洛川黄土潜水补给特征

近年来,黄土塬区潜水的主要补给来源是大气降水这一点已很少再有异议;但对于降水入渗补给机理、补绝时间及补给强度等的认识尚不一致。本文根据洛川塬近几年试验观测资料,对塬区黄土潜水补给特征作初步探讨。     

黄土潜水补给周期的探讨

西北黄土高原,由黄土塬、梁、峁及黄土台塬组成。黄土分布面积二十七万余平方公里。第四系黄土最大厚度近300米,一般80—150米左右。黄土潜水主要分布于六万余平方公里的黄土塬和台塬区。 黄土潜水埋藏深度5—120米,一般30—80米,大气降水通过包气带予以补给的周期是以日、月、年来     

试论洛川黄土塬区包气带水分的赋存与运移

当前在开发利用地下水的同时,包气带水分的赋存与运移问题及其对地下水的形成与补给作用,引起了人们的关注。大家知道,饱和带与包气带是地下水同一连续系统中的两个部分,二者不可分割。包气带中水分下渗,其数量与速率决定了地下水的储量与动态,反之,地下水的变化影响着包气带水分剖面及其运移条件。尤其是黄土地区特定的自然地理条件下,     

降雨入渗补给地下水数值模拟研究

针对在地下水资源评价中入渗补给量采用经验估算存在较大误差的问题,以神东矿区为例,在广泛调查矿区包气带岩性结构并结合野外取样、室内参数测定的基础上,采用数值模拟的方法建立包气带水分运移数值模拟模型,定量模拟矿区内不同地段降雨入渗强度,探讨影响降雨入渗强度的主要因素,计算得出研究区降雨入渗系数大致在0.18~0.27,分析认为影响降雨入渗强度的因素有降雨量、潜水埋深、包气带岩性等。其中在研究区广泛分布的风积沙对地下水资源起到了一定的保护作用。     

干旱区包气带土壤水分运移及其对地下水补给研究进展

包气带是指地表到地下水之间垂直剖面中土壤孔隙没有被水充满、水分处于非饱和状态的区域,是地表水进入地下水的通道。包气带土壤水分运移过程不仅影响到地下水补给,而且与相邻景观之间存在水力联系。评述了干旱区包气带土壤水分运移模拟、地球化学示踪技术、地球物理技术在包气带土壤水分运移研究中的应用、影响包气带土壤水分运移及对地下水补给的因素、包气带水分运移对景观间水分交换的影响等方面的研究进展,提出在未来的研究中,应加强包气带土壤水分运移参数的试验观测及数据库建立、加强包气带土壤水分运移及其对地下水补给的研究,应借鉴地球关键带研究的思路,开展包气带土壤水分运移、溶质运移、地下水补给耦合研究。     

深循环地下水维系黄土高原风尘颗粒连续沉积

黄土高原地区的降水入渗试验表明,降水在入渗过程中受到了蒸发作用,并未入渗到潜水,土壤水中的氘氧同位素与地下水相近,这表明土壤水主要来自于地下水。外源水是黄土高原发源的河流、湖泊的主要补给源,当地的降水仅在汛期补给河流与湖泊。鄂尔多斯盆地黄土地区地下水的分水岭与基底断裂带的分布基本上重合,这暗示着地下水可能来自于基底断裂带,通过基底断裂带上涌的深循环地下水将风尘颗粒粘滞成颗粒团,形成了连续的风尘堆积,深循环的地下水成为维系风尘颗粒在黄土高原连续沉积的必要条件。分析黄土中CaCO3的物质不平衡和钙结核内部无生长层理以及碳氧同位素表现出高度均一性特征,得出黄土中的次生碳酸盐矿物也是由上涌地下水携带来的,并非大气降水入渗造成。调查发现,黄土塬规模的大小与塬轴对称中心钻孔的涌水量成正比关系,表明黄土塬风尘颗粒以对称形式沿着断裂连续地堆积,涌水量越大,所粘聚的风尘颗粒越多,塬的面积也越大,涌水量较小的断裂只能形成墚或峁结构。     

包气带在干旱半干旱地区地下水补给研究中的应用

在干旱半干旱地区,包气带的溶质和同位素剖面不但可以提供较长时间尺度上的地下水补给信息,而且记录了过去气候变化与环境变化信息。本文基于学科组近10年的研究成果,以鄂尔多斯盆地为例（包括南部的黄土高原和北部的沙漠高原）,将包气带和饱和带结合起来,利用多种环境示踪技术,提升了包气带在干旱半干旱地区地下水研究中的潜力,并将其应用到地下水补给历史重建、地下水补给机制确定、植被变化对地下水补给影响评价和地下水污染物全过程示踪中。研究表明,由于在干旱半干旱地区,包气带较厚且补给量有限,地下水和现今的浅表水文过程未达到水力平衡,如在沙漠高原西部,近2 500 a降水尚储存在包气带13 m以浅,地下水是4 000 a以前补给的,其水化学特征与浅部包气带水差异巨大;而在黄土高原,补给量较大,但包气带巨厚,年降水仍需要几十到上百年时间入渗到地下水（但并不意味着没有补给,其土壤水在包气带中平均入渗速率为0.1~0.3 m·a-1）,包气带浅部溶质含量较深部和地下水中的高;典型黄土塬区的地下水均不含氚,地下水年龄在几百到上万年。黄土内部层状均匀的土壤质地特征和相对较老的地下水年龄揭示的均匀活塞流入渗是黄土塬区浅层地下水补给的主要方式。黄土高原退耕还林还草和沙漠区植被恢复导致地下水补给呈现不同程度的减少,反映在包气带上表现为溶质含量的增加,可用于定量化确定地下水补给量的变化。本文强化了包气带在干旱半干旱地区地下水补给研究中的作用,在未来地下水资源评价、地下水污染全过程刻画中应得到重视。     

包气带硝酸盐分布的差异性及其形成机理:以正定、栾城为例

在地表等量氮输入条件下,包气带中硝酸盐含量分布是其抗污染能力的直接表征。阐明不同包气带中硝酸盐分布的差异并分析其成因对于评价下覆含水层的硝酸盐污染脆弱性、保护地下水资源免遭硝酸盐污染,具有重要意义。本文基于太行山山前冲洪积扇上栾城和正定两个16m深包气带硝酸盐含量数据,指出两个剖面上包气带中硝酸盐分布特征的差异性。分析研究区的施肥历史、大气降水的入渗补给强度及土壤有机质含量,认为包气带水分运移速度和反硝化能力是导致包气带硝酸盐分布差异的两个关键因素。在分析N同位素测试技术进步的基础上,指出利用同位素技术对包气带中的反硝化能力的定量化研究有望取得新进展。     

包气带水分运移问题讲座(一)——包气带水分运移基本方程

包气带(非饱和土壤)水分运移是当前一系列学科,如水文地质学、水文学、农田水利学、土壤物理学和渗流力学等研究的一个重要课题。 浅层地下水的开发利用对工农业生产具有重要作用。降雨、灌溉水和地表水的入渗是浅层水的主要补给来源,潜水的蒸发则是地下水的主要消耗途径,而土层的给水度又是决定潜水含水层储存和调蓄能力的重要因素。所有这些参数的确定都与包气带水分运动     

零通量面法在沈阳地区地下水资源评价中的应用

降水对地下水的入渗补给和大气蒸发作用下地下水的消耗是地下水资源的重要组成部分。降水入渗和地下水蒸发这两种作用均是通过包气带进行的。从包气带着手，运用零通量法确定这些量已在实际中得到应用。以沈阳地区为例，针对该区集中频繁降水与蒸发排泄交替进行导致零通量紊乱易变的特点，在对有关问题深入探讨的基础上，对浅层潜水入渗补给量（包括蒸发量）和非饱和渗透系数进行了计算，取得了较好的效果。     

洛川塬黄土潜水的补给机制及黄土含水特征

近年来,西北黄土高原黄土地下水(潜水)的研究有不少进展,对黄土潜水形成,赋存及运动机理的认识正在逐步深化。本文拟就洛川塬黄土潜水的补给机制及黄土含水特征略述已见,以供参考。     

新疆和什托洛盖煤田吉力湖西含水层特征研究

以和什托洛盖煤田吉力湖西地下水亚系统为研究对象,对该地下水亚系统的赋存条件、含水层特征、地下水流循环特征以及地下水位动态特征进行了研究。研究结果表明:研究区含水层特征主要包括基岩裂隙水、第四系松散岩类孔隙水和古近系碎屑岩类孔隙水;研究区补给来源主要为山区河道渗漏补给、暴雨洪流入渗补给和降水入渗补给;地下水的排泄主要包括潜水蒸发和侧向径流两种方式。研究区潜水动态类型为蒸发型,年内动态变化曲线呈单峰、单谷型,水位变化幅度在0. 67 m左右。     

季节冻土对包气带水分迁移的影响

采用智能化土壤墒情监测仪,对东北吉林集安季节冻土带进行地温和含水率观测,历时一个水文年。通过分析不同深度地温、含水率随时间的变化,研究地温场变化、降水入渗等因素对水分迁移的影响。寒季,气温急剧下降,地温随深度增加而增高,气态水在包气带上部的低温带凝结,当凝结速率大于渗透速率时,含水率不断增加,水分蓄积。季节冻土形成后,孔隙水以固态水的形式储存,是包气带上部水分主要的聚集期。暖季,地温随深度增加而降低,气态水向下运移凝结,即使降水入渗量很大也不会引起水分蓄积。因此,温度场控制着气态水凝结方向,是引起包气带内水分运移的重要影响因素之一。     

黑河中游不同灌溉方式下地下水入渗补给特征研究

降水和人工灌溉是黑河中游浅层地下水重要的补给来源。长期以来入渗补给量评价采用经验参数法,但没有成熟的监测方法和实证数据。采用人工溴示踪法研究黑河中游不同灌溉条件和不同深度条件下的地下水入渗补给规律。结果表明:研究区大气降水条件下包气带溴离子含量峰值年均运移距离为21.25 cm,年平均入渗补给量为11.93 mm,入渗补给系数为0.1;大水漫灌条件下包气带溴离子含量峰值年均运移距离为86.51 cm,年平均入渗补给量为148.7 mm,入渗补给系数为0.16;小水漫灌条件下包气带溴离子含量峰值年均运移距离为46.35 cm,年平均入渗补给量为 53.81 mm,入渗补给系数为0.07;滴灌条件下年包气带溴离子含量峰值年均运移距离为41.72 cm,年平均入渗补给量为52.6 mm,入渗补给系数为0.11。人工溴示踪剂应投放在包气带水分单向入渗下行区,一般西北内陆盆地在地表3 m以下为宜。此研究成果可为黑河流域地下水资源评价提供实证参数,对西北内流盆地地下水水资源量与合理开发利用的科学认识具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地风沙滩地区包气带水分运移特征研究

以鄂尔多斯盆地包气带水盐运移综合剖面试验资料为依据,运用土壤水分能量的观点分析鄂尔多斯盆地风沙滩包气带水分运移特征表明:(1)包气带水分运移大致可以分为三个带,0.8 m深度以内为土壤-大气水分积极交换带,0.8～2.8 m为水分入渗的过渡带与调节区,2.8 m以下至潜水面为水分传导带;(2)上细下粗层状包气带岩性结构不利于降雨入渗补给,上粗下细层状包气带岩性结构有利于降雨入渗补给。     

北京典型地区灌溉条件下包气带水分运移特征研究

以张家湾包气带水盐运移试验场灌溉试验资料为依据,运用土壤水分能量观点,分析了灌溉条件下包气带水分运移特征。试验结果表明,在一定灌溉量下包气带水分运移具有明显的分带特征以及灌溉水明显运移到达的深度;在一定灌溉量条件下,灌溉后地下水位上升微小,灌溉补给地下水量较小,并通过非饱和水流达西定律计算了向下入渗补给量。     

新疆乌恰县阿克区块水文地质条件分析

本文以乌恰县阿克区块作为研究对象,从研究区自然地理和地质条件分析的角度出发,对研究区地下水类型、补给、径流和排泄、水化学特征以及地下水动态特征进行分析。研究结果表明:研究区内的地下水类型以松散岩类孔隙水为主;研究区地下水的补给主要来源于北部山区地下水侧向补给,地下水主流动方向由北向东南径流,在西边径流通道向西南径流。地下水的补给由北部的山前侧向径流补给,大气降水入渗补给、暴雨洪流入渗、河流渠系渗漏补给补给等。排泄以潜水蒸发、人工开采和通过南部构造沟口泉集河向下游排泄。     

典型地貌区原状黄土孔隙细观特征研究

以黄土高原典型地貌区14个场地的原状黄土为研究对象,通过扫描电子显微镜获取图像,借助PCAS孔隙图像识别与分析系统,得到了原状黄土在孔隙尺度、排列、形态和类型等方面的细观结构特征;并依据分形理论,对黄土梁峁区、塬区和台塬区三类典型地貌区的孔隙细观特征进行了统计分析。结果表明:不同地貌区的原状黄土孔隙结构有显著差异,黄土梁峁区表观孔隙比明显大于黄土塬区与台塬区;平均孔隙面积与孔隙数呈负相关关系,孔隙数在黄土梁峁区自西向东递减,在黄土塬区递增,在黄土台塬区差异较大;孔隙度分维值在黄土梁峁区相差不大,在黄土塬区自西向东递增,在黄土台塬区差异较大;孔隙概率熵多大于0.98,孔隙排列较为混乱,缺乏明显定向性;黄土塬区的孔隙平均形状系数最大且分维数最低,其孔隙形状较为圆滑,孔隙复杂程度较低。     

新疆和静县诺尔湖铁矿矿床水文地质特征

根据和静县诺尔湖铁矿地下水类型、含水岩组等区域水文地质特征,研究构造破碎带和地表水对铁矿安全开采的影响,结果表明:研究区地下水类型主要包括现代洪积砂砾层中的孔隙潜水、坡积碎石层中的孔隙潜水、冰碛砾石层中的孔隙潜水、基岩风化带裂隙网状水以及基岩裂隙脉状水等五种类型;区内地下水的补给来源主要是大气降水和冰雪融水,通过季节性溪流和渗入基岩风化裂隙两种方式径流和排泄;基岩破碎带和裂隙发育带的存在,为基岩充水提供了有利空间。     

新疆和静县诺尔湖铁矿矿床水文地质特征

根据和静县诺尔湖铁矿地下水类型、含水岩组等区域水文地质特征,研究构造破碎带和地表水对铁矿安全开采的影响,结果表明:研究区地下水类型主要包括现代洪积砂砾层中的孔隙潜水、坡积碎石层中的孔隙潜水、冰碛砾石层中的孔隙潜水、基岩风化带裂隙网状水以及基岩裂隙脉状水等五种类型;区内地下水的补给来源主要是大气降水和冰雪融水,通过季节性溪流和渗入基岩风化裂隙两种方式径流和排泄;基岩破碎带和裂隙发育带的存在,为基岩充水提供了有利空间。