全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 渊杂匀耘晕郧栽粤陨 载哉耘月粤韵冤
摇 摇 第 猿源卷 第 猿期摇 摇 圆园员源年 圆月摇 渊半月刊冤
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
灾后生态恢复评价研究进展 刘孝富袁王文杰袁李摇 京袁等 渊缘圆苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于生态能量视角的我国小水电可持续性分析 庞明月袁张力小袁王长波 渊缘猿苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
个体与基础生态
北部湾北部海域夏季微型浮游动物对浮游植物的摄食压力 马摇 璐袁曹文清袁张文静袁等 渊缘源远冤噎噎噎噎噎噎
鲶鱼和胡子鲶的两性异形与雌性个体生育力 樊晓丽袁林植华袁丁先龙袁等 渊缘缘缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
环境温度对白头鹎代谢产热和蒸发失水的影响 林摇 琳袁曹梦婷袁胡益林袁等 渊缘远源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
灌溉对沙拐枣幼苗生长及氮素利用的影响 黄彩变袁曾凡江袁雷加强袁等 渊缘苑圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
孕粤匀泽污染土壤植物修复对酶活性的影响 朱摇 凡袁洪湘琦袁闫文德袁等 渊缘愿员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于修正 砸陨杂运耘模型的重庆岩溶地区地下水脆弱性评价 魏兴萍袁蒲俊兵袁赵纯勇 渊缘愿怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎
排水沟蓄水条件下农田与排水沟水盐监测 潘延鑫袁罗摇 纨袁贾忠华袁等 渊缘怨苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
种群尧群落和生态系统
高寒退化草地不同海拔梯度狼毒种群分布格局及空间关联性 高福元袁赵成章袁卓马兰草 渊远园缘冤噎噎噎噎噎噎
捕食者对空心莲子草叶甲种群的生物胁迫 刘雨芳袁李摇 菲袁桂芳艳袁等 渊远员猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
夏尧冬季南海北部浮游植物群落特征 马摇 威袁孙摇 军 渊远圆员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
磨盘山天然次生林凋落物数量及动态 范春楠袁郭忠玲袁郑金萍袁等 渊远猿猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
持续干旱对樱桃根际土壤细菌数量及结构多样性影响 刘方春袁邢尚军袁马海林袁等 渊远源圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎
随机森林算法基本思想及其在生态学中的应用要要要以云南松分布模拟为例
张摇 雷袁王琳琳袁张旭东袁等 渊远缘园冤
噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于水文平衡的湿地退化驱动因子定量研究 侯摇 鹏袁申文明袁王摇 桥袁等 渊远远园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
华北低丘山地人工林蒸散的控制因子 黄摇 辉袁孟摇 平袁张劲松袁等 渊远远苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
新疆天山高寒草原不同放牧管理下的 悦韵圆袁悦匀源和 晕圆韵通量特征 贺桂香袁李凯辉袁宋摇 韦袁等 渊远苑源冤噎噎噎噎
景观尧区域和全球生态
宁夏生态足迹影响因子的偏最小二乘回归分析 马明德袁马学娟袁谢应忠袁等 渊远愿圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
引黄灌区土壤有机碳密度剖面特征及固碳速率 董林林袁杨摇 浩袁于东升袁等 渊远怨园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
自养微生物同化 悦韵圆的分子生态研究及同化碳在土壤中的转化 吴小红袁简摇 燕袁陈晓娟袁等 渊苑园员冤噎噎噎噎
资源与产业生态
基于能值分析法的矿区循环经济系统生态效率分析 孙玉峰袁 郭全营 渊苑员园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于 粤阅鄄粤杂模型的海岸带生态系统综合承载力评估要要要以舟山海岸带为例
苏盼盼袁叶属峰袁过仲阳袁等 渊苑员愿冤
噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
城乡与社会生态
基于增强回归树和 蕴燥早蚤泽贼蚤糟回归的城市扩展驱动力分析 李春林袁刘摇 淼袁胡远满袁等 渊苑圆苑冤噎噎噎噎噎噎噎
研究简报
陕西省不同生态区大气氮素干湿沉降的时空变异 梁摇 婷袁同延安袁林摇 文袁等 渊苑猿愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
不同覆盖方式对旱地果园水热特征的影响 刘小勇袁李红旭袁李建明袁等 渊苑源远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
长白山苔原带土壤动物群落结构及多样性 王振海袁殷秀琴袁蒋云峰 渊苑缘缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
最大可允许填海面积模拟要要要厦门西海域案例研究 林琛琛袁 饶欢欢袁 刘摇 岩袁等 渊苑远远冤噎噎噎噎噎噎噎噎
学术信息与动态
圆园员猿年水文土壤学与自然资源可持续利用国际学术研讨会述评 张摇 骁袁赵文武 渊苑苑源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
期刊基本参数院悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝鄢员怨愿员鄢皂鄢员远鄢圆缘圆鄢扎澡鄢孕鄢 预 怨园郾 园园鄢员缘员园鄢圆怨鄢圆园员源鄄园圆
室室室室室室室室室室室室室室
封面图说院 云南松树冠要要要云南松为松科松属裸子植物袁多生长在海拔 员园园园要猿缘园园皂的高山袁喜光尧耐干旱尧耐瘠薄袁适应酸性
的红壤尧黄壤袁在其他树种不能生长的贫瘠石砾地或冲刷严重的荒山坡分布袁易于天然更新遥 主要分布于四川西南
部尧云南尧西藏东南部尧贵州西部尧广西西部袁常形成大面积纯林袁尤以云南分布最广袁故有云南松之称遥 云南松树高
可达 猿园皂袁胸径达 员皂袁树皮呈灰褐色袁叶通常 猿针一束袁鲜有两针袁球果圆锥状卵圆形袁种子近卵圆形或倒卵形遥 树干
通直袁木质轻软细密袁是优质造纸尧人造板原料袁富含松脂是云南松的重要特点之一遥
彩图及图说提供院 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 耘鄄皂葬蚤造院 糟蚤贼藻泽援糟澡藻灶躁憎岳 员远猿援糟燥皂
第 34 卷第 3 期
2014年 2月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.3
Feb.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:重庆市自然科学基金资助项目(CSTC2012jjA80008);国家自然科学基金资助项目 (41202135);国土资源部岩溶动力学重点实验室开
放课题资助项目(KDL2011鄄08); 校级 GIS重点实验室开放课题资助项目
收稿日期:2012鄄10鄄30; 摇 摇 修订日期:2013鄄04鄄18
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: junbingpu@ karst.ac.cn
DOI: 10.5846 / stxb201210301504
魏兴萍,蒲俊兵,赵纯勇.基于修正 RISKE模型的重庆岩溶地区地下水脆弱性评价.生态学报,2014,34(3):589鄄596.
Wei X P,Pu J B,Zhao C Y.Assessment of karst groundwater vulnerability in Chongqing based on revised RISKE model.Acta Ecologica Sinica,2014,34
(3):589鄄596.
基于修正 RISKE模型的重庆岩溶地区
地下水脆弱性评价
魏兴萍1,2,蒲俊兵2,*,赵纯勇1
(1. 重庆师范大学地理与旅游学院,GIS应用研究重庆市重点实验室,重庆摇 400047;
2. 国土资源部 /广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室,联合国教科文组织国际岩溶中心,
中国地质科学院岩溶地质研究所, 桂林摇 541004)
摘要:岩溶地下水脆弱性评价是保护、管理和利用岩溶地下水的基础与有效方法。 我国西南岩溶区绝大多数地区由于缺少应有
的地下水保护带,地下水比较容易受污染。 运用修正的 RISKE模型,对重庆岩溶地区地下水进行脆弱性评价。 结果表明:岩溶
在 4个地区所占面积从高到低依次为渝东北(43.14%)、渝东南(42.82%)、渝东(9.82%)、渝西地区(4.22%)。 重庆岩溶地区地
下水脆弱性中度以上,面积比例由高到低依次为渝东南(33.29%)、渝东北(29.21%)、渝东(6.68%)、渝西地区(2.37%)。 地下
水水质检测由差到好依次为渝东南、渝东北、渝西和渝东地区。 地下水脆弱性在空间分布上的特征不仅显示了岩性、土壤、落水
洞、岩溶裂隙等自然特征对其脆弱性的影响,同时也反映了人类活动对地下水的影响。 因此在自然条件无法改变的情况下,控
制人类活动对地下水的污染就显得尤为重要。
关键词:RISKE模型;重庆岩溶地区;地下水;脆弱性评价
Assessment of karst groundwater vulnerability in Chongqing based on revised
RISKE model
WEI Xingping1,PU Junbing2,*,ZHAO Chunyong1
1 College of Geography and Tourism, Key Laboratory of GIS Application, Chongqing Normal University, Chongqing 400047, China
2 Key Laboratory of Karst Dynamics (Ministry of Land and Resources / Guangxi Zhuang Autonomous Region), International Research Center on Karst Under
the Auspices of UNESCO, Institute of Karst Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Guilin 541004, China
Abstract: Assessment of karst groundwater vulnerability provides an efficient means for protection, management and
utilization of karst groundwater resources. Groundwater tends to be polluted due to the lack of protection zoning in place over
most karst area in southwest China. This paper reviews and adapts the RISKE model for a use in assessing the karst
groundwater vulnerability in Chongqing. It is concluded that the distribution of karst areas in a decreasing order is identified
as the Northeast(43.14%)、the Southeast(42.82%)、the east(9.82%) and the west of Chongqing (4.22%), while the
areas exceeding the medium vulnerability threshold are the Southeast ( 33. 29%) 、 the Northeast ( 29. 21%)、 the east
(6郾 68%)and the west(2.37%) in Chongqing. In terms of the groundwater quality, ranks from the worst to the best are the
Southeast、 the Northeast、 the west and the east of Chongqing, respectively. It is further concluded that the spatial
characteristics of the groundwater vulnerability in the areas is affected not only by the natural characteristics such as
lithology、soil、sinkholes、karst fissure etc, but also by human activities. It is realistic that the control of human activities
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should be prioritized in order to mitigate groundwater pollution.
Key Words: RISKE model;karst region of Chongqing;groundwater;vulnerability assessment
摇 摇 岩溶地下水是岩溶地区重要的水资源,世界上
约 25%的人需要从岩溶地下水中获得水源[1]。 由于
特殊的岩溶结构,地表和含水层通过表层岩溶、落水
洞等方式紧密联系,使得岩溶含水层很容易受到污
染[2鄄3]。 为有效防治地下水环境问题,“地下水脆弱
性冶这一术语在 1968 年由 Margat 首次提出[5]。 在
20世纪 80年代以来,地下水脆弱性研究成为国际水
文地质研究的热点问题[6鄄8]。 地下水脆弱性评价方
法很多,如 GOD和 DRASTIC。 DRASTIC指标方法在
加拿大、欧共体、美国及南非得到了广泛的应用[9]。
1998年 Doerfliger等[5]首先提出了适合于岩溶地下
水的评价方法 EPIK 法。 2003 年欧盟科学技术委员
会,提出了一种适合于岩溶地下水评价的欧洲模式,
各国在欧洲模式评价理念的基础上,提出了适合本
国的评价方法[10鄄13]。 国内主要采用二元法、COP、
EPIK、欧洲模型等方法对岩溶地下河脆弱性进行评
价[3,6,15鄄19]。 DRASTIC法较通用,但没有考虑含水层
类型,包气带介质考虑也不全面,实际工作中有些因
子很难获得;Legerand使用范围较小;GOD模型较简
单,没有考虑盖层岩性的复杂性和各种岩性的厚度;
AVI模型简单快捷;COP、EPIK、RISKE 等方法考虑
了自然因素对地下河的影响,没有考虑人类因素对
地下河的影响。 重庆岩溶地下水脆弱性的评价仅限
于局部的、某一条地下河流域的研究[6,16,19]。 重庆岩
溶地区地下水缺乏脆弱性整体评价。 重庆地下水资
源丰富,其中岩溶水资源占地下水资源量的 73.
65%[4]。 2006年重庆遭遇百年不遇的特大旱情,受
灾人口约 2100 万人,2009 年秋冬以及 2010 年春再
次遭遇百年一遇的特大旱灾。 弄清楚整个重庆岩溶
地区受自然、人类影响的区域演化规律,对于缓解近
几年频繁出现的旱情迫在眉睫。 正确地评价岩溶地
下河脆弱性,为重庆市政府和当地人民采用地下河
提供理论依据。 根据已有的数据以及能够获取的数
据,本文选择 RISKE 模型,添加人类因素,修正
RISEK模型,对重庆岩溶地区地下水脆弱性进行综
合评价。
1摇 研究区概况
重庆市地跨东经 105 °17 ¢—110 °11 ¢,北纬 28 °10 ¢
—32 °13 ¢之间,幅员面积 8.24万 km2,其中碳酸盐岩
出露面积(含碳酸盐岩夹碎屑岩)达 3.0多万 km2,占
全市总面积的 36.49%,主要分布在渝东北的大巴山
地区,渝东南以及中西平行岭谷背斜轴部,主要出露
地层有寒武系、奥陶系、二叠系和三叠系的碳酸盐
岩[4]。 重庆市岩溶地下水与碳酸盐岩面积分布基本
一致,其主要分布在三叠系地层,因为重庆三叠系地
层分布面积最广(面积 1.73km2),其次是分布在二叠
系和奥陶系。 寒武系地下水分布少的原因是寒武系
以白云岩地层为主,其溶蚀作用没有石灰岩强烈。
2摇 数据来源及研究方法
2.1摇 数据来源和检测方法
本文所需数据包括重庆地区的 1颐10万土壤类型
图、1颐5 万地形图、1颐 20 万重庆市水文地质图、2008
年 1颐 10 万土地利用图以及 1颐 20 万水文地质报告。
此外,选择本研究区内 70 条地下河出口作为采样
点,于 2009年 7—9月(雨季)进行,有少部分样品采
用 2007 年、2008 年调查时的数据,样品数达 70 个。
对样品进行 Cl-、NO-3、SO2
-
4 水质分析,水质数据作为
研究区地下水脆弱性评价的验证资料。 Cl-、NO-3、
SO2-4 测试方法参考《地下水标准检验方法》(地质实
验室,1988鄄04)进行。 其中 Cl-采用 AgNO3滴定法测
试,NO-3、SO2
-
4 采用日本岛津公司产 UV2450 紫外分
光光度计测定。 样品测试在西南大学岩溶环境学实
验室完成。
2.2摇 研究方法
岩溶地区地下水脆弱性评价的方法,在国际上
有好几种,这里选择 RISKE 模型的原因是因为该模
型考虑的因素比较全面,而且这些参数都能够获取。
由于地下水的脆弱性是自然和人类原因导致,因此
还叠加了人类因素 Lu,对 RISKE 模型进行修正。 其
中 R为含水层岩石; I为渗透条件;S为土壤;K为岩
溶发育程度;E 为表层岩溶;Lu 为土地利用类型,这
095 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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样评价的结果更有参考价值。
2.2.1摇 含水层岩石因子脆弱性评价方法
根据碳酸盐岩地区岩石的平均渗入系数进行评
价,纯碳酸盐岩类型的岩石渗透率为 0.36,少夹层碳
酸盐岩类型的岩石渗透率为 0.3,多夹层泥灰岩、白
云岩类型为 0.25,碎屑岩泥、页岩为 0.1,志留系泥、
页岩为 0郾 1淤。 根据 1颐20 万水文地质图进行岩层矢
量化,将重庆各图幅进行拼接,得到重庆市岩层分布
图,再按照表 1进行脆弱性分级。
表 1摇 脆弱性评价标准
Table 1摇 The vulnerability evaluation standard
脆弱性分级
Vulnerability rates
岩石单元
lithology units
坡度分级 / %
Slope rates
土壤类型
Soil type
0无脆弱性 Invulnerability 摇 >50
1低脆弱性 Low vulnerability 页岩、泥岩、砂岩 15—50 水稻土
2中脆弱性 Moderate vulnerability 碳酸盐岩夹碎屑岩 摇 5—15 新积土、山地草甸
3高脆弱性 Strong vulnerability 白云岩、石灰岩 摇 0—5 棕壤、黄褐土、石灰土、新积土
4极脆弱性 Extreme vulnerability 黄壤、黄棕壤、粗骨土、紫色土
脆弱性分级
Vulnerability rates
岩溶发育程度
Karst development degree
表层岩溶特征
Epikarst characteristics
土地利用类型
Landuse types
0无脆弱性 Invulnerability 无岩溶发育 没有岩溶地貌地区
1低脆弱性 Low vulnerability 岩溶不发育 岩溶地貌不明显地区 林、灌、草地
2中脆弱性 Moderate vulnerability 岩溶较发育 溶沟田、干谷 耕地、低密度居民地
3高脆弱性 Strong vulnerability 岩溶发育 落水洞、溶沟 耕地、中密度居民地
4极脆弱性 Extreme vulnerability 岩溶很发育 竖井、溶洞 高密度居民地以及工业区
淤区域水文地质普查报告———巫溪幅 81页
2.2.2摇 坡度渗透因子脆弱性评价方法
2.2.3摇 土壤渗透因子评价方法
土壤渗透因子,可以借用水土流失方程中的可
蚀性 K因子。 K因子的计算可以参考已有的相关研
究成果[22]以及美国通用方程公式中关于 K 因子的
计算方法来结合分级。
图 1摇 岩性分级图
Fig.1摇 The map of Lithology rates
摇 摇 为了得到坡度的渗漏情况,利用重庆市 1颐5 万
DEM图,通过坡度分析,一般来说,坡度越陡,地表
越容易产生径流,渗漏量越低,相反,坡度越缓,地表
水更容易渗漏。 根据此原理,按照表 2[13]的方法进
行分级。
2.2.4摇 岩溶发育程度分级评价方法
地表岩溶地图可以利用 1颐20万重庆市水文地质
图、遥感图和野外考察,根据表 1 标准得出。
2.2.5摇 地表岩溶地貌分级评价方法
表层岩溶地貌分级通过利用 1颐 20 万水文地质
图、1颐5 万的地形图、DEM 图、遥感图像以及野外考
察综合分析,按照表 1分级[13]得出。
2.2.6摇 土地利用分级评价方法
人类活动可能会加剧或者减弱地下水脆弱性,因
此在 RISKE模型中,考虑了人类活动因子对地下水的
影响。 根据人类活动的强度,对不同的土地利用类型
按照 P.E. van Beynen[8]进行分级,其结果见表 1。
2.2.7摇 岩溶地区地下水脆弱性评价
根据上面的评价方法,得到各因子的脆弱性评
价,但是其仅反映某一个因子的脆弱性,而没有将研
究区的地下水脆弱性空间变异特征综合反应出来。
运用 ArcGIS的空间分析功能,将上述各因子要素图
195摇 3期 摇 摇 摇 魏兴萍摇 等:基于修正 RISKE模型的重庆岩溶地区地下水脆弱性评价 摇
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图 2摇 渗漏图
Fig.2摇 The map of the infiltration
图 3摇 土壤分级图
Fig.3摇 Soil rate map
图 4摇 岩溶发育程度分级地图
Fig.4摇 The map of Karst development degree rates
层按照公式 1 进行叠加,得到重庆岩溶地区地下水
脆弱性评价。
图 5摇 表层岩溶分级图
Fig.5摇 The map of Epikarst rates
图 6摇 土地利用类型分级图
Fig.6摇 The landuse type rate map
F=琢Ri+茁Ij+啄Sk+酌Kl+着Em+灼Lu (1)
通过添加人类活动因子,根据 B.Kattaa[13]的权
重设置,结合重庆实际情况以及专家建议,得 F =
0郾 1R+0.1I+0.1S+0.2K+0.2E+0.3Lu,运用 ARCGIS
的栅格空间叠加分析,得到重庆岩溶地区地下水脆
弱性评价。 再根据自然断点法,将地下水脆弱性评
价分为 5级。 为了得到岩溶地区地下水脆弱性空间
分布特征,将非岩溶地区的部分剪切即可,见图 7。
3摇 结果分析
3.1摇 含水层岩石因子脆弱性评价
摇 摇 岩性是确定地下水分布的关键因子,同时也是
295 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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图 7摇 岩溶地区地下水脆弱性图
Fig.7摇 The underground water vulnerability map in karst
region摇
导致地下水脆弱性的根本自然因素。 根据岩性因素
导致的地下水脆弱性面积分布,高脆弱性面积占
3郾 58万 km2,比例占 43.45%。 从图 1 中可以看出,
其主要分布面积依次为渝东北中低山地区、渝东南
中低山地区、渝东低山丘陵区以及渝西低山丘陵区。
3.2摇 山坡渗漏因子评价
根据坡度是决定地表径流参数的一个重要因
素,越陡的坡度越容易产生地表径流,其对地下水的
影响越小。 在重庆地区山坡渗漏无脆弱性面积占了
13.77%,低脆弱性占了 51.79%。 他们主要分布在渝
东北和渝东南中低山地区。 而在渝东、渝西低山丘
陵地区由于存在较多的谷地、平坝,导致脆弱性较
大,其中中高脆弱性面积达 28375.16km2,比例占到
34.44%。
表 2摇 岩石脆弱性评价表
Table 2摇 The vulnerability assessment table on the rock
分级 Rates 低脆弱性Low vulnerability
中脆弱性
Moderate vulnerability
高脆弱性
Strong vulnerability
面积 Areas / Km2 28589.68 18007.63 35802.69
百分比 Proportion / % 34.70 21.85 43.45
表 3摇 山坡渗漏脆弱性评价表
Table 3摇 The vulnerability assessment table on the slope infiltration
分级 Rates 无脆弱性Invulnerability
低脆弱性
Low vulnerability
中脆弱性
Moderate vulnerability
高脆弱性
Strong vulnerability
面积 Areas / km2 11347.12 42677.72 18693.94 9681.22
百分比 Proportion / % 13.77 51.79 22.69 11.75
3.3摇 土壤渗透因子评价
研究区土壤渗漏因子以高脆弱性和极脆弱性为
主,分别占到整个研究区面积的 12.48%和 69.28%。
主要分布在渝东北和渝东南中低山地区。 这些地区
土壤脆弱性强的主要原因是岩溶发育,土层薄,再加
之三峡地区消落区淹没,农民趋向陡坡耕作,使得脆
弱性高。
3.4摇 岩溶发育程度以及地表岩溶发育程度脆弱性
评价
岩溶的发育程度与地表岩溶发育程度均受岩性
控制,重庆碳酸盐岩地区主要发育在三叠系、二叠
系、奥陶系以及寒武系岩层,因此可以看出无论是岩
溶发育脆弱性评价还是地表岩溶脆弱性评价其脆弱
性面积比例占整个研究区面积的 1 / 3,均主要分布在
渝东北和渝东南中低山区。
表 4摇 土壤渗漏脆弱性评价表
Table 4摇 The vulnerability assessment table on the soil infiltration
分级
Rates
低脆弱性
Low vulnerability
中脆弱性
Moderate vulnerability
高脆弱性
Strong vulnerability
极脆弱性
Extreme vulnerability
面积 Areas / km2 14935.86 93.16 10285.60 57085.39
百分比 Proportion / % 18.13 0.11 12.48 69.28
395摇 3期 摇 摇 摇 魏兴萍摇 等:基于修正 RISKE模型的重庆岩溶地区地下水脆弱性评价 摇
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表 5摇 岩溶发育程度表
Table 5摇 The vulnerability assessment table on the karst development degree
分级 Rates 无脆弱性Invulnerability
低脆弱性
Low vulnerability
中脆弱性
Moderate vulnerability
高脆弱性
Strong vulnerability
极脆弱性
Extreme vulnerability
面积 / km2 54211.73 5188.62 694.69 3728.43 18576.53
百分比 Proportion / % 65.79 6.30 0.84 4.52 22.54
表 6摇 地表岩溶发育程度表
Table 6摇 The vulnerability assessment table on the epikarst development
分级 Rates 无脆弱性Invulnerability
低脆弱性
Low vulnerability
中脆弱性
Moderate vulnerability
高脆弱性
Strong vulnerability
极脆弱性
Extreme vulnerability
面积 / km2 48221.00 2056.59 2839.47 19092.89 10190.05
百分比 Proportion / % / 58.52 2.50 3.45 23.17 12.37
摇 摇
3.5摇 土地利用对地下水脆弱性评价
地下水中主要的污染来自工业、农业和城镇的
生活污水,因此土地利用类型对地下水的污染评价
是不可忽略的。 根据表 7,可以看出研究区高度脆弱
性以上等级的比例占了 57.45%,根据人口的居住密
度,其主要分布在渝西、渝东地区,再次是渝东南和
渝东北地区。
表 7摇 土地利用脆弱性评价表
Table 7摇 The vulnerability assessment table on the landuse
分级
Rates
低脆弱性
Low vulnerability
中脆弱性
Moderate vulnerability
高脆弱性
Strong vulnerability
极脆弱性
Extreme vulnerability
面积 / km2 11903.32 23156.22 47023.55 316.91
百分比 Proportion / % 14.45 28.10 57.07 0.38
3.6摇 重庆岩溶地区地下水脆弱性评价
岩溶在四个地区所占面积从高到低依次为渝东
北、渝东南、渝东、渝西地区。 通过叠加分析,重庆地
下水脆弱性主要表现在渝东南和渝东北,其次渝东、
渝西地区。 地下水脆弱性表现出中度及以上脆弱
性,其比例为 67.85%,其中渝东南(比例 33.29%),
渝东北(比例 29.21%),渝东地区(比例 6.68%),渝
西地区(比例 2.37%),因此可见渝东南和渝东北是
最脆弱的,其次是渝东以及渝西地区。 从岩性来看,
渝东南和渝东北均是三叠系、寒武系、奥陶系以及二
叠系发育碳酸盐岩,渝东南岩溶面积比例没有渝东
北高,但是地下水脆弱性高于渝东北,原因是渝东南
人口密度更高,该地区农业、工矿、城市发展等人类
活动对地下水影响更强。 渝西岩溶面积比例和脆弱
性均低于渝东地区。 2010 年 6—8 月对重庆岩溶地
区 70条地下河出口取样,检测水中阴离子(NO3-、
Cl-、SO2-4 )浓度,根据地下水质量标准,对水质分别
进行质量分类,再叠加分析,得出,这 4 个地区水质
情况由差到好依次是:渝东南、渝东北、渝西、渝东
(图8) [4] ,前文分析的大致一致,但还是有所出入,
图 8摇 岩溶地下水污染图(雨季)
Fig.8摇 The groundwater pollution map in karst region
渝东的地下水脆弱性强于渝西,一是因为渝东地区
岩溶面积均为三叠系岩层,石灰岩比例含量高,岩溶
裂隙更为发育,而渝西地区除了三叠系岩层之外,还
有寒武系和奥陶系岩层,它们主要岩性是白云岩,裂
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隙发育程度不及石灰岩岩层。 二是因为渝西地区人
口密度高于渝东地区,人类活动强于渝东地区。 渝
西地区大多是岩溶槽谷区,槽谷区是人们进行农业
活动、居住以及采矿的区域,对其地下水影响大于渝
东地区。 这也证明了岩溶地区地下水脆弱性评价必
须考虑人类活动对其的影响。 为了更好地防治岩溶
地区地下水污染,首先应该截断人类的污染源。 本
研究地下水脆弱性在空间分布上的特征不仅显示了
岩性、土壤、落水洞、岩溶裂隙等自然特征对其脆弱
性的影响,同时也反映了人类活动对地下水的影响。
表 8摇 岩溶地区脆弱性评价表
Table 8摇 The vulnerability assessment table on the karst region
地区 Region
渝东北
面积 / km2
Area
比例 / %
Proportion
渝东南
面积 / km2
Area
比例 / %
Proportion
渝东
面积 / km2
Area
比例 / %
Proportion
渝西
面积 / km2
Area
比例 / %
Proportion
无脆弱性
Invulnerability 1086.05 3.53 502.83 1.63 336.66 1.09 230.03 0.75
低脆弱性
Low vulnerability 2205.83 7.17 2294.45 7.45 675.21 2.19 339.84 1.10
中脆弱性
Moderate vulnerability 2070.85 6.73 2226.87 7.23 401.55 1.30 240.15 0.78
高脆弱性
Strong vulnerability 5542.23 18.00 4123.19 13.39 1085.37 3.53 337.17 1.10
极脆弱性
Extreme vulnerability 2465.3 8.01 3896.84 12.66 570.77 1.85 153.58 0.50
合计 Total 13370.26 39.90 13044.18 42.37 3069.56 9.97 1300.77 4.23
4摇 结论与讨论
岩溶地下水脆弱性的影响因素不仅与自然因素
有关,人类活动的影响也不容忽视。 因此,在进行重
庆岩溶地区地下水脆弱性评价时,其指标除选用
RISKE模型中的岩性、坡度、土壤、岩溶发育程度、地
表岩溶特征之外,还特别考虑了人类活动的影响,构
建了修正的 RISKE模型。
通过综合评价,地下水脆弱性能够在一定程度
上很好地反应地下水脆弱性布局。 重庆岩溶地区地
下水脆弱性空间分布的强弱依次是渝东南、渝东北、
渝东以及渝西。 通过水质检测,地下水污染程度依
次是渝东南、渝东北、渝西以及渝东地区。 研究中发
现岩溶裂隙发育程度越高,坡度越缓,人类活动对其
影响越强,地下水表现越脆弱。 在研究中,岩溶地区
岩性组合复杂,裂隙发育程度只能通过遥感图片、地
形图、水文地质图等进行分析判断,难免出现不准确
的地方。 通过本研究与实际的水质污染情况对比,
评价结果基本符合实际情况,这说明本文提出的模
型具有很好的实用性。 这也进一步证实了,在进行
地下水脆弱性评价时,需要考虑人类活动因素的
影响。
在理解了地下水脆弱性影响因素以后,我们虽
然无法改变自然因素对地下水的影响,但我们可以
加强水文地质基础调查研究工作,为正确评价地下
水脆弱性提供依据。 可以改善人类因素对地下水脆
弱性的影响。 在人类影响地下水水质的因素中,有
城镇生活污水、工矿活动对地下水的影响、农业活动
以及生活垃圾对地下水的影响。 因此要缓解地下水
水质,需要调整土地利用方式,突出生态优先原则;
还可以加强对当地人民的科普教育,尤其是领导干
部对岩溶地下水污染的科普学习,理解其危害性,督
促当地人民保护地下水,尽可能地减少对当地地下
水的污染。
致谢:数据库的建立和野外数据采样得到周超、汪智
军、曹敏、毛海红、翟心心等帮助,特此致谢。
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叶生态学报曳圆园员源年征订启事
叶生态学报曳是由中国科学技术协会主管袁中国生态学学会尧中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊袁创刊于 员怨愿员年袁报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果遥 坚持野百花齐放袁百家
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叶生态学报曳主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果遥 特别欢
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编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
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主摇 摇 编摇 王如松
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