特征 3.6.1　管道流補(bǔ)給特征 3.6.2　管道流水動力特征 3.6.3　管道流的實驗狀況 第四章　后寨河流域巖溶水文過程模擬 4.1　巖溶水概念性分布模型 4.1.1　模型構(gòu)建 4.1.2　模型實現(xiàn) 4.2　確定性地貌瞬時單位線的應(yīng)用 4.2.1　巖溶流域空間結(jié)構(gòu)水文響應(yīng) 4.2.2　巖溶流地貌瞬時單位線 4.2.3　巖溶水文過程模擬 4.3　基于遺傳算法率定參數(shù)的概念性巖溶水文模型 4.3.1　基于遺傳算法率定參數(shù)的概念性巖溶水文模型 4.3.2　模型應(yīng)用及分析 4.4　基于落水洞的巖溶半分布式水文模型 4.4.1　基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理 4.4.2　模型構(gòu)建過程 4.4.3　模型檢驗 4.5　巖溶水回歸模擬模型 4.5.1　以降雨量為自變量的多元線性回歸模型 4.5.2　以月降雨量和月蒸發(fā)量為自變量的逐步回歸模型 4.6　基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的巖溶水文模型 4.6.1　BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)巖溶水文模型 4.6.2　資料的預(yù)處理 4.6.3　實例驗證及分析 第五章　后寨河流域巖溶生態(tài)環(huán)境及其脆弱性 第六章　后寨河流域巖溶水資源評價與開發(fā)利用 第七章　巖溶流域生態(tài)重建水文響應(yīng)及生態(tài)需水量研究 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　“巖溶”或稱“喀斯特（Karst）”，主要指水對可溶性巖石——碳酸鹽類（石灰?guī)r、白云巖等）、硫酸巖（石膏等）和鹵化物巖（巖鹽等）的溶蝕作用，并伴有水流侵蝕、沖蝕和重力崩塌等次生作用，形成多種地表、地下奇異的景觀與現(xiàn)象組合。因此，“巖溶”可概括為以巖石化學(xué)溶解作用為主的地質(zhì)作用及其結(jié)果現(xiàn)象的總體?！皫r溶”一詞起源于前南斯拉夫的伊斯特里亞（Istria）石灰?guī)r高原的地理專名，至今“喀斯特”一詞已成為世界通用的專門術(shù)語。1966年5月在中國第二次全國巖溶學(xué)術(shù)會議上將“喀斯特”以“巖溶”作為中國的通用術(shù)語。而在中國民間，明代《徐霞客游記》中，就把湘、桂、黔、滇地區(qū)的地形和自然環(huán)境分為“石山”和“土山”兩大類，“石山”主要是指中國西南部裸露地面的可溶巖（主要是碳酸鹽巖）所分布的地區(qū)，可理解為各類巖溶地貌分布區(qū)，至今各地還習(xí)慣沿用（任美鍔等，1983）?！　∪驇r溶地區(qū)面積2200×10km。居住著約10億人口。中國境內(nèi)碳酸鹽巖類巖層縱深橫廣，巖溶現(xiàn)象普遍，類型繁雜，形式多樣，發(fā)育強(qiáng)烈（圖1.1）。中國巖溶區(qū)面積344.3×10km，占國土面積的35.93％。其中裸露巖溶石山區(qū)約90.7×104km：，淺覆蓋巖溶區(qū)約115.3×10km。埋藏巖溶面積138.3×10km。（李陽兵等，2002）。據(jù)自然條件和地理特征，我國巖溶區(qū)基本分布于天山一陽山構(gòu)造帶以南，即大致在北緯42～43。以南，此線以北僅有小面積的碳酸鹽巖零星分布。如以北緯34。的秦嶺為界，分為北方干旱、半干旱、溫帶與南方潮濕、亞熱帶兩大巖溶區(qū)。中國南方巖溶區(qū)主要分布于滇、黔、桂、川、渝、鄂、湘、粵一帶，巖溶分布面積約54×10tkm2（圖1.2），占全國巖溶面積的15.97％，居住人口超過1億，人口密度大于200人／km2（唐健生等，2001），巖溶縣貴州有27個。

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