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岩溶环境学研究方法

发布时间:2023-06-08 12:41:56

Ⅰ 具体研究方法

在本研究中采取的工作方法包括古地貌成因组合分析法、古水动力相关分析法等5种。

古地貌成因组合分析法。在古风化壳表面寻找古地貌蚀余形迹,如古风化壳顶部侵蚀形态和残积物(角砾岩、铁铝层等)类型、厚度与分布特征,溶沟、漏斗等溶蚀形态特征,恢复古地貌。

古水动力相关分析法。地表水和地下水动力场与地形、地貌和岩溶形态存在密切的相关关系,从流体—岩石相互作用岩溶动力学角度,进行古地貌和古岩溶研究。

地球化学分析法。深埋藏碳酸盐岩孔洞、裂缝中的充填物和沉积物是各地质历史时期岩溶作用的产物与记录,对其进行地球化学分析(包括岩石化学、同位素、包裹体分析和孢粉化石等),研究古岩溶空隙的改造、演化与形成环境。

类比分析法。将地表不同类型区现代岩溶研究成果应用于古岩溶恢复研究,与井下古岩溶进行对比。

综合地球物理探测方法。采用多种物探手段组合开展古岩溶缝洞系统地球物理响应特征研究,包括高分辨率孔间电磁波吸收系数层析成像法、高分辨率孔间纵波速度层析成像法、可控源音频大地电磁法(CSAMT)电阻率成像、瞬变电磁测深法电阻率成像以及成像测井技术等。

在以上方法基础上,形成了油气田古岩溶研究方法体系(图1-9)。

图1-9 油气田古岩溶识别方法体系

Ⅱ 研究内容及方法

本书是作者主持的云南省科研项目:岩溶水有效开发技术方案研究(项目编号:2003PY04),依托国土资源大调查项目:云南典型地区岩溶地下水调查与地质环境整治示范(项目编号:200310400024)完成的研究成果。完成了典型岩溶流域1:5万水文地质及环境地质测绘1100km2,水文地质及工程地质钻探3791.94m,各类物探4169点,取岩土水样试验分析626件,岩溶水动态监测18个点,岩溶水示踪试验2组等大量的调查和勘探试验工作。这些工作和成果,为本书的研究提供了翔实的资料,使之能够顺利完成,达到了预期的目的,并检验了研究成果的正确性。同时,本书的研究也为岩溶水的勘查和开发示范提供了理论和技术指导,使开发工程的技术方案设计得到了技术创新,工程取得了显着的经济、社会和环境效益,达到了示范目的。

此外,1999~2002年,作者参与主持完成的国土资源大调查项目:西南岩溶石山地区地下水资源勘查与生态环境地质调查,也为进行岩溶水有效开发技术研究提供了水文地质与水资源的系统基础资料。在各个参加工作的省市区的示范工作中,也成功地建成了一批暗河及大泉引、提、堵、蓄、富水块段钻井开采工程。这些调查成果和工程实践,为本书的研究打下了坚实的基础,积累了丰富的经验。

本书的研究目的是通过科学技术研究,在岩溶水资源及地质环境特征研究,以及岩溶水开发技术实验研究的基础上,系统地总结适宜于不同的岩溶水源地类型以及不同需求的岩溶水有效勘查和开发技术方案,为岩溶水的有效开发利用提供理论和技术支持,使岩溶水开发的成功率和效益大幅度提高。

为了达到上述目的,本书从以下三个方面开展研究,所采取的研究思路、内容和方法如下:

第一个方面,以现代岩溶学理论为指导,深入研究国家国土资源大调查西南岩溶地区岩溶水资源调查的最新资料。系统地认识岩溶地质环境及水文地质条件以及岩溶水的赋存及运动特征,准确把握岩溶水富集规律,建立确切的找水标志,提高寻找和圈定岩溶水源地的准确性。根据岩溶含水层的埋藏分布、岩溶水出露状态,以及岩溶含水层的导水和赋水空间形态、结构及水动力特征,划分岩溶水源地类型,分析总结各类岩溶水源地岩溶水的开发技术条件,评价其脆弱性,最终掌握各类岩溶水源地对不同的勘查开发技术的适宜性。

第二个方面,引进目前国内外先进的核磁共振、高密度电法、地质雷达等地球物理探测技术,研究这些技术的特点和适用条件,结合常规电法技术和水文地质调查分析方法,选择典型的岩溶流域,结合国家在云南安排的岩溶水开发示范工程建设,针对不同类型岩溶水源地的勘查技术条件,分别选择不同的方法开展野外技术方法试验研究,并对探测和综合分析解释成果进行钻探检验,验证其可靠程度及准确性,优选出适合不同类型岩溶水源地的有效探测技术方法,集成岩溶水有效探测技术方案。

第三个方面,通过调查省内外岩溶水开发工程,考察发达国家岩溶水开发情况,收集国外相关信息,研究其成功的技术和经验,以及其中失败的原因与缺陷。根据各类岩溶水源地的开发技术条件,引出新的技术方案,并选择典型岩溶水源地进行开发实验,根据实验结果加以改进和完善,得出各类岩溶水源地岩溶水有效开发技术方案。

从岩溶水开发的全过程来分析,成败的最关键环节是找水勘查,只有找准岩溶赋水空间或径流通道,才可能正确有效地实施岩溶水开发工程,这个问题的解决除了提高水文地质研究程度外,关键是要减少物探方法存在的多解性。本书研究了适合不同岩溶水源地的物探方法,通过不同方法探测结果的相互补充、验证,根据经济合理性和探测的有效性比选,选择其中适宜的方法形成综合探测方案,并建立代表不同含水层的地球物理特性、反映各类岩溶赋水空间的解译参数和标准,从而达到提高探测的可靠性和精度的目标。

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