地下水脆弱性和风险性评价研究进展综述

地下水脆弱性和风险性评价与区划是区域地下水资源保护的重要依据。本文回顾了各国地下水脆弱性评价与编图研究工作以及地下水污染风险评价研究的最新进展,提出地下水污染风险评价的框架及其指标体系,最后指出今后需要深入研究的问题。     

地下水系统的内涵与外延

在介绍一般系统论思想与方法的基础上,分析了经典的地下水含水系统与地下水流动系统在内涵与研究内容上的局限性。地下水含水系统和地下水流动系统的概念更多的体现了系统论中整体性和全局性的观点,并没有体现系统论的基本思想与方法。鉴于此,给出了更符合一般系统论系统概念的地下水系统概念,以重新界定地下水系统的内涵与研究内容,从而丰富与发展地下水系统理论。      

对地下水资源评价与管理现状有关问题的探讨

本文从系统论的观点出发，并结合实例阐述了地下水资源评价与地下水资源管理的关系。用可持续的观点和系统分析的方法建立了地下水资源管理的数学规划模型。同时指出地下水资源管理的根本前提在于节水。     

论新时期地下水开发利用与管理的新使命

1994年本文作者曾在本刊发表文章 ,论述了地下水研究面临的历史转变。面对新世纪创造新辉煌的期盼 ,时过七年 ,在人类已跨入新世纪 ,面临创造新辉煌的形势下 ,地下水战线也应有新的作为、新的进展。本文论述了新时期在地下水开发利用与管理领域面临的应有转变和主要任务 :( 1)地下水开发与经营的指导思想要从比较放任 ,转变到高效利用与永续经营 ;( 2 )在三水统观统管联合运用中要把地下水作为珍贵后备水资源和抗旱的救命水加以对待 ;( 3)要把保护水质不受污染作为地下水管理的突出任务 ,要在重点地区建立地下水保护带 ;( 4)要建立和完善包括水位、水质动态观测在内的水环境综合观测网站 ,加强对地下水的全面观测 ;( 5 )要认真总结 5 0年来的地下水开发利用及管理工作 ,制定未来 30年的地下水事业发展规划 ;( 6 )要完善地下水开发利用保护法规 ;( 7)理顺地下水专业人才的培养渠道 ,认真培养地下水领域的高级专门人才 ;( 8)加强信息网建设 ,办好《地下水》刊物 ,在不断提高地下水科技水平的同时 ,重视科普宣传     

地下水潜力评价方法

地下水潜力评价是地下水资源评价的一个主要内容，但传统的开发程度概念不能科学地反映特定地区的地下水开发利用前景。本文本着地下水资源评价与利用统一的原则研究了地下水潜力的评价方法，提出了地下水潜力的基本概念、地下水潜力系数的计算公式和地下水潜力评价步骤，并以唐山为例进行了地下水潜力评价。     

华北平原地下水演变机制与调控

自20世纪70年代以来,华北平原长期的地下水过量开采形成了复杂的地下水降落漏斗,并引发了一系列环境地质问题。为建立区域社会经济发展与地下水资源与环境之间的协调机制,国家973项目"华北平原地下水演变机制与调控"在大量前人研究基础上,进一步分析了近50年来地下水动力场演变特征及其对人类活动的响应,揭示了包气带结构变化影响下包气带水力参数的变化,研究了深层地下水开采引起的地面沉降、咸水移动和资源量转换机理;利用改进的地下水数值模拟技术,建立了2001—2010年华北平原地下水流数值模型,计算了最新的地下水资源量。分析了地下水资源承载力的主要影响因素,进行了华北平原地下水资源承载力定量评价,给出了华北平原地下水的优化调控途径,目前正在以高精度地下水流数值模型为核心,模拟各区的地下水优化调控方案。     

地下水污染预警研究进展

分析了地下水脆弱性、地下水污染风险和地下水污染预警三者之间层层递进的关系;在归纳总结国内外地下水脆弱性和地下水污染风险评价理论和方法的基础上,综述国内外相关地下水污染预警的大量研究成果,基于地下水污染预警等级划分方法,整体上将地下水污染预警方法概括为基于设定临界值的地下水污染预警和基于既定标准的地下水污染预警两大类。最后阐述地下水污染预警研究在地下水资源可持续发展中的重要意义,并指出地下水污染预警的评价方法和理论研究应进一步考虑多学科的交叉、与先进技术的耦合以及资料的精确度等问题。     

潍坊市地下水资源开发利用及对策

依据大量实测、调查资料，分析了潍坊市地下水资源开发利用现状以及由地下水资源超采引发的环境地质问题，揭示了地下水资源开发利用中存在的主要问题，并提出了合理开发利用对策与措施。     

关于加强地下水管理工作的意见

最近,水利部以水资办(1993)25号文下发了《关于加强地下水管理工作的通知》,决定成立以杨振怀部长为组长的“地下水管理工作领导小组”。这是我国地下水工作中的大事,不仅反映了部领导对地下水开发利用与管理事业的高度重视,而且也表明了作为全国水行政主管部门的水利部进一步依法管好水资源的决心,更重要的是,它的成立,必将对我国地下水资源的评价、开发、利用、管理、科学研究和国民经济发展产生深远的影响。为了尽快贯彻文件情神,现将该文附件《关于加强地下水管理工作的意见》全文刊登,供大家学习参考。     

新乡市地下水防污性能评价

在新乡市地下水污染现状评价的基础上,用模糊综合评判法评价了地下水防污性能,从而揭示了地下水污染与防污性能之间的内在联系,这为新乡市地下水污染防治提供了依据。     

Impacts of afforestation on groundwater resources and quality

Plans to double the proportion of land under forest cover in Ireland by the year 2035 have been initiated. The plan, primarily financially driven, ignores potential environmental impacts of forestry, particularly impacts on groundwater resources and quality. Since groundwater supplies almost 25% of Ireland's total potable water, these impacts are important. Field investigations indicate that afforestation leads to a reduction in runoff by as much as 20%, mainly due to interception of rainfall by forest canopies. Clearfelling has the opposite impact. Implications are that uncoordinated forestry practices can potentially exacerbate flooding. Groundwater recharge is affected by forestry, largely due to greater uptake of soil water by trees and to increased water-holding capacity of forest soils, arising from higher organic contents. Recharge rates under forests can be reduced to one tenth that under grass or heathland. Groundwater quality may be affected by enhanced acidification and nitrification under forests, due partly to scavenging of atmospheric pollutants by forest canopies, and partly to greater deposition of highly acid leaf litter. The slower recharge rates of groundwater under forests lead to significant delays in manifestation of deterioration in groundwater quality. Electronic Publication     

玛纳斯河流域地下水水位变化及水量平衡研究

天山北坡玛纳斯河流域地下水长期大规模开采引发了一系列生态环境问题,地下水均衡状态和地下水流动模式明显发生了改变。为研究节水灌溉条件下的地下水系统流动模式及其对地下水均衡要素的改变规律,以平原绿洲区为研究对象,采用三维地下水数值模拟方法,研究玛纳斯河流域地下水水位动态变化及水量平衡规律。结果表明:研究区地下水水位的抬升和回落受农业灌溉的影响显著,具有一定的周期性,存在着明显的时空差异;地下水均衡处于负均衡状态,补排差为-2.81×108m3。模拟期内观测水头与计算水头两者相关系数各月均在0.81以上,模拟效果较好。     

锡山市西部地区地下水资源计算模型研究

从地下水运动均衡原理的角度分析了锡山市西部地区第Ⅱ承压含水层天然和现状开采条件下的地下水均衡要素,揭示了该地区地下水开采与地面沉降的关系,其中现状开采条件下的75%～80%的开采量来自于粘性土层的压密释水量;同时,根据地面沉降的发生机理剖析地面沉降严重发育地区忽略地面沉降影响因子建立的地下水资源计算模型中存在的问题,提出了地下水可开采资源合理的计算方法,并对考虑地面沉降影响因子的地下水资源计算模型的可实现性进行了分析。     

Hydrogeochemical characteristics of groundwater depression cones in Yinchuan City, Northwest China

Groundwater in Yinchuan City has been heavily over-exploited, thus leading to the formation of depression cones in confined and phreatic groundwater environments. The depression cones have an important influence on the hydrodynamic and hydrochemical fields of groundwaters. The evolution of depression cones was analyzed on the basis of the monitoring data on groundwater level accumulated in the past 14 years. The ratio of rCl-/rCa2 showed that phreatic water circulation was intensified, and confined groundwater was affected by external factors. Mass balance of Cl- showed confined water mixed with about 11% phreatic water. It is shown that the alternative function of confined water was affected by external factors. At last, the evolution of groundwater hydrochemical field on the basis of groundwater chemical composition showed that phreatic water quality has been improved whereas confined water quality has been deteriorated. Saturation indices of minerals with respect to phreatic and confined waters were calculated by using PHREEQC.     

黄土高原缺水的地质环境及找水环境

文章分析了黄土高原地下水形成的地质环境，认为降水量、地形地貌、岩性构造和地下水循环是造成黄土高原产重缺水的主要因素，地层岩性和新构造运动是影响地下水富集的决定性因素。指出黄土高原基岩风化带潜水的相对富水岩组和富水地段，提出研究含水层的岩性和构造，寻找基岩风化带潜水是解决黄土高原局部地段缺水的较好途径。     

长春市地下水动态研究

根据长春市地下水观测井的动态监测资料,分析了长春市主要地下水类型的动态变化规律及原因。2000年以后,地下水位处于回升状态,松散岩类孔隙水水位埋深值年均减少0.16m,基岩裂隙水年均减少0.78m,其主要原因为限制开采量。典型观测孔水位埋深变化趋势公式表明,浅层地下水水位与气温密切相关,但滞后于气温1～1.5个月。     

枣庄市地下水动态变化特征研究

枣庄市以岩溶地下水为主要供水水源,多年的超采造成了十里泉及丁庄主要岩溶水源地下水水位大幅度下降,并诱发了地下水污染、岩溶地面塌陷等严重的环境地质问题。根据枣庄市岩溶地下水21年的监测资料,揭示了枣庄市岩溶地下水水位动态特征。岩溶地下水水位呈现季节性和多年变化特征,其中,岩溶地下水水位季节性变化特征与降水量密切相关,多年水位变化受降水和开采量的综合作用的影响。     

近30年来降水量变化和人类活动对北京潮白河冲洪积扇地下水动态的影响

对北京潮白河冲洪积扇分布区30年来降水量、地表径流量、地下水水位和地下水储存量进行了时间序列分析。结果表明: 过去30年中,区域地下水动态发生了明显变化,特点是1998年以来,地下水位和地下水储存量迅速下降与减少。1998年以来,年降水量为以往多年平均值的76％左右。在储存量变化的影响因素中,降水量减少导致的补给量减少约占24％,人类活动,如工农业地下水开采、应急水源地地下水开采和地表水体入渗减少等因素约占76％。由于未来气候变化的不确定性,在南水北调的水进京后仍可能出现连续枯水年,因此,以丰水年降水进行水源涵养存在较大风险。对于已经处于严重超采状况的潮白河冲洪积扇来说,为了满足未来供水的需要,应急水源地从现在起应减少开采量或停采以逐步恢复地下水储存量。     

地下水渗流对冻土区模型桩力学特性的影响分析

为了研究冻土区地下水的渗流效应对桩基的荷载传递规律的影响,考虑到桩身轴力、桩侧冻结应力和桩周土温度对桩基承载力均有影响,依据室内模拟试验,分别模拟了无地下水、桩顶水有温度效应、桩底水有温度效应、桩顶水有温度及渗流效应、桩底水有温度及渗流效应5种不同工况下地下水对冻土桩基承载力的影响。试验结果表明：无论是桩顶水还是桩底水,在接近地下水处,同时有温度效应及渗流效应的轴力值变化比仅有温度效应时的小,当地下水为桩底水时加载后的桩轴力小于地下水为桩顶水时的轴力值;桩底水引起的桩侧冻结应力变化幅度比桩顶水大,地下水的温度效应使得部分冻土温度升高而融化,而地下水的渗流效应进一步增大了冻土融化范围,使得桩基力学特性发生改变,进而影响了桩基承载力。     

Visual MODFLOW在大庆龙西地区地下水数值模拟中的应用

Visual MODFLOW是综合MODFLOW、MODPATH、MT3D、RT3D和WinPEST等地下水模型而开发的可视化地下水模拟软件，具有水的质点向前、向后示踪流线模拟、任意区域的水均衡、简化数值模拟数据前处理和后处理，将模拟的复杂性降到最小等特点。龙西地区是大庆油田新增水源地，使用Visual MODFLOW在该地区进行了地下水资源的模拟与预报，建立准三维模型，发现PCG2求解方法精确度最高。另外，把随机模型和MODFLOW模型相结合，解决了边界水位在计算中不断变化的问题。按照设计开采量对地下水水位进行预报，根据模型预报结果，水：原地设计开采量是可行的。Visual MODFLOW成功地运用于大庆龙西地区地下水资源的评价，操作简便，预报准确、可靠，说明具有很好的应用和推广前景。