森林覆盖的喀斯特地区表层岩溶带的产流阈值.pdf

第19卷第l期 水科学进展 V01．19．N‘)．1 2008年1月 ADVANCESINWATERSCIENCE Jan．，2008 森林覆盖的喀斯特地区表层岩溶带的产流阈值 姜光辉1’2，吴吉春1，郭芳2，李华举2，孙海龙2 摘要：选择中国南方喀斯特森林石山地区的表层岩溶带中出露的泉水为研究对象，通过对泉水水位、pH、电导率、 水温和降水的连续监测，发现表层岩溶带的降水补给的产流阈值为12岫。同时分析了不同降水补给引起的表层岩 溶泉pH、温度、电导率的变化规律。雨季pH在降水后出现暂时的降低，电导率和水温出现暂时的升高。旱季pH、 电导率等表现出比雨季更复杂的变化。按照水位、pH、电导率、水温对降水补给的反应的强弱不同，将表层岩溶 带对降水的反应分成三个等级。第一等级为表层岩溶泉的流量等都不发生变化；第二等级是表层岩溶泉的4个指标 有部分发生微小缓慢的变化；第三等级是表层岩溶泉的4个指标发生显著的变化。表层岩溶带的产流阈值是区别有 效降雨和无效降水的标准，并对理解岩溶地下水的形成有帮助。 关键词：表层岩溶带；降水量；产流阈值；森林覆盖；喀斯特地区 中图分类号：P641．134；Tvl21．7文献标识码：A 文章编号：1001．679l(2008)ol。Ocr72．06 表层岩溶带是碳酸盐岩表层风化带，与下部包气带相比它具有更高和更均匀的空隙度和渗透性[1“】。表层 岩溶带具有存储地下水的功能，并且将降水分解成三部分，一部分成为坡面径流，一部分存储在表层岩溶带， 其余经由表层岩溶带渗透到下部包气带[3】。因此表层岩溶带对岩溶地区的水循环很重要。国内外许多研究表明 表层岩溶带在岩溶地区水循环中发挥重要的作用[5_10】。但是关于表层岩溶带补给的研究较少[1l’12】。 在西南岩溶石山地区出露众多表层岩溶泉，为表层岩溶带的研 究提供了方便。表层岩溶泉的形成往往与岩石层面问的接近水平向 的渗流有关。这些泉水是当地珍贵的饮水水源[13|，但是随着森林 的破坏泉水变成季节性，甚至消失。这可以从森林对降水入渗的作 用得到解释u1’14l5|。在有森林覆盖的岩溶山区，降水首先被树木 和土壤截留，然后才能补给表层岩溶带。表层岩溶带强烈的岩溶化 使得坡面能十分有效地吸收降水。但是当森林消失后土壤的结构发 生改变，水土流失加重。当流失的土壤充满岩溶空隙后，表层岩溶 带的渗透性降低【11|。植被和土壤构成了表层岩溶带的保护层。本 研究项目选择贵州荔波县茂兰自然保护区内的一个表层岩溶泉为研 究对象(图1)，通过长期的自动化监测，得到保护层和表层岩溶带 消耗的降水量。这种降水消耗量可以称之为产流阈值，它是反映表 层岩溶带补给的一个有用的参数。同时表层岩溶泉在降水后发生的 变化也得到了总结。 图l研究点位置示意图 0ft}Ie I肿ations sites Fig．1 8tudy 收稿日期：200r7．04．03 目(200602) 作者简介：姜光辉(1977一)，男，江苏徐州人，博士研究生，主要从事岩溶水文学研究。 E·mail：jcwu@nju．edu．cn，bmIl】cz@126．com 万方数据 第l期 姜光辉等：森林覆盖的喀斯特地区表层岩溶带的产流阔值 73 1研究区简介 752 茂兰自然保护区位于贵州省南部荔波县，属亚热带气候，年平均降水量l n瑚。茂兰喀斯特森林保护区是