现代岩溶学Ch2(第二章)
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现代岩溶学学科体系——祝贺《现代岩溶学》出版六周年蒲俊兵【期刊名称】《中国岩溶》【年(卷),期】2022(41)3【摘要】作为现代地球科学学科体系重要组成部分的岩溶学一直以来都被认为是地质学、地理学、环境科学、生态学之间的交叉、边缘学科,并未建立起自己独立的学科体系。
面对全球岩溶地貌分布广泛、生态环境脆弱及问题复杂多样且同经济社会发展密切相关等情况,文章在简要回顾国内外岩溶学发展历程的基础上,通过对近三十年国内外岩溶研究相关学科发展情况的分析,以地球系统科学、岩溶动力学理论为指导,讨论构建现代岩溶学学科体系这一重要问题。
文章围绕岩溶动力系统的四大功能和岩溶区资源环境生态问题的实际,从地质学、地理学、地球化学、生态学、环境学、水文学等与现代岩溶学研究相关的学科出发,尝试构建现代岩溶学学科体系,其主要的学科分支包括岩溶地质学、岩溶地貌学、岩溶水文地质学、岩溶环境学、岩溶工程地质学、岩溶生态学、岩溶资源学、全球变化岩溶学、洞穴学等九个分支学科,并简要阐述了各分支学科的科学内涵和定位。
分支学科的构建,体现了国际岩溶科学研究中相关研究方向和学科发展独立性和交叉性的统一,体现了国际岩溶学发展的现状和趋势,对于国际岩溶科学的发展具有较为重要的意义。
【总页数】12页(P429-440)【作者】蒲俊兵【作者单位】重庆师范大学地理与旅游学院/长江上游湿地科学研究重庆市重点实验室/三峡库区地表过程与环境遥感重庆市重点实验室【正文语种】中文【中图分类】P642.25【相关文献】1.现代岩溶学地位与创新领域2.现代岩溶学和全球变化研究3.现代岩溶学在中国的发展4.创新马克思主义经济学的学科体系和话语体系——“首届全国马克思主义经济学论坛暨第六届全国现代政治经济学数理分析研讨会”综述5.《现代岩溶学》新书简介因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
现代岩溶学思考题摘要:一、现代岩溶学概述1.定义及研究范围2.岩溶地貌特征二、岩溶形成的动力机制1.岩溶作用与气候变化2.岩溶作用与水文条件三、岩溶发育的过程与模式1.岩溶发育的基本过程2.岩溶发育的主要模式四、现代岩溶学的应用领域1.资源勘探与开发2.环境保护与治理3.岩溶地质灾害防治五、我国岩溶地区的典型案例分析1.桂林岩溶地貌2.云南石林3.贵州天坑六、现代岩溶学的研究发展趋势1.技术创新与方法论的完善2.跨学科整合与综合研究3.国际合作与交流正文:一、现代岩溶学概述现代岩溶学是研究岩溶地貌、岩溶发育过程及其控制因素的一门地球表面过程学科。
它旨在揭示岩溶地貌的形成机制、发育过程和演化规律,为资源勘探、环境保护、地质灾害防治等领域提供科学依据。
岩溶地貌是指在特定的气候、水文、岩溶等条件下,岩石受地下水溶解作用形成的地貌。
其主要特征包括地下洞穴、地表沟槽、天坑、溶蚀峡谷等。
岩溶地貌在全球范围内分布广泛,尤其在亚洲、南美洲、非洲等地区尤为突出。
二、岩溶形成的动力机制岩溶作用的发育与气候变化密切相关。
全球气候变暖导致的温度升高和降水模式变化,将直接影响岩溶作用的强度和分布。
此外,岩溶作用还受到水文条件的控制,包括地下水动力条件、水化学成分等。
三、岩溶发育的过程与模式岩溶发育过程主要包括溶解、沉淀、运移和改造等基本过程。
这些过程相互交织,共同塑造了岩溶地貌的特色。
岩溶发育模式则包括地表岩溶、地下岩溶和混合岩溶等类型,各类型岩溶发育模式具有不同的特征和发育规律。
四、现代岩溶学的应用领域现代岩溶学在资源勘探与开发、环境保护与治理、岩溶地质灾害防治等方面具有重要意义。
例如,通过对岩溶发育过程的研究,可以为矿产资源勘探提供依据;而对岩溶地貌演化的研究,有助于开展环境保护和治理工作,降低地质灾害风险。
五、我国岩溶地区的典型案例分析我国拥有丰富的岩溶地貌资源,如桂林岩溶地貌、云南石林和贵州天坑等。
这些典型案例具有典型的地域特色,为研究岩溶发育规律和应用提供了宝贵的研究基地。
第二章岩溶隧道突水机理及灾害特征第二章岩溶隧道突水机理及灾害特征 (1)2.1岩溶隧道涌水研究现状 (1)2.1.1岩溶区隧道涌水地质条件研究 (1)2.1.2岩溶区隧道涌水量预测研究现状 (2)2.2岩溶隧道突水机理 (4)2.2.1岩溶隧道突水类型力学分析 (4)2.2.2岩溶隧道突水机理分析 (6)2.3岩溶隧道涌水灾变特征 (7)2.3.1岩溶突水灾变水力特征 (7)2.3.2岩溶突水灾变频数特征 (8)2.3.3岩溶突水灾变充填物特征 (8)2.3.4岩溶突水灾变与工序关系特征 (9)2.3.5岩溶突水动态变化特征 (9)2.4岩溶隧道突水与环境的关系 (10)2.4.1岩溶水与生态环境的关系 (10)2.4.2岩溶隧道涌水与地下水的关系 (10)2.4.3地下水位与生态环境的关系 (11)2.1岩溶隧道涌水研究现状2.1.1岩溶区隧道涌水地质条件研究岩溶区隧道涌水研究必须要注重水文地质条件的研究, 因为每一种方法、公式的提出都是基于地质条件的研究基础之上的。
岩溶区地质条件一向比较复杂, 从隧道施工期发生的比较严重的涌水事件来看,岩溶区易发生涌水地质条件可以分以下四类: 1)向斜盆地形成的储水构造;2)断层破碎带、不整合面和侵入岩接触面;3)岩溶管道、地下河;4)其他含水构造、含水体。
以上只从宏观上列举了一些可能发生严重涌水的地质条件, 这是远远不够的, 对隧道涌水条件应进行详细研究, 这是其他隧道涌水研究工作的基础,必须予以重视。
2.1.2岩溶区隧道涌水量预测研究现状目前涌水量预测计算方法很多, 主要有以下几种:1)近似方法这种方法主要包括涌水量曲线方程(一般称Q-S曲线)外推法和水文地质比拟法2 种。
预测时前者以勘探阶段抽(放) 水试验的成果为依据,后者则应用类似隧道水文地质资料来计算,但两者共同的应用前提是水文地质资料相似性,前者要求试验阶段与未来掘进阶段条件相似,后者则立足于勘探区与借以比拟的施工区条件一致,因此,属于近似的预测方法。
现代岩溶学思考题摘要:1.现代岩溶学的概念和意义2.现代岩溶学的研究内容3.现代岩溶学的发展趋势4.我国在现代岩溶学研究中的地位和贡献正文:现代岩溶学思考题现代岩溶学作为地质学的一个重要分支,研究岩溶现象及其成因、演化和资源利用等问题,具有广泛的应用价值。
本文将从现代岩溶学的概念和意义、研究内容、发展趋势以及我国在现代岩溶学研究中的地位和贡献等方面进行探讨。
一、现代岩溶学的概念和意义现代岩溶学是研究岩溶现象的一门学科,主要涉及地下水动力学、水文地质学、地貌学等多个领域。
岩溶现象指的是地下水和地表水对可溶性岩石的溶蚀作用,形成的一系列地貌和地下空间。
现代岩溶学具有重要的实践意义,可以为水资源开发、环境保护、地质灾害防治等提供科学依据。
二、现代岩溶学的研究内容现代岩溶学的研究内容主要包括以下几个方面:1.岩溶发育的基本条件和影响因素2.岩溶地貌和地下空间的形成与演化3.岩溶水系的结构和水文特性4.岩溶地区的水资源评价和管理5.岩溶地区的环境保护与地质灾害防治三、现代岩溶学的发展趋势随着科学技术的发展,现代岩溶学在研究方法和技术上不断创新,发展趋势主要表现在以下几个方面:1.研究方法的多样性和综合性2.研究尺度的多层次性3.跨学科的研究方向4.国际合作与交流的加强四、我国在现代岩溶学研究中的地位和贡献我国是世界上岩溶地貌最发育、岩溶资源最丰富的国家之一,现代岩溶学研究具有重要意义。
我国在现代岩溶学研究中取得了一系列重要成果,为全球岩溶研究提供了宝贵经验。
此外,我国岩溶学者积极参与国际合作与交流,为推动全球岩溶学发展作出了积极贡献。
总之,现代岩溶学是一门具有广泛应用价值的学科,涉及多个领域。
通过研究岩溶现象及其成因、演化和资源利用等问题,可以为水资源开发、环境保护、地质灾害防治等提供科学依据。
现代岩溶学思考题【原创实用版】目录1.现代岩溶学的概念和意义2.现代岩溶学的研究方法和技术3.现代岩溶学的应用领域4.现代岩溶学的发展趋势和前景正文一、现代岩溶学的概念和意义现代岩溶学,作为地球科学的一个重要分支,主要研究岩溶现象及其形成、演化和控制的自然和人文因素。
岩溶现象指的是碳酸盐岩等可溶性岩石在地下水作用下形成的一系列地貌、水文、生态和环境现象。
现代岩溶学不仅关注岩溶区的资源、环境和生态问题,还深入探讨岩溶作用在气候变化、水资源管理、环境保护等方面的意义。
二、现代岩溶学的研究方法和技术现代岩溶学运用多种方法和技术进行研究,包括地质勘探、遥感技术、同位素示踪、数值模拟、地球信息科学等。
这些方法和技术的发展为岩溶学研究提供了更加丰富和精确的数据,使得我们能够更深入地了解岩溶现象及其演化过程。
三、现代岩溶学的应用领域现代岩溶学在资源利用、环境保护、气候变化应对、灾害防治等方面具有广泛的应用。
例如,在水资源开发和管理中,通过研究岩溶区水文过程和地下水资源评价,可以为水资源合理利用和保护提供科学依据。
在环境保护方面,研究岩溶区生态系统服务功能和生态恢复技术,有助于改善生态环境质量。
此外,现代岩溶学还在地质灾害防治、气候变化应对等方面发挥着重要作用。
四、现代岩溶学的发展趋势和前景随着科技进步和社会发展,现代岩溶学将不断拓展研究领域和方法,加强交叉学科研究,提高服务社会能力。
未来,现代岩溶学将在以下方面取得重要进展:(1)深入研究岩溶区地下水文过程和资源评价,为水资源管理提供科学依据;(2)加强岩溶生态系统服务功能和生态恢复技术研究,促进生态环境保护;(3)拓展岩溶区灾害防治和气候变化应对研究,提高人类对自然环境的适应能力;(4)利用现代技术手段,提高岩溶区资源利用效率和环境保护水平。
总之,现代岩溶学作为一门综合性、交叉性学科,具有广泛的研究领域和应用前景。
第一章:岩溶:在可溶岩地区,水对可溶性岩石进行化学溶蚀和机械侵蚀,从而形成特殊的水文地质现象和地形地貌研究目的及意义:岩溶在全球及我国分布面积广,且我国岩溶高原蕴藏了许多煤矿资源,和我国四分之一的地下水资源分布在岩溶地区,而由于岩溶空间分布的不均匀性,对其规律性掌握不好,往往会给资源勘探、评价和开发带来很大困难,而我国的岩溶环境地质问题也日益严重,使旱、涝、土地贫瘠、石漠化、岩溶塌陷、矿井突水等灾害频频发生,所以说需要更加深入透彻的研究岩溶学。
岩溶发育的地带性(影响因素:气候,岩性,地质构造和地理条件)和多代性岩溶按气候带划分:冰原带岩溶、寒温带岩溶、温带岩溶、干旱区域岩溶、热带岩溶、海岸岩溶.岩溶的侵蚀基准面(控制岩溶水排泄的邻近河谷的地表河称为岩溶侵蚀基准面)和溶蚀基准面(区域性可溶性岩层的底板石岩溶作用的下限,可作为岩溶的溶蚀基准面)(岩溶的发育是受这两个基准面控制的,有其自身的特殊性)浅部岩溶:岩溶水的运动受到邻近河谷侵蚀基准面控制深部岩溶:岩溶水的运动不到邻近河谷侵蚀基准面控制,可在可溶性岩层的任何坡度内形成第二章:岩溶发育条件1:岩溶发育的基本条件岩石条件:岩石的可溶性(主要取决于岩石成分和岩石结构)和透水性(主要取决于岩石的孔隙和裂隙)水的条件:水的溶蚀性【CO2的三种来源:大气降水吸收空气中的CO2;来自于包气带土壤中微生物释放的CO2(主要来源);来自地层深部细菌,微生物释放的CO2】和流动性从成因观点可将岩溶地下水的动态归纳为水文型,气象型,稳定型和周期型岩溶水的运动状态可分为五个带:垂直循环带,季节变动带,水平循环带,虹吸管式循环带,深部循环带2:岩溶发育的自然因素条件:气候,植被和土壤,地貌[包括地面坡度的大小,切割深度的影响,地貌构造单元的影响(岸坡地段,谷坡,分水岭地段)],水系及河网密度,岩溶发育的水文条件对岩溶发育的影响(外源型水文条件,褶皱及夹层控制型水文条件,高原型水文条件)第三章:岩溶作用的溶蚀机理1:混合溶蚀作用:不同饱和溶液的混合溶蚀作用,冷水和热水的混合溶蚀作用,含碳酸盐的水溶液与卤水的混合溶蚀作用第四章:岩溶地貌(名词解释)1:岩溶地貌:可溶性岩石在水动力作用下,经溶蚀、侵蚀,以及崩塌所发育的一种特殊地貌2:贵州岩溶地貌分为四个区:强烈发育区,较强发育区,中等发育区及弱发育区贵州岩溶地貌主要特征:1、地貌类型复杂多样,山地遍布全境 2、岩溶地貌发育分布广泛3、地貌分带性明显3:各类岩溶现象地表岩溶形态:溶痕,石芽与溶沟,石林,岩溶裂隙,落水洞,竖井,漏斗,溶蚀洼地,岩溶槽谷,岩溶盆地,岩溶平原,岩溶准平原,岩溶夷平面,天生桥,岩溶湖,岩溶泉等地下岩溶形态:溶洞,地下河,地下廊道,暗湖,溶穴堆积物(钟乳石,石笋,石柱等),溶孔,晶孔等4:岩溶发育过程岩溶地貌发育可按岩溶旋回开始阶段,幼年期,青年期,中年期和老年期顺序发展(岩溶旋回)第五章:岩溶水1:岩溶水的基本特征:岩溶水的循环特征,空间分布特征,运动特征,水化学特征,动态特征2:岩溶地下水系统分类1、按循环系统特征分类:扩散流和管道流2、按水的运动带分:充气带水、季节变动带水和饱水带水3、按水流水力学性质分:自由流和限制流4、按水文地质结构分:断裂带水、层间水、接触带水、裂隙水5、按水文地质勘察类型分:裸露型、覆盖型、隐伏型6、按岩溶水出露地貌部位及其侵蚀基面的关系可分为:高层水、中层水、低层水、深层水3:岩溶地下水系统的三个基本特征:整体性、质能转换性、自身的调整性第七章:岩溶水工环地质1:水文地质问题:1、地方性疾病问题(结石病,氟中毒,硒引起的地方性疾病,碘引起的地方性疾病) 2、人类活动引发的问题(如矿坑突水、突泥)2:工程地质问题:1、岩溶渗漏问题【1、水库渗漏(水动力条件:补给型、排泄型、悬托型)2、库诱发地震)3:环境地质问题:土地石漠化、旱涝灾害岩溶环境系统的组成(6个):岩石矿物系统、土壤系统、地下水文网发育的岩溶水文系统、地形地貌系统、生物系统、富钙的大气圈包围着上述各系统岩溶环境系统的特点(5个):1、多孔隙(裂隙、洞穴)和双层空隙结构 2、瘠薄的风化残余土层 3、雨水、地表水、地下水的相互转化明显,地下水文网发育 4、岩溶植被的旱生性,岩生性和喜钙性特性 5、人类活动的敏感环境效应岩溶环境系统与其他环境系统的区别(4个):1、存在易被溶蚀的岩石和矿物 2、富钙的水——气——土壤系统 3、地表地下双重空间结构中物质能量特殊的运移变换方式 4、生物和地球化学能的动力因素在岩溶环境系统的演化中更为强烈第九章:岩溶塌陷1:塌陷:指在岩溶地区,由于下部洞穴扩大而导致顶板岩体塌陷,或上覆地层中的土洞顶板因自然因素失去平衡而产生下沉或塌陷的统称岩溶塌陷发育的影响因素:岩溶洞隙的存在,一定厚度的土层和动力条件(主要指地下水活动)是产生岩溶塌陷的基本条件岩溶塌陷的控制因素:①地貌条件的控制②盖层的控制③水文地质条件的控制④塌陷诱导因素的控制2:岩溶地基的处理1、清爆换填2、梁板跨越3、洞底支撑4、调整柱距5、厚跨比法第十章:水库渗漏评价及处理1:水库渗漏的形式:①按渗漏通道分类(裂隙分散渗漏,管道集中渗漏,覆盖型岩溶渗漏)②按库水漏失的特点分类(暂时性渗漏,永久性渗漏)③按渗漏部位分类(绕坝渗漏:坝区;临谷渗漏:库区)2:防渗突水处理:主要是两方面的措施,一是降低岩体透水性;二是封堵渗漏通道(以疏导为主,堵,截,围,铺,引)第十一章:石漠化石漠化产生原因:岩溶山区由于自然和人为因素,水土严重流失,容易产生石漠化(在岩溶地区,普遍存在土质质瘦,覆盖面积薄,植被稀少及分布不均匀等特征,在暴雨及干旱气候双重因素作用下易于质变和流失,容易产生石漠化)。