興文石海洞內(nèi)co

興文石海洞內(nèi)co

中國(guó)許多旅游洞穴主要受二維能力的影響。開(kāi)放后，不同程度的景觀受到景觀風(fēng)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(kāi)發(fā)商也注意到了這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)洞穴開(kāi)發(fā)為旅游點(diǎn)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(guò)高，可能對(duì)石鐘乳等洞穴景觀造成破壞，影響游客觀賞，甚至?xí)：τ慰徒】怠Ｓ嘘P(guān)專家認(rèn)為，當(dāng)空氣中CO2濃度高于5000ppm時(shí)，敏感者就會(huì)出現(xiàn)惡心、無(wú)力等反應(yīng)，一般公共場(chǎng)所CO2允許濃度在1000ppm以下。近年來(lái)也有許多專家學(xué)者對(duì)旅游洞穴做了一些相關(guān)研究，國(guó)內(nèi)外洞穴環(huán)境研究主要結(jié)合游覽洞穴保護(hù)和洞穴醫(yī)療工作而進(jìn)行，觀測(cè)內(nèi)容已擴(kuò)展到洞穴環(huán)境的諸項(xiàng)組成要素。但對(duì)于不同的要素，觀測(cè)項(xiàng)目和重點(diǎn)不同，對(duì)旅游洞穴主要觀測(cè)溫度和CO2含量，更多地關(guān)注旅游活動(dòng)對(duì)洞穴環(huán)境的影響及景觀保護(hù)等問(wèn)題，還很少有專門(mén)關(guān)于洞穴CO2濃度各種影響因素的研究。國(guó)內(nèi)外對(duì)洞穴環(huán)境系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)研究?jī)H在少數(shù)幾個(gè)洞穴中進(jìn)行。對(duì)于興文世界地質(zhì)公園已有學(xué)者作過(guò)相關(guān)研究，但對(duì)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(shè)面臨最關(guān)鍵的問(wèn)題是如何協(xié)調(diào)地質(zhì)遺跡保護(hù)與地質(zhì)公園開(kāi)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(wèn)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(jié)構(gòu)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(cè)絕壁半腰。天泉洞洞穴規(guī)模巨大，居全國(guó)各大洞之首，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。主洞及大小支洞總長(zhǎng)約4.2km，總體積270萬(wàn)m3，頂?shù)装遄畲蟾卟钸_(dá)69.68m，共4層，有12個(gè)大廳。主洞長(zhǎng)約1300m，高約50～100m。開(kāi)放游覽的洞穴屬于第三層、第四層，面積8.l萬(wàn)m2，有穹廬廣廈、長(zhǎng)廊石秀、云步通幽等7個(gè)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(gè)大溶洞，上下交錯(cuò)，并有暗河穿流其間。2觀測(cè)儀器和方法2.1持式二氧化碳在線測(cè)量實(shí)驗(yàn)所用的儀器有GM70手持式二氧化碳測(cè)試儀、氣壓計(jì)、高程表、溫度計(jì)、皮尺等。GM70手持式二氧化碳測(cè)量?jī)x結(jié)合了維薩拉公司的CARBOCAP技術(shù)，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(cè)量CO2從低濃度一直到20%。GM70的預(yù)熱時(shí)間很短，特別適合在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量。2.2發(fā)育、燈光對(duì)co濃度的影響影響溶洞CO2濃度的因素有很多，目前相關(guān)研究中，一般認(rèn)為有高程、風(fēng)速、游客、洞穴的復(fù)雜程度、石筍的生長(zhǎng)發(fā)育、燈光等。在前期探索性觀測(cè)中，也許受實(shí)驗(yàn)所用儀器的精度所限，對(duì)石筍生長(zhǎng)發(fā)育和燈光對(duì)溶洞CO2濃度影響的變化無(wú)法測(cè)出。在此基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了修改，主要是從客流量、洞廳空間大小及洞腔結(jié)構(gòu)、高程等影響因素來(lái)觀測(cè)天泉洞內(nèi)CO2濃度的變化，獲得了2008年7、8月的實(shí)測(cè)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(jié)構(gòu)2.2.3高度級(jí)別在洞內(nèi)不同高度（不同階層）的地方選擇觀測(cè)點(diǎn)，按表3進(jìn)行高程的量測(cè)和CO2濃度的測(cè)定。3天泉洞b2濃度分析3.1天泉洞主洞co設(shè)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(biāo)準(zhǔn)差為4.159，標(biāo)準(zhǔn)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(gè)觀測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)中，有42個(gè)點(diǎn)都是240ppm，其余觀測(cè)點(diǎn)變化波動(dòng)也很小，CO2濃度并沒(méi)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(jiàn)的。主洞空間大，通風(fēng)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(dá)到50～60m，最寬的地方甚至達(dá)到100m多，最窄的地方也有14m左右，頂?shù)装遄畲蟾卟钸_(dá)69.68m，總長(zhǎng)約為1300m。洞道受巖層走向控制，呈東西向展布。除了前后兩個(gè)洞口外還有一處“天窗”與地表相通，通風(fēng)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(méi)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(méi)有變化。3.2.2回歸分析結(jié)果由于支洞石花奇觀還沒(méi)有對(duì)游客開(kāi)放，只有三名觀測(cè)人員進(jìn)洞測(cè)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(cè)值為365ppm，標(biāo)準(zhǔn)離差為43.725，標(biāo)準(zhǔn)離差較大。所以進(jìn)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(diǎn)19（如圖3）洞道轉(zhuǎn)彎后，CO2濃度有明顯升高。實(shí)地觀測(cè)到，從采樣點(diǎn)19點(diǎn)洞道轉(zhuǎn)彎后，洞寬沒(méi)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(diǎn)前的點(diǎn)（點(diǎn)1-19）作回歸分析得出曲線：y=6.7857x+285.05,R2=0.7865，拐點(diǎn)后的點(diǎn)（點(diǎn)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(shuō)明拐點(diǎn)之后，洞內(nèi)CO2濃度增高速度明顯比拐點(diǎn)前快，表明密閉程度對(duì)洞內(nèi)CO2濃度影響較大，洞道越狹窄，洞腔結(jié)構(gòu)越復(fù)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(cè)數(shù)據(jù)如表5所示，平均濃度為765ppm，標(biāo)準(zhǔn)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(shuō)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(duì)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(cè)后cod錦繡長(zhǎng)廊洞是天泉洞內(nèi)重要的景點(diǎn)之一，表6所示數(shù)據(jù)為在錦繡長(zhǎng)廊洞內(nèi)實(shí)地觀測(cè)數(shù)據(jù)，此次觀測(cè)進(jìn)行了兩次。初次觀測(cè)時(shí)沒(méi)有游客，13名游客在觀測(cè)后入洞游覽，游客離開(kāi)5分鐘后進(jìn)行了第二次觀測(cè)。由表6、圖6可直觀看出，游客通過(guò)后洞內(nèi)CO2濃度明顯升高。第一次測(cè)得平均值為730ppm，標(biāo)準(zhǔn)離差為31.97232，游客通過(guò)后洞內(nèi)CO2濃度平均值為780ppm，標(biāo)準(zhǔn)離差為34.9827，兩條曲線的標(biāo)準(zhǔn)離差相差不大，說(shuō)明在游客通過(guò)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(guò)實(shí)地考察與實(shí)地觀測(cè)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，認(rèn)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(jié)論：1)高程對(duì)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(guān)，如洞道非常寬大，通風(fēng)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(duì)溶洞內(nèi)CO2濃度貢獻(xiàn)很大，這從錦繡長(zhǎng)廊洞CO2濃度變化中就可以看出。因此，在以后的開(kāi)發(fā)管理中，一方面要加強(qiáng)其旅游環(huán)境容量研究；另一方面在以后的旅游開(kāi)發(fā)中，要注意對(duì)旅游游客數(shù)量的限制，加強(qiáng)對(duì)洞穴環(huán)境的保護(hù)，真正地實(shí)現(xiàn)保護(hù)性開(kāi)發(fā)。3)對(duì)未開(kāi)發(fā)洞來(lái)說(shuō)，如支洞石花奇觀，洞內(nèi)CO2濃度遠(yuǎn)低于已經(jīng)開(kāi)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(fēng)條件和外界交流等條件有關(guān)。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