興文石海洞內(nèi)co

興文石海洞內(nèi)co

中國許多旅游洞穴主要受二維能力的影響。開放后，不同程度的景觀受到景觀風化和破壞的影響，這影響了地下資源的可持續(xù)和可持續(xù)利用。最近，政府和開發(fā)商也注意到了這個問題。當洞穴開發(fā)為旅游點后，由于游客每天要呼出大量二氧化碳，洞內(nèi)大氣中二氧化碳含量將更高，洞內(nèi)CO2含量過高，可能對石鐘乳等洞穴景觀造成破壞，影響游客觀賞，甚至會危害游客健康。有關專家認為，當空氣中CO2濃度高于5000ppm時，敏感者就會出現(xiàn)惡心、無力等反應，一般公共場所CO2允許濃度在1000ppm以下。近年來也有許多專家學者對旅游洞穴做了一些相關研究，國內(nèi)外洞穴環(huán)境研究主要結合游覽洞穴保護和洞穴醫(yī)療工作而進行，觀測內(nèi)容已擴展到洞穴環(huán)境的諸項組成要素。但對于不同的要素，觀測項目和重點不同，對旅游洞穴主要觀測溫度和CO2含量，更多地關注旅游活動對洞穴環(huán)境的影響及景觀保護等問題，還很少有專門關于洞穴CO2濃度各種影響因素的研究。國內(nèi)外對洞穴環(huán)境系統(tǒng)的監(jiān)測研究僅在少數(shù)幾個洞穴中進行。對于興文世界地質(zhì)公園已有學者作過相關研究，但對興文石海洞鄉(xiāng)天泉洞CO2濃度影響因素的研究還處于初始階段。地質(zhì)公園建設面臨最關鍵的問題是如何協(xié)調(diào)地質(zhì)遺跡保護與地質(zhì)公園開發(fā)利用間的矛盾?，F(xiàn)在興文世界地質(zhì)公園天泉洞已經(jīng)出現(xiàn)這樣的矛盾，解決問題迫在眉睫，造成洞穴景觀破壞的主要因素就是CO2。1洞穴結構及景觀天泉洞位于興文世界地質(zhì)公園四大園區(qū)之一石海洞鄉(xiāng)境內(nèi)，洞口位于梅嶺之北懸崖下，后洞口位于小巖灣漏斗東側絕壁半腰。天泉洞洞穴規(guī)模巨大，居全國各大洞之首，結構復雜。主洞及大小支洞總長約4.2km，總體積270萬m3，頂?shù)装遄畲蟾卟钸_69.68m，共4層，有12個大廳。主洞長約1300m，高約50～100m。開放游覽的洞穴屬于第三層、第四層，面積8.l萬m2，有穹廬廣廈、長廊石秀、云步通幽等7個大廳。各大廳景觀別具一格，鐘乳、石花、石緯、石柱等琳瑯滿目、五光十色。主洞兩旁又有耳洞、吊洞等10余個大溶洞，上下交錯，并有暗河穿流其間。2觀測儀器和方法2.1持式二氧化碳在線測量實驗所用的儀器有GM70手持式二氧化碳測試儀、氣壓計、高程表、溫度計、皮尺等。GM70手持式二氧化碳測量儀結合了維薩拉公司的CARBOCAP技術，穩(wěn)定而可靠，體積很小，重量很輕，且牢固耐用，適合用于一些惡劣環(huán)境。它測量CO2從低濃度一直到20%。GM70的預熱時間很短，特別適合在現(xiàn)場進行測量。2.2發(fā)育、燈光對co濃度的影響影響溶洞CO2濃度的因素有很多，目前相關研究中，一般認為有高程、風速、游客、洞穴的復雜程度、石筍的生長發(fā)育、燈光等。在前期探索性觀測中，也許受實驗所用儀器的精度所限，對石筍生長發(fā)育和燈光對溶洞CO2濃度影響的變化無法測出。在此基礎上對實驗方案進行了修改，主要是從客流量、洞廳空間大小及洞腔結構、高程等影響因素來觀測天泉洞內(nèi)CO2濃度的變化，獲得了2008年7、8月的實測數(shù)據(jù)資料。2.2.1洞穴客流2.2.2洞室的空間大小和洞腔的結構2.2.3高度級別在洞內(nèi)不同高度（不同階層）的地方選擇觀測點，按表3進行高程的量測和CO2濃度的測定。3天泉洞b2濃度分析3.1天泉洞主洞co設定天泉洞小巖灣天坑端洞口為入口，東邊洞口為出口。則入口高程約720m，出口高程約600m，高差為120m。由表4數(shù)據(jù)可以得出：最小值為240ppm，最大值為260ppm，平均值為241.4894ppm，標準差為4.159，標準離差率為0.017，可以看出，天泉洞主洞內(nèi)CO2濃度變化不大，基本保持在240ppm，在47個觀測點數(shù)據(jù)中，有42個點都是240ppm，其余觀測點變化波動也很小，CO2濃度并沒有隨高程的下降發(fā)生明顯變化。3.2洞穴的空間大小天泉洞的洞廳非常大，特別是主洞洞廳，其規(guī)模是非常少見的。主洞空間大，通風條件非常好，與外界物質(zhì)和能量交換密切。3.2.1頂?shù)装甯卟罘植继烊粗鞫炊磸d規(guī)模非常大，平均洞寬約為達到50～60m，最寬的地方甚至達到100m多，最窄的地方也有14m左右，頂?shù)装遄畲蟾卟钸_69.68m，總長約為1300m。洞道受巖層走向控制，呈東西向展布。除了前后兩個洞口外還有一處“天窗”與地表相通，通風條件很好，物質(zhì)和能量與外界交換密切。由表4可以看出，主洞CO2濃度基本保持在240ppm，總體沒有多大的變化，不管是在最寬還是在最窄的地方，CO2濃度值都沒有變化。3.2.2回歸分析結果由于支洞石花奇觀還沒有對游客開放，只有三名觀測人員進洞測探，可排除游客的直接影響。因受洞內(nèi)外環(huán)境條件及氣象等因子的影響，CO2濃度隨洞深和洞斷面大小的變化而有明顯變化。洞內(nèi)CO2濃度平均觀測值為365ppm，標準離差為43.725，標準離差較大。所以進一步作回歸分析，從圖4可以明顯看出CO2濃度隨洞道深度的增加而升高，特別是從采樣點19（如圖3）洞道轉(zhuǎn)彎后，CO2濃度有明顯升高。實地觀測到，從采樣點19點洞道轉(zhuǎn)彎后，洞寬沒有特別的變化，但洞道高度在逐漸降低。把離主洞的路距作為自變量，CO2濃度作為因變量，將拐點前的點（點1-19）作回歸分析得出曲線：y=6.7857x+285.05,R2=0.7865，拐點后的點（點20～24）回歸分析曲線為：y=29.5x+352.5,R2=0.8953，兩條曲線擬合程度好。斜率k1<k2，說明拐點之后，洞內(nèi)CO2濃度增高速度明顯比拐點前快，表明密閉程度對洞內(nèi)CO2濃度影響較大，洞道越狹窄，洞腔結構越復雜，其密閉程度越好，CO2濃度也越大。3.2.3洞道視角下cod七星宮支洞的洞寬變化不大，基本上都保持在3m～4m，洞內(nèi)CO2濃度觀測數(shù)據(jù)如表5所示，平均濃度為765ppm，標準離差為38.311。把離觀音廳距離作為自變量，CO2濃度作為因變量，作回歸分析曲線為：y=10.196x+683.76,R2=0.8896，擬合程度高。k=10.196,說明CO2濃度隨著洞道的加深有所上升。表明洞內(nèi)密閉程度對洞內(nèi)CO2濃度的影響較大，洞越深，其密閉程度越好，CO2濃度越大。3.3游客二次觀測后cod錦繡長廊洞是天泉洞內(nèi)重要的景點之一，表6所示數(shù)據(jù)為在錦繡長廊洞內(nèi)實地觀測數(shù)據(jù)，此次觀測進行了兩次。初次觀測時沒有游客，13名游客在觀測后入洞游覽，游客離開5分鐘后進行了第二次觀測。由表6、圖6可直觀看出，游客通過后洞內(nèi)CO2濃度明顯升高。第一次測得平均值為730ppm，標準離差為31.97232，游客通過后洞內(nèi)CO2濃度平均值為780ppm，標準離差為34.9827，兩條曲線的標準離差相差不大，說明在游客通過后洞內(nèi)CO2濃度整體升高了大約50ppm。4其他研究的建議通過實地考察與實地觀測所得的數(shù)據(jù)進行分析研究，認為影響天泉洞CO2濃度的因素主要包括：高程、游客、洞道深度和溶洞斷面大小等，并主要得出以下結論：1)高程對CO2濃度影響較小，主洞CO2沉底作用不明顯。這可能與主洞其他因素有關，如洞道非常寬大，通風條件好等。這也可能與溶洞的高差不夠大有一定的聯(lián)系。2)游客對溶洞內(nèi)CO2濃度貢獻很大，這從錦繡長廊洞CO2濃度變化中就可以看出。因此，在以后的開發(fā)管理中，一方面要加強其旅游環(huán)境容量研究；另一方面在以后的旅游開發(fā)中，要注意對旅游游客數(shù)量的限制，加強對洞穴環(huán)境的保護，真正地實現(xiàn)保護性開發(fā)。3)對未開發(fā)洞來說，如支洞石花奇觀，洞內(nèi)CO2濃度遠低于已經(jīng)開放的如七星宮等支洞，但也高于主洞和外界CO2濃度，表明除了游客因素的影響外，CO2濃度與通風條件和外界交流等條件有關。4)在與外界物質(zhì)能量交換條件受到限制的情況下，CO2濃度隨洞道深度和洞腔大小的變化而變化，洞道越深、洞腔越小，洞內(nèi)密閉程度越好，CO2濃度越大。這從支洞石花奇觀和七星宮的CO2濃度的變化中可以看出。5)本次研究