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國方的主要學術成就、創新及其科學意義

1.巖溶地區地下河的水質變化

與20年前相比,地下河水質取得了豐碩的成果。掌握廣西、貴州、雲南、重慶、廣東、湖南等省的巖溶水水質現狀。結果表明,人類活動對巖溶地下水質量有很大影響。指出巖溶地區的水質不能靠偶然的測量數據來管理和保護。應進壹步研究我國南方巖溶水的運動特征和汙染物的運動規律,找出地下河或巖溶泉的發育規律,保護重要的飲用水源。

2.土地利用對巖溶地下水的影響

巖溶泉是我國南方巖溶地區的重要水源,但由於巖溶泉的流域範圍難以描述,以往主要從宏觀角度把握土地利用對巖溶地下水的影響。根據土地利用和汙染源,泉水分為三類。不同類型泉水的離子濃度明顯不同,表明土地利用對地下水質量有明顯影響。部分泉水汙染明顯,這與這些地方以水田、旱地和農村居民點為主要土地利用類型有關,即與農耕施肥和生活垃圾排放有關。討論了巖溶盆地農業和村鎮建設引起的地下水化學演化。在農田面源汙染和村鎮生活汙水的作用下,水循環的各個環節都受到不同程度的影響。農田和生活汙水首先影響淺層地下水和地表水,然後隨著水循環向深層地下河轉移。而飽和帶巖溶泉脆弱性低,水化學變化不明顯。研究還發現,村鎮生活汙水對地表巖溶泉水質的影響比農田面源汙染更顯著。

3.典型地下河主要離子濃度和氮收支的變化

硝酸鹽和硫酸鹽的濃度在雨季高於旱季。雨季鈉離子、鈣離子、鎂離子和碳酸氫根離子濃度降低;鉀離子和氯離子濃度的變化是無規律的,這些離子濃度的變化受稀釋、淋濾或巖溶和人類活動的控制。與20世紀80年代的離子濃度相比,硝酸鹽和硫酸鹽的濃度明顯增加。以較高的精度計算了地下河流域壹年的氮素輸入和輸出,為喀斯特地區氮肥的合理利用提供了依據。

4.巖溶水系統的自動監測

根據多年自動監測的經驗,總結出壹套巖溶水系統自動監測工程的施工方法。提出在明確研究目的的基礎上,繪制地下水脆弱分布圖,了解受人類活動強烈影響的含水層或取水點,進而布置監測站點。監測方法采用自動化和人工監測相結合。指導巖溶地區地下水系統監測工程的建設。