石羊河流域平原地下水位动态特征与监测网观测频率优化

在阐述石羊河流域平原地下水位动态特征的基础上,采用频谱分析方法对研究区的地下水水位进行周期分析,并开展了地下水动态监测网的观测频率优化。结果认为：昌宁盆地水位动态存在4个周期成分,民勤和武威盆地水位动态存在2个周期成分,水位动态主要以年动态和月动态为主,动态类型主要有入渗径流开采型、开采型和补给开采型3种。昌宁盆地的水位监测频率每月可为2次,民勤和武威盆地的每月可为3次。     

青海湖沙柳河流域浅层地下水不同时期补给特征

地下水稳定同位素组成的时空变化特征可以反映不同时期、不同区域地下水补给来源的差异。通过青海湖沙柳河流域浅层地下水氢氧稳定同位素组成的时空变化特征以及地下水、河水与降雨之间的补给关系的分析，结果显示：季风时期，地下水主要受降雨入渗和河流侧向补给为主，在补给过程中蒸发作用是影响地下水稳定同位素值的主要因素；非季风期，冰雪融水对低值区的地下水影响显著，同时降水的快速入渗则是该时期高值区地下水的主要补给方式之一。地下水同位素高值区，地下水与河水间补给作用较弱，补给时间超过5个月；地下水同位素低值区，地下水与河水补给关系较为密切，补给时间在1~4个月间。本文所得结论可初步反映干旱半干旱内陆流域地下水稳定同位素特征以及补给方式的基本规律，在一定程度上可为流域地下水及其他水体间的转换研究提供科学依据，并为地下水资源管理和水环境治理提供一定理论指导。     

海河流域地下水生态水位研究

海河流域是我国水资源严重短缺的地区之一,由于长期不合理地开采地下水,引发了一系列生态环境问题,如地面沉降、地下水漏斗扩大、水质恶化、海水入侵等。恢复海河流域的生态环境对于区域的可持续发展意义重大,文章根据海河流域地貌单元将海河流域划分为3种类型:山前倾斜平原、中部平原和滨海平原,并确定了不同类型区地下水的生态水位。最后提出了恢复海河流域地下水生态水位的措施。     

塔克拉玛干沙漠地下水环境同位素研究

根据塔克拉玛干沙漠科学考察,运用环境同位素水文地质学方法,对沙漠中现代河床、古河道、沙漠下伏古冲洪积洪泛平原三种典型地段地下水的补给源、径流特征、排泄途径等综合分析,表明沙漠中大部分地下水来源于周边细土平原带的侧向补给,河水影响范围有限,降水影响极小。地下水径流因条件差异而不同,排泄以蒸腾作用、毛细蒸发及溢出蒸发三种方式为主。     

腾格里沙漠西南缘地下水水化学形成特征及演化

以邓马营湖区为核心,对腾格里沙漠西南缘地下水数据进行水文地球化学特征分析,并运用PHREEQC2.0软件反向模拟沿运移路径地下水的补给机理及演化过程。结果显示:受水文地质条件制约,从山前洪积扇地下水的补给区深入腾格里沙漠过渡带再到邓马营湖区中深层地下水,水化学类型从HCO3-—Ca2+—Mg2+型过渡为Cl-—SO24-—Na+—Mg2+型再过渡到HCO3-—SO42-—Na+型。其影响因素基本包括:溶滤与蒸发浓缩作用、阳离子交换吸附作用、以及微弱的混合作用和地下水补给水源水化学成分控制。矿物饱和指数以及反向水文化学地球化学模拟的结果显示,由西南向东北沿水流方向各物质溶解沉淀情况复杂,除斜长石与方解石外,岩盐、石膏、白云石等浓缩沉淀显著,表明蒸发浓缩作用控制强烈。     

北大河流域地下水化学演化与补给特征

综合运用水文地球化学与同位素技术研究北大河流域地下水演化规律,研究区地下水水化学类型从上游到下游由HCO-3型向SO2-4-HCO-3型变化,再过渡到SO2-4型;随着矿化度增大,各离子出现不同的增减速度,白云石和硬石膏的溶解引起Mg2+、SO2-4增加,阳离子交换作用对Na+影响较大,Ca2+则受矿物溶解沉淀及离子交换等的共同影响,另外,蒸发浓缩也是影响研究区水化学的一个重要因素。地下水稳定同位素分布范围较广,δ18O为-10.28～-7.85‰,δD为-65.07～-53.85‰,总体上,南盆地山前地带比细土平原同位素贫乏,南北两盆地地下水同位素差别不大,两盆地同位素氘盈余,反映了酒泉山前及浅层水是由现代河流渠系迅速补给,深层水是现代水和古水混合的,金塔地下水受人类活动影响较大,开发利用过程中一定要慎重。     

新疆三工河流域土壤水δD和δ^(18)O特征及其补给来源北大核心CSCD

采用环境同位素示踪技术研究旱区不同土地利用类型下的土壤水来源与运移机理,通过以新疆三工河流域为研究区,对三工河流域四个土壤剖面分层采集了不同土地利用类型的土壤水,测定了其稳定同位素(δD、δ^(18)O)的含量,分析了非饱和带土壤水稳定同位素沿土壤剖面的垂向变化规律。结果表明:区内非饱和带中的土壤水在入渗的同时经历了明显的混合作用,荒地土壤水比耕地受蒸发作用影响更强烈,荒地蒸发影响深度为1.2~1.6 m,耕地蒸发影响深度为0.8~1.2m;荒地与耕地土壤水中氢氧同位素在垂向上呈现旋回变化,每个旋回经历了一次新水入渗补给的过程,即新水入渗与土壤老水混合-土壤水氢氧同位素逐渐变小直到贫化极值-地表入渗补给结束,土壤水向下运移并逐渐与土壤老水混合同时受蒸发作用-同位素逐渐富集直到土壤老水本底值;耕地土壤剖面补给水δD值为-112.93‰^-102.58‰,荒地土壤剖面补给水δD值为-111.07‰^-94.44‰,比地下水、地表水同位素值更贫化,可见土壤水中的补给水主要来源于大气降水;灌溉水入渗地表后,在强烈的蒸发作用下,很难向非饱和带深部运移对地下水补给,节水灌溉方式改变了绿洲内土壤水入渗补给机制。研究结论为进一步厘定绿洲内垂向补给量,准确评价三工河流域水资源量提供重要依据。     

新疆三工河流域土壤水δD和δ~(18)O特征及其补给来源

采用环境同位素示踪技术研究旱区不同土地利用类型下的土壤水来源与运移机理,通过以新疆三工河流域为研究区,对三工河流域四个土壤剖面分层采集了不同土地利用类型的土壤水,测定了其稳定同位素(δD、δ~(18)O)的含量,分析了非饱和带土壤水稳定同位素沿土壤剖面的垂向变化规律。结果表明:区内非饱和带中的土壤水在入渗的同时经历了明显的混合作用,荒地土壤水比耕地受蒸发作用影响更强烈,荒地蒸发影响深度为1.2~1.6 m,耕地蒸发影响深度为0.8~1.2m;荒地与耕地土壤水中氢氧同位素在垂向上呈现旋回变化,每个旋回经历了一次新水入渗补给的过程,即新水入渗与土壤老水混合-土壤水氢氧同位素逐渐变小直到贫化极值-地表入渗补给结束,土壤水向下运移并逐渐与土壤老水混合同时受蒸发作用-同位素逐渐富集直到土壤老水本底值;耕地土壤剖面补给水δD值为-112.93‰~-102.58‰,荒地土壤剖面补给水δD值为-111.07‰~-94.44‰,比地下水、地表水同位素值更贫化,可见土壤水中的补给水主要来源于大气降水;灌溉水入渗地表后,在强烈的蒸发作用下,很难向非饱和带深部运移对地下水补给,节水灌溉方式改变了绿洲内土壤水入渗补给机制。研究结论为进一步厘定绿洲内垂向补给量,准确评价三工河流域水资源量提供重要依据。     

采煤对海流兔流域大气降水-地表水-地下水-矿井水转化关系的影响北大核心CSCD

煤矿开采使流域水文地质条件发生改变,研究采煤影响下流域降水-地表水-地下水-矿井水转化关系对揭示区域水循环过程意义重大。以海流兔流域为研究区,利用数理统计法、Piper三线图和氢氧同位素关系图等方法,分析采煤影响下降水-地表水-地下水-矿井水的转化关系。结果表明:在煤矿开采影响下采矿区地表水中SO_(4)^(2-)、Na^(+)、Mg^(2+)等含量增幅较大;流域降水、地表水与地下水转化关系以地表水下渗补给地下水为主,平均贡献率为56.7%;矿区及以下流域海流兔与纳林河不同水体间的转化关系仍以地表水补给地下水为主,与上游天然流域相比平均贡献率分别增至69.3%和59.4%;矿井水主要来源为上覆萨拉乌苏组地下水,补给比率为72.4%,煤矿开采使上覆含水层地下水向采空区汇流速度增大。     

黄河三角洲清水沟湿地三次生态补水对地下水的影响分析

地下水是影响湿地中植物生长发育的重要因素。针对黄河三角洲湿地退化状况,从2010年开始,黄河水利委员会有计划地对湿地生态恢复区进行生态补水。为了研究生态补水对黄河三角洲湿地地下水的影响,利用实测资料,基于Visual MODFLOW建立黄河三角洲地下水流数值模型,着重分析2010年、2011年和2013年补水期间清水沟湿地生态恢复区地下水的动态变化。研究结果表明,清水沟湿地生态恢复区地下水补给来源主要包括降水入渗、河流入渗和湿地地表水体入渗(简称湿地入渗),其中,降水入渗为最主要的补给项,并受年内气象条件影响;在补水总量不变,补水面积扩大的情况下,湿地入渗量增加,2010年、2011年和2013年的湿地入渗量分别为2.80×104m3/d、6.12×104m3/d和9.06×104m3/d;地下水储存量增加明显,三年的增加量分别为1.54×104m3/d、8.18×104m3/d和14.5×104m3/d;生态补水期间,湿地入渗速率不断增加,补水结束后,入渗速率减缓;湿地入渗补给使生态恢复区地下水水位抬升,最终达到稳定,三年湿地生态恢复区的地下水水位分别约抬升0.6 m、0.52 m和0.41 m,补水范围增大,湿地水位降低,补水对湿地内地下水的抬升幅度略有减小;三年的生态补水对湿地周边地下水水位的侧向影响范围分别为约1 000 m、900 m和800 m,补水范围越大,湿地周边地下水的侧向影响范围越小而影响面积越大。相关结论能够为黄河三角洲湿地调水及补水方案优化提供依据。     

Shallow groundwater dynamics in North China Plain

The groundwater level of 39 observation wells including 35 unconfined wells and 4 confined wells from 2004 to 2006 in North China Plain (NCP) was monitored using automatic groundwater monitoring data loggers KADEC-MIZU II of Japan. The automatic groundwater sensors were installed for the corporation project between China and Japan. Combined with the monitoring results from 2004 to 2006 with the major factors affecting the dynamic patterns of groundwater, such as topography and landform, depth of groundwater level, exploitation or discharge extent, rivers and lakes, the dynamic regions of NCP groundwater were gotten. According to the dynamic features of groundwater in NCP, six dynamic patterns of groundwater level were identified, including discharge pattern in the piedmont plain, lateral recharge– runoff–discharge pattern in the piedmont plain, recharge–discharge pattern in the central channel zone, precipitation infiltration–evaporation pattern in the shallow groundwater region of the central plain, lateral recharge–evaporation pattern in the recharge-affected area along the Yellow River and infiltration–discharge–evaporation pattern in the littoral plain. Based on this, the groundwater fluctuation features of various dynamic patterns were interpreted and the influencing factors of different dynamic patterns were compared.     

华北平原地下水动态变化

The groundwater level of 39 observation wells including 35 unconfined wells and 4 confined wells from 2004 to 2006 in North China Plain (NCP) was monitored using automatic groundwater monitoring data loggers KADEC-MIZU II of Japan. The automatic groundwater sensors were installed for the corporation project between China and Japan. Combined with the monitoring results from 2004 to 2006 with the major factors affecting the dynamic patterns of groundwater, such as topography and landform, depth of groundwater level, exploitation or discharge extent, rivers and lakes, the dynamic regions of NCP groundwater were gotten. According to the dynamic features of groundwater in NCP, six dynamic patterns of groundwater level were identified, including discharge pattern in the piedmont plain, lateral recharge-runoff-discharge pattern in the piedmont plain, recharge-discharge pattern in the central channel zone, precipitation infiltration-evaporation pattern in the shallow groundwater region of the central plain, lateral recharge-evaporation pattern in the recharge-affected area along the Yellow River and infiltration-discharge-evaporation pattern in the littoral plain. Based on this, the groundwater fluctuation features of various dynamic patterns were interpreted and the influencing factors of different dynamic patterns were compared. Foundation: National Natural Sciences Foundation of China, No.40671034; No.40830636 Author: Wang Shiqin (1981–), Ph.D., specialized in hydrology and water resources, water cycle of watershed.     

新疆天山北坡平原区地下水可开采量确定方法浅析

在天山北坡以选取的典型区昌吉市和阜康市为例,利用动态相关法、典型流域开采模型法、可开采系数法分析确定地下水可开采量。对这3种方法分别分析了其计算过程中的制约因素,并将计算的结果和以往成果进行了比较。结果表明：动态相关法计算结果准确度较高,成果可靠性高,且在以往的新疆地下水资源评价成果中,至今还未采用过,故推荐动态相关法为新疆天山北坡平原区地下水可开采量确定方法的首选。     

新疆和田地区地下水资源及其可持续开发利用

和田地区地下水具有一定的开发潜力,但地下水的可开采资源量依地表水的开发程度不同而变化。如果地表水引水率维持现状,则地下水最大可开采量为地下水天然补给量的55.8%,截取的蒸发蒸腾量为604%,同时泉水的消减率为35.56%。若地表水的引水率达80%,渠系利用系数提高到0.55时,地下水最大可采量为天然补给量的59.7%,截取的蒸发蒸腾量为70%,而泉水的消减率为49.4%。地下水的开发必须与保护并重,首先应加强昆仑山区的冰雪资源和水源涵养林的保护,合理开发平原区地下水与地表水;其次应积极预防地下水的污染及可能产生的生态环境负效应;同时必须加强基础建设和能力建设,提高全民节水意识。     

塔里木河下游间歇性输水对土壤水化学的影响

根据塔里木河下游2000-2006 年11 次间歇性输水影响下沿输水河道两侧地下水埋深、地下水化学组分变化的资料, 结合有关输水的基本资料和土壤盐分含量变化的适时监测数据, 分析了地下水化学特征的变化及影响其变化的各相关因子,结果表明：地下水化学特征的变化呈现明显的阶段性规律, 地下水化学组分的变化与距离输水河道的远近、地下水埋深、河道径流量以及土壤盐分含量之间具有较高的相关性; 地下水埋深在5 m 及5 m 以下时, 地下水化学组分含量较低, 水质较好。而埋深在5 m 时的水位条件能够满足该区域建群种植物的生存, 为输水条件下的理想水位;地下水化学特征变化的阶段性特点和土壤剖面盐分含量的分布规律及其相互关系说明,在当前输水模式下配合面上输水将能更好地促进生态恢复。     

塔里木沙漠油田南部区域地表水与地下水资源分布特征

沙漠油田位于塔克拉玛干沙漠腹地,沙漠腹地无地表河流分布,沙漠层面以下,广泛分布有浅层地下水,但地下水储存量大,动态补给量小;沙漠中地下水的分布与其南部区域的地表径流的形成及转化,有密切的水文循环关系,论文主要分析了沙漠油田南部区域地表水与地下水分布状况、水文循环特征、水量平衡计算。弄清了沙漠油田南部区域地表水与地下水资源分布状况,为地方和油田水资源合理开发利用,提供了准确资料和理论依据。     

荒漠河岸林地下水位时空动态及其对地表径流的响应

荒漠河岸林是干旱地区重要的生态系统之一，受间歇性河流补给的浅层地下水是河岸林植物生存的主要水分来源。基于额济纳荒漠河岸林地下水位观测断面具有高时空分辨率的地下水位数据，分析了荒漠河岸林浅层地下水的时空变化及分水事件中河水对地下水的补给特征。结果表明：额济纳绿洲河岸林地下水位在季节尺度上具有植物生长季下降，非生长季上升的变化特征；在植物生长季内，地下水位具有白天下降，夜间上升的日周期变化特征，且日波动幅度主要受不同植被类型及植物不同生长期地下水蒸散速率的影响。黑河下游河水的河道渗漏是沿岸浅层地下水的主要补给来源，在分水过程中，距河道不同距离的地下水位对河水补给的响应时间随距离增加而增大，分水结束时的地下水位上升幅度随距离增加而减小，分水总径流量、分水持续时间和日均径流量是影响地下水补给宽度的主要因素。河道径流渗漏水量的绝大部分都通过蒸散发过程损失，从2013—2015年6次分水事件结束后，地下水估算补给量占其与蒸散量总和的平均比例为23.6%。     

巴丹吉林沙漠地下水流场的宏观特征

黑河流域下游盆地与周边地区的水力联系是当地生态建设的关键问题。巴丹吉林沙漠与黑河流域下游盆地存在长达180 km的交界线,由于水文地质调查程度低,其地下水的流场不清楚,黑河流域下游天然水均衡账本中存在不确定因素。针对这个问题,在已有水文地质调查基础上,开展了巴丹吉林沙漠区域尺度的水位调查和钻孔勘探,获得461个已知水位点和63个水位约束点,绘制出巴丹吉林沙漠浅层地下水一级近似等水位线图。结果表明:研究区地下水位具有东南高、西北低的特点,水力梯度0.6‰~4.0‰,沙漠东南部地区的湖泊对地下水流场具有扰动作用,但没有改变宏观的地下水流向;第四系松散砂层是巴丹吉林沙漠浅层地下水的主要含水层,根据现有钻孔和物探资料,第四系沉积物在沙漠腹地较厚、边缘较薄,覆盖厚度普遍超过100 m,联通了沙漠和黑河流域下游地区的地下水;巴丹吉林沙漠的地下水补给黑河下游的古日乃湖、额济纳旗平原和拐子湖地区,地下水侧向出境流量为(0.61~1.97)×10⁸ m³·a^-1,其中进入古日乃湖平原的流量达到(0.33~1.06)×10⁸ m³·a^-1。计算结果仍然受到一些不确定因素的影响。     

基于氢氧同位素与水化学的 潮白河流域地下水水循环特征

为了研究变化环境下潮白河流域地下水水循环规律,通过现场调查,结合环境同位素及水化学应用,对潮白河流域浅层和深层地下水采样,测定其氢、氧环境同位素及水化学成分,通过分析其变化特征判明地下水的补给来源以及各含水层的相互联系。降水和地下水中的环境同位素δD和δ¹⁸O组成分析表明,降水是山前地下水的主要补给源,山区浅层地下水受蒸发影响非常强烈。水化学研究结果表明,山区地下水水质以 Ca²⁺和 HCO^-₃为主,属Ca²⁺-Mg²⁺-HCO^-₃型地下水。山前地下水类型为Ca²⁺-Mg²⁺-HCO^-₃、 Na⁺-K⁺-HCO^-₃、Mg²⁺-Ca²⁺-HCO^-₃和 Ca²⁺-Mg²⁺-Cl^--SO^2-₄。平原区地下水为Mg²⁺, Na⁺和HCO^-₃。滨海冲积海积平原为Ca²⁺-Mg²⁺-HCO^-₃型和Ca²⁺-Mg²⁺-Cl^--SO^2-₄型地下水。水化学分析证实了越流补给的存在。Ca²⁺ 和 HCO^-₃离子均呈山区高、山前和平原低、而滨海增高的趋势。沿潮白河流向地下水类型变化为:Ca²⁺-Mg²⁺-HCO^-₃ Na⁺＝K⁺-HCO^-₃ Ca²⁺-Mg²⁺-HCO^-₃。