茶卡盐湖水文、水化学及资源开发研究

茶卡盐湖为一封闭的内陆湖泊,无出湖的泄水口,主要入湖水量为河水,每年总计入湖河水量为0.557×108m3/a,泉水涌水量为0.0259×108m3/a,主要出湖水量为湖面上蒸发水量,年蒸发量为1.146×108m3/a,其次为人工采盐所耗水量为0.0185×108m3/a。茶卡盐湖卤水中主要盐类为NaCl、MgCl2、MgSO4及KCl,丰水季节卤水中NaCl含量较枯水季节的高,是开采石盐的最佳时期,枯水季节卤水中的钾盐和镁盐含量较丰水季节的高,是开采钾、镁盐的最佳期,枯水季节湖水中KCl含量最高值达2.01%,平均值为1.15%,已达单独开采的品位,可修建盐田,利用盐田日晒,制取钾盐,综合开发盐湖资源经济效益高。     

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。     

玛纳斯河流域山前平原地下水资源分析及合理开发利用研究

以玛纳斯河流域山前平原为例 ,论述我国西北内陆盆地地下水资源特点和组成 ,即地表水 -地下水联系密切、转化频繁。在已建立的研究区地下水流数值模拟模型的基础上 ,进行地下水均衡分析 ,得出研究区多年地下水补给资源量为 5 9816× 10 4 m3/a、可开采资源量为 396 90× 10 4 m3/a、地下水可利用量为 44 6 90× 10 4 m3/a。给出了不同水文地质分带的地表水 -地下水转化关系和转化量 ,预测需水量以每年 1.5 6 %～ 2 .17%的速度增长情况下 ,到 2 0 2 0洪积扇的中上部地下水位下降幅 2～ 5m ,而在溢出带以下下降小于 2m ,含水层的贮存量累计减少了6 85 0 0 .88× 10 4 m3。提出了地下水的合理开发利用模式 ,并将研究区分为 4个水资源开发利用分区 :冲洪积扇上部地表水利用区、中部地下水集中开采区、冲积扇缘井泉灌区和冲积平原井渠并灌区。     

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。     

重庆市巴南区地热资源可采量的评价——两种不同方法的对比

本文以重庆市巴南区地热资源为研究对象,先对区内地热资源的开发利用现状进行简述,并分别用开采率法及开采试验法对其可开采资源量进行计算,得出区内年可开采量分别为3,427.5×104m3、3,523.75×104m3,其中开采试验法有理论依据可循,本文将开采试验法所计算的结果3,523.7×104m3作为区内地热资源年可开采量。而年开发利用量仅占可开采资源量的13.91%,说明了区内地热资源开发潜力较大。     

石羊河流域环境现状及其演化趋势分析

石羊河流域下游地区蒸发强度大、地下水循环速度慢,加之近年来地表水供给量的严重不足,过度开采地下水已引发了区域性地下水位下降、植被退化、盐渍化、沙漠化等一系列生态环境问题的不断恶化。地下水位的下降与矿化度的增高存在着明显的正相关性,特别是流域下游地区地下水矿化度的增高趋势明显。根据影响地下水动态的主要影响因素可将石羊河流域地下水的动态类型划分为蒸发型、开采型、径流开采型、渗入型和蒸发开采型5种,在此基础上,结合多年地下水位和水质变化的实测资料,对石羊河流域地下水下降趋势和亏空状况进行模拟分析,表明该区近40a来地下水位持续下降,亏空量不断增加,并且具有明显的加速趋势。1960年武威和民勤盆地地下水亏空量为174×10⁸m³,1998年已达452×10⁸m³,如不采取有力措施加以治理,预计2010年将达到67×10⁸m³,这将对该区生态环境产生严重的影响。     

黄河上中游人工造林对年径流量的影响

流域年径流量是水资源评价与合理配置利用的重要依据,而人工造林的减水作用又是估算水土保持对河川年径流量影响的基础。在综合分析了人工造林减水作用现有主要研究成果,对黄河上中游进行生态环境建设分区的基础上,求算了各分区人工造林减水定额,黄土丘陵沟壑区为93.82 m3/hm2、黄土高塬沟壑区为58.54 m3/hm2、土石山区为168.87 m3/hm2。并结合《2003中国林业统计年鉴》、《2005年中国森林资源报告》,计算了各分区截止2003年人工林地累计面积,黄土丘陵沟壑区、黄土高塬沟壑区、土石山区、河源区分别为119.10×104hm2、45.29×104hm2、34.08×104hm2、2.56×104hm2。最后求得黄土丘陵沟壑区、黄土高塬沟壑区、土石山区、河源区现状人工造林减水量分别为11 173.96×104m3、2 651.28×104m3、5 755.09×104m3、432.31×104m3,全流域现状人工造林减水量为20 012.64×104m3。     

新疆中小型流域水资源规划与管理模型的应用（二）：以库车河灌区为例

本文是《新疆中小型流域水资源规划与管理模型的研究》成果在实际工作中的应用。以建立库车河灌区地下水可开采资源模型、两水统调模型和水源地优化设计模型。求得水源地开采区地下水补给量为1.13×10~(?)m~3/a,排泄量为1.12×10~(?)m~3/a,经济合理的可开采资源量为6.07×10~7m~3/a。通过两水优化高度模型计算,需增加地下水开采量2.5×10~7～3.1×10~7m~3/a,优化作物种植结构,可扩大耕地1.63×10~3～2.46×10~2hm~2。分析不同来水保证率的水资源优化分配方案,以75%年型设计,可扩大耕地2.03×10~3hm~2,渠系利用系数平均提高5%,则效益增加15%,耕地面积增加10.17%。如合理统调现有的两水价格,年效益增加540.8万元。     

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。     

华北平原地下水动态及其对不同开采量响应的计算——以河北省栾城县为例

自从20世纪60年代大规模开采地下水以来,栾城县的地下水位以每年大约0.65 m的速度下降.降雨量的减少、农业产量的大幅度提高、种植结构的变化以及上游水利工程的修建,都与地下水位的下降有着密切联系.利用Visual Modflow软件,在分析该县水文地质条件与水资源利用的前提下,运用三维地下水流模型,通过有限差分方法对栾城县的地下水系统进行了模拟,结果表明:5个观测孔的地下水位计算值与实测值拟合程度很好,模拟出的地下水流场与实际情况基本一致.利用掌握的水文地质资料,进行参数分区,通过实测资料的校正、调参,模拟出各分区参数值.利用校正后的数学模型,对栾城县地下水对不同开采量的响应进行了计算,结果如下:在现状农业开采量1.01×108m3基础上分别减少14%(0.14×108m3)、29%(0.29×108m3)和增加29%(0.29×108m3)的情况下,到12月份5个观测孔的平均地下水位分别比现状地下水位上升了0.33 m,0.64 m和下降了0.45 m.     

二连浩特市齐哈日格图饮用天然矿泉水成因浅析

齐哈日格图矿泉水井,井深102.47m,开采新近系—白垩系砂岩孔隙裂隙潜水,开采深度26.84~92.62m,含水层厚度约40m,允许开采量500m3/d。水化学类型为Cl·HCO3·SO4-Na·Mg型,锶含量1.056mg/L~1.227mg/L。定名为含锶重碳酸硫酸钠镁型饮用天然矿泉水。根据调查资料并应用水化学分析和地层岩样测试方法,研究分析了含锶矿泉水的水文地质特征及成因,认为含锶矿泉水来源于古河道上游径流补给,地下水在长时间溶滤作用下,新近系-白垩系砂岩中的锶元素溶解到地下水中沿边缘坳陷断裂通道涌入浅部,形成含锶矿泉水。     

基于Kriging插值的黑河分水后中游地下水资源变化

水资源短缺是西北地区内陆河流域面临的共同难题.20世纪黑河下游地区河水注入量的持续减少,使得依赖河水补给的地下水相应减少,从而出现了一系列的生态环境问题.为了恢复黑河下游生态环境,从2000年开始了黑河生态应急输水工程,实施水量的统一调度.中游地表水利用量的减少无疑会对地下水资源产生影响.根据黑河中游地下水观测数据,运用普通Kriging插值法.对分水前的20世纪90年代和分水后的2004-2005年间的地下水位和储量变化进行对比分析,发现中游甘州区、临泽县和高台县地下水位不同程度上都在下降,其范围在1.3～2.68 m,地下水可开采储量也随之减少,估算减少总量约为8.23×108m3.究其原因,一方面是由于分水使得地表水转化为地下水的数量减少,占总减少量的60.8%;另一方面,河水供给的减少促使中游地区转而大量开采地下水.两方面共同作用,使得中游地区地下水资源量日益短缺.     

气候变化与人类活动影响背景下格尔木河流域雨水洪水资源化潜力分析

水资源短缺是柴达木盆地盐湖化工产业大规模生产的制约因素之一,在未来,流域雨洪资源化利用是解决盐湖化工产业水资源短缺的必要手段。通过分析了格尔木河流域典型年份生态环境、农牧业、城镇生活、盐湖化工四大产业基本需水量,结合流域未来不同气候情景模式( RCP2.6,RCP4.5,RCP8.5)下的径流量预测结果,探讨了气候情景模式下流域雨洪资源量、雨洪资源可利用量及雨洪资源化潜力分析。结果表明, 1)在未来 40a(2022—2060年)不同气候情景模式背景下,格尔木河流域雨洪资源量均值分别为 10.21×108、10.56×108、11.07×108m3/a,较 1991—2018年多年平均径流量的增幅分别为 34.87%、39.50%、49.27%。2)现状年流域雨洪资源的可利用量十分有限,但在未来三种不同气候模式下,流域雨洪资源可利用量均值分别为 1.98×108、2.32×108、2.84×108 m3/a,分别占雨洪资源量的 19.4%、     

洪河保护区湿地生态需水量研究

以洪河保护区为例 ,按照湿地生态系统的结构和功能 ,把生态需水量划分为 4种类型 :湿地植被需水量、湿地土壤需水量、生物栖息地需水量、补给地下水需水量 ,分别确定了需水量的级别和相应的指标。根据公式 ,计算了保护区各级别的生态需水量。结果表明 ,洪河保护区湿地最小生态需水量为 1 .4 8× 1 0 8m3 ～ 1 .99× 1 0 8m3 ,最适宜生态需水量为 1 .99× 1 0 8m3 ～ 2 .9× 1 0 8m3 ,最大生态需水量为 3.72× 1 0 8m3 ～ 4 .5 2× 1 0 8m3 。     

干旱内陆流域生态需水量及其估算──以黑河流域为例

在干县内陆流域生态需水量概念与分类的基础上,以黑河流域为例,讨论了生态需水量估算的方法。采用两种半经验潜水蒸发公式和直接植物蒸腾估算等三种方法,以1995年为基准,分别对流域中游防护林生态体系需水量和下游荒漠绿洲生态需水量进行了初步估算,结果表明:黑河流域中游人工防护林生态需水量约为2.1× 10⁸~2.16×10⁸ m³,下游荒漠绿洲生态需水量为5.23×108~5.7×10⁸ m³;为维持或稳定流域下游额济纳现有绿洲规模,狼心山断面过水流量不应小于5.8×10⁸m³。     

格尔木河流域地下水生态功能及经济损益阈值解析

在西北内陆河流域，地下水是维系人类生存、生态环境和社会经济发展的重要水源，但这些流域生态环境脆弱。为保护地下水资源和脆弱的生态环境，亟待开展地下水合理开发利用研究。本文在分析格尔木河流域水文地质条件、环境地质问题基础上，采用遥感解译、野外调查和地下水动态监测的方法，界定了地下水的生态功能及阈值，即维系植被生态地下水埋深为0.5~10 m、减轻盐渍化程度的地下水埋深应大于3 m、减轻城市内涝的地下库容应大于3.42×10⁸ m³、维系达布逊湖面积的入湖流量应大于2.82×108 m³·a^-1。基于格尔木河流域生态系统服务价值构成，得到减轻城市内涝及减缓盐渍化程度的环境正效益值分别为8 000×10⁴元·km^-2和163×104 元·km^-2；地下水不合理开发利用导致植被退化、河湖面积萎缩的环境负效益值分别为191元·km^-2和1 032元·km^-2。本文研究成果可为流域内地下水资源开发利用和生态环境保护科学依据，同时也可为西北其他内陆河流域地下水合理开发利用借鉴。     

内蒙古自治区阿拉善左旗孪井滩生态移民示范区地下水资源评价

内蒙古自治区阿拉善左旗孪井滩生态移民示范区内,新近系碎屑岩类裂隙孔隙承压含水层地下水储存量为19.288×10~8m~3,其中容积储存量为17.778×10~8m~3,弹性储存量为1.51×10~8m~3。地下水多年平均天然补给量为157.16×10~4m~3/a。在富水地段布设水井4眼,设计井深200m,布井间距1000m,各井抽水量1000m~3/d。设计年开采量146.00×10~4m~3/a。经预测,新增水源地开采20年后最大降深13.99m。     

三环泡滞洪区的水文功能研究

三环泡滞洪区对洪水的调蓄空间主要由滞洪区内的自然泡沼、周边围堤形成的防洪库容即显性空间和滞洪区湿地草根层、沼泽土壤或泥炭层中的孔隙所组成的隐性空间3部分组成。分析了三环泡滞洪区当前的水文情势的变化趋势及驱动力,结果表明,必须重视滞洪区在非汛期间的水量调控,有效维持滞洪区湿地土壤层的蓄洪能力,应确保不少于5000hm2水面,在冰冻季节湿地水深应大于2.0m,防止湿地水域生物因连底冻出现死亡;应调整三环泡滞洪区周边的农业产业结构,防止依赖开采地下水进行灌溉的水稻田继续发展;宜在三环泡滞洪区出口狼豁子处设计一个生态闸门,使其能有效调控三环泡滞洪区内的水位和泥沙平衡。经计算,三环泡滞洪区十年一遇滞洪区库容为2.43×108m3,入库流量为520m3/s,而泄量为154m3/s,经调蓄减少为366m3/s;地下水补充量达2070×104~3495×104m3,可以使周边258~349km2区域的地下水位回升1.0m,表明其对七星河和挠力河流域地表径流和地下水位的调节功能相当明显。     

徐州张集水源地浅层地下水动态及其对不同开采方案响应

张集水源地是徐州市一个拟建水源地。了解浅层地下水动态变化规律是设计水源地最优取水方案、满足当地居民生活及工农业生产需水和水源地环境保护的重要前提条件之一。分析了水源地在现状以及不同开采条件下浅层地下水动态影响因素,建立了三维等参有限元数学模型模拟水源地地下水运动规律,利用大型群孔抽水试验资料进行参数识别和模型校正,预报了不同开采方案对水源地浅层地下水动态的影响,结果表明:水源地开采后,水源地开采将成为浅层地下水动态的主要影响因素之一;水源地允许开采量为13.71万m³/d是适合的,它不会引起地下水位的持续下降,不仅可满足当地居民用水需求,而且可以向徐州市稳定供水。     

西庄河流域森林生态系统涵养水源的价值

森林的生态服务功能在很长时间内被人们漠视和忽略,很大程度上是因为森林的生态和文化价值难以用货币的形式进行衡量,因此,生态服务功能价值化已成为国外研究的一个热点。以云南保山西庄河流域为研究区,通过在流域建立水文站、气象站和雨量站等组成监测网络,获取了多年的各类气象和水文要素的观测值,进而利用水量平衡公式分析流域森林生态服务功能中的涵养水源总量,并通过影子工程等评价方法计算出其所蕴藏的经济价值。QUICKBIRD高空间分辨率卫星影像的应用,有助于提取西庄河流域森林生态系统的面积、组分及平均树龄。结果显示,西庄河流域多年平均年降雨量1516 9mm,年径流量1950×104m3,森林生态系统平均年蒸散量为952 7mm。研究表明:西庄河流域森林生态系统年均涵养水源能力为1949 88×104m3,其涵养水源功能的经济总价值为1306 4×104元/a,每公顷森林面积涵养水源的价值为6963 84元/a。