新疆木垒煤田区域地下水补给来源分析

查清煤矿区地下水的补给及流动模式是矿区安全开采的重要基础保障之一。通过环境同位素示踪剂(~2H和~(18)O)以及地下水~(14)C测年技术,识别出新疆木垒煤矿区地下水的补给来源。结果显示:该区中部平原区地下水的主要补给来源为高海拔山区降水,南部地区潜水的平均补给高程约为1 700~2 300 m。~(14)C测年结果与同位素δ~(18)O低值表明,第三系碎屑岩类孔隙裂隙水是晚更新世寒冷气候条件下补给形成的;侏罗系孔隙裂隙水、基岩裂隙水与现代潜水之间存在有一定程度的水力联系,地下水的补给流动途径是基岩裂隙水在出山口渗出地表后部分通过山前透水层渗入地下,进而补给潜水及第三系裂隙水或侏罗系孔隙裂隙水。     

额济纳盆地浅层地下水演化特征与滞留时间研究

以地球化学和氚(3H)同位素测年技术相结合,通过额济纳盆地地下水、地表水地球化学及同位素的研究,探讨中国西北干旱区内陆河流域下游盆地地下水地球化学演化规律和平均滞留年龄.额济纳盆地浅层地下水状况主要受地表水补给状况的影响,离河道近的水样矿化度低;而离河道较远的戈壁区,地下水矿化度高.水体化学成分主要受岩盐、石膏、白云石等矿物的溶解及蒸发作用的影响.通过利用指数-活塞模型流模型(EPM),计算出额济纳浅层地下水年龄在13～58年之间.     

霍景涅里辛沙漠地下水化学和同位素特征

在综合分析地质条件基础上,运用水化学及同位素技术,并结合现场调查及室内分析的方法,对霍景涅里辛沙漠地下水进行研究,分析了研究区地下水化学及稳定同位素特征,讨论了地下水的矿化过程及影响因素,确定了沙漠区地下水的补给来源。结果表明：沙漠区潜水中各离子组分平均值均大于承压水,潜水的溶解性总固体（TDS）平均值远大于承压水,说明潜水的蒸发作用大于承压水;控制潜水中主要离子成分的作用主要为溶解作用、交替吸附作用以及蒸发作用,控制承压水中主要离子成分的作用主要为溶解作用;沙漠区潜水与承压水具有一定的水力联系;地下水的补给来源主要为山区冰雪融水及降水,潜水的补给高程为1 370m,承压水的补给高程为1 650m。     

额济纳盆地地下水补给机理研究

黑河下游的额济纳盆地,气候干旱,降雨稀少,盆地内分布着复杂的地下水含水层,濒临崩溃的生态系统靠其有限的地下水资源维持着,如何有效的评价地下水资源量,怎样合理的开发利用地下水资源,以及近期黑河治理规划工程实施后,对地下水资源产生何种影响,成为亟待解决的问题。对此,应用皮帕尔（Piper）图解法分析地下水的水化学特征类型,结合区域构造水文地质、地下水流场和环境同位素,分析盆地内不同地区的地下水补给机理：发现自流井区为一小区域的沉积中心,其来源不同于其他以黑河河水为补给源的地下水,而是来自中蒙边境山区的补给;古日乃草原地下水主要依靠黑河河水通过古河道渗漏的补给,而不是巴丹吉林沙漠的补给;赛汗桃来沉积中心的深层承压水来自其邻近上游地区潜水的侧向渗流补给。利用放射性同位素氚含量,初步估算出不同地区地下水的更新期,其地下水年龄均低于35 a。为评价黑河干流规划对地下水资源所产生的影响、合理开发利用地下水资源、保护脆弱的生态环境提供科学依据。     

西北内陆张掖盆地地下水温度变化特征及主要影响因素识别

西北内陆干旱区地下水温度变化与其补给水源区气象和水文条件密切相关.以西北内陆张掖盆地为研究区,应用灰色关联分析方法,在张掖盆地潜水和承压水温度动态变化特征研究基础上,通过诊断其与上游山区降水、气温(对冰川雪融水影响)、日照和出山地表径流量,以及当地气温、降水、日照和地下水埋深之间关联状况研究,识别张掖盆地不同埋藏条件下...     

应用环境同位素方法研究黑河源区水文循环特征

维持黑河流域中、下游绿洲生态和社会经济发展的水资源主要形成于祁连山区。该文在野外采样的基础上,通过测试分析不同地段、不同水体中的环境同位素(δD、δ^18O和^3H)和水化学组成特征,利用同位素混合模型,识别黑河源区地表水和地下水的来源、组成和径流过程,揭示源区的水文循环特征,在此基础上探讨源区水文循环模式。结果表明：1)黑河源区存在两类地下径流系统：局部径流系统接受局地降水和冰雪融水入渗补给,就近向河流排泄,水循环交替积极,据同位素估算结果,降水补给占76％,冰雪融水补给占24％;区域径流系统接受中高山带的降水和冰雪融水补给(补给高程大于3600m),在出山口附近的断裂带以泉的形式排泄,水循环交替缓慢。2)山区地表水由大气降水、冰雪融水和地下水组成,出山河水的构成为：降水占69％～72％,冰雪融水占23％～24％,深部地下水占5％～7％。     

青海湖沙柳河流域浅层地下水氢氧稳定同位素分布特征

地下水氢氧稳定同位素的组成与空间分布规律可为研究地下水补给及深入认识水循环过程提供重要理论依据。基于青海湖沙柳河流域浅层地下水样品的氢氧稳定同位素数据，通过空间插值法和δD-δ¹⁸O线性关系法，分析了氢氧稳定同位素组成、空间分布特征及地下水补给关系。结果表明：沙柳河流域中下游地区浅层地下水δ¹⁸O与δD值分别为-8.54‰~-6.02‰和-58.6‰~-34.6‰，平均值分别为-6.79‰和-41.8‰；δ¹⁸O值在流域空间上表现为西北、中部高，南北低的特征；流域西北和中部地区地下水主要受降水补给，补给来源单一、蒸发作用强是该区域地下水同位素值较高的原因，降水→地下水→泉水是其主要补给、排泄关系；流域北部、南部地区地下水与降水、河水、泉水等水体水力联系密切，不同补给来源的平滑作用是该区域地下水同位素值较低的原因，其补给、排泄关系主要为降雨→河水→地下水→泉水（或降雨→地下水→泉水→河水）。     

黑河流域中游盆地地下水补给机理分析

分析地下水水循环机理是有效评价地下水资源量和合理开发利用地下水资源的前提。对此,利用皮帕尔（Piper）图解法分析地下水的水化学特征类型,结合区域构造水文地质和环境同位素,分析黑河中游盆地内不同地区的地下水补给机理。结果表明,位于黑河较上游地区两个相邻山前冲洪积扇之间的地下水水力联系微弱,分别来自于不同的补给来源;不同区域的黑河沿岸地区,受地理地形控制,地下水补给来源存在显著差异;以榆木山隆起相隔离的张掖盆地和酒泉盆地,地下水水化学特征和同位素存在显著差异,处于不同的地下水补给单元;利用放射性同位素氚含量,初步估算出不同地区地下水的更新期,其地下水年龄均低于32 a。为合理开发利用黑河中游地下水资源、保护脆弱的生态环境提供科学依据。     

甘肃石油河流域地下水补给来源与演化特征分析

针对石油河流域所包含的赤金盆地与花海盆地,综合利用地下水水化学指标与稳定同位素技术系统地研究了地下水的补给来源与演化规律。其中赤金盆地地下水化学演化受控于溶滤作用,方解石、白云石、石膏等不断地溶解进入低矿化度的地下水中导致Mg²⁺+Ca²⁺与HCO₃^-+SO₄^2-沿1∶1等量线分布;而花海盆地高矿化度地下水中的Na⁺与SO₄^2-、Na⁺与Cl^-均有较好线性关系且多数矿物饱和指数>1,表明芒硝溶解控制了地下水中主要离子成分且地下水演化过程转由蒸发浓缩作用主导。赤金、花海盆地地下水氢氧同位素沿祁连山大气降水线分布或于右下方,二者特征相似,但后者更为富集重同位素,反映研究区地下水主要补给来源为祁连山大气降水或石油河河水;此外,两盆地间水力联系紧密,前者补给后者,因此在水资源开发利用时应将两盆地作为整体进行统筹管理,避免不合理开采造成环境地质问题。     

党河流域敦煌盆地地下水补给与演化研究

综合应用水文地球化学指标和稳定同位素技术研究了党河流域敦煌盆地地下水补给和演化规律。岩盐、石膏及芒硝等矿物的溶解对Na⁺、Ca²⁺、Cl^-及SO₄^2-离子浓度影响较大。阳离子交换作用明显,地下水中Mg²⁺和Ca²⁺浓度增加,并与碳酸盐发生沉淀,导致HCO₃^-减少。地下水的δ¹⁸O值介于-12.1‰~-7.5‰,δ²H值变化范围为-84.3‰~-61.5‰,指示了盆地不同地带地下水补给来源不同。潜水δ¹⁸O和δ²H数值随着地下水径流路径方自西南到东北越来越富集,反映了蒸发浓缩效应,南湖、盆地南部潜水同位素与河水相近,体现了现代补给。相比之下,承压水稳定同位素相对贫乏,指示过去寒冷时期的补给。该研究可以为敦煌区域地下水资源规划和管理提供一定的借鉴意义。     

Dynamic evaluation of groundwater resources in Zhangye Basin

Groundwater resource is vital to the sustainable development of socio-economics in arid and semi-arid regions of Northwest China. An estimation of the groundwater resources variation in Zhangye Basin was made during 1985–2013 based on long-term groundwater observation data and geostatistical method. The results show that from 1985 to 2013, groundwater storage exhibited tremendous dissimilarity on temporal and spatial scale for the whole Zhangye Basin, especially before and after implementation of the water diversion policy. Trend of groundwater storage varied from quick to slow decline or increase. The accumulative groundwater storage decreased nearly 47.52×10~8 m~3, and annual average depletion rate reached 1.64×10~8 m~3/a. Among which, the accumulative groundwater storage of the river and well water mixed irrigation district decreased by 37.48×10~8 m~3, accounting for about 78.87% of the total groundwater depletion of the Zhangye Basin. Accumulative depletion of groundwater storage varied in respective irrigation districts. Though groundwater resources depletion rate slowed down from 2005, the overall storage in the whole basin and respective districts during 1985–2013 was still in a severe deficit such that, the groundwater resource was in a rather negative balance, which could threaten the local aquifer. This is the joint effect of climate change and human activities, however human activities, such as water diversion policy and groundwater exploitation, became increasingly intense. Our research results could provide a reasonable estimation for the groundwater balance in Zhangye Basin, providing a scientific basis for water resources unified planning and, this method can provide a relatively reliable way of estimation for large scale groundwater resources.     

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.     

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.     

Data model for system conceptualization in groundwater studies

Development of a conceptualization of a hydrogeologic system serves as the basis of groundwater modeling. While existing groundwater data models are designed to store groundwater system information, none is designed to capture its conceptual view. This study addresses this need by presenting a new object-oriented Conceptualization Groundwater Data Model that represents a groundwater system as a series of aquifer layers with defined aquifer properties and water boundary conditions. A case study is presented that develops the conceptual view of the groundwater system beneath Konza Prairie. This single conceptualization is used to support groundwater models across existing technologies of finite difference, finite element, and analytical element methods. While the models each employ different mathematics, data input files, and formats, all models are founded on the same conceptualization process that is represented using this new data model. The case study illustrates the data model's promise as an effective mechanism for groundwater system conceptualization and data storage, and utility for various groundwater computational models. This conceptualization of a groundwater data model suggests a new focus on incorporating system conceptualization into data model design.     

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%。     

Regime of subsurface water resources in shallow groundwater agricultural fields

l introductionYucheng area is located in the downstream alluvial plain of the Yellow hiver in Shandong provillce,Nortll China. bouenced by the conhnenlal monsoon clllnate in wann tCmperate zone, fainfall isdistributed very unevenly in bine. AVerage annual precipitation amounts to 600 ~ with 70%concentrahng from June to September The mother material of soil is conStituted by river alluvium andmainly consistS of mealy sand and light loam. Vadose zone consistS of mealy san4 its dry bulk densi…     

生活饮用水地下水源保护区的划定方法——英国的经验值法与实例

饮用水水源保护区的建设在我国有15年的历史,有一些经验积累,也有不少问题尚有待于进一步研究。地下水源保护区的划定方法有经验值法和计算机模型法,岩石土壤对水污染的过滤净化功能,是划定地下水源保护区的自然科学依据。由于岩土过滤机理至今没能搞清,经验值法应用很普遍。50日流程等值线是国际上应用最普遍的经验值。本文介绍了英国水源保护区的经验值法以及它的实际操作过程。     

白洋淀流域地下水更新速率

受到水库拦蓄、抽水灌溉等人类活动的影响,白洋淀流域平原区河流断流,非承压含水层逐渐被疏干。下游的白洋淀无法得到河流和地下水的补给,时刻面临干涸。鉴于白洋淀对区域生态环境和气候有重要的影响,多次实施调水补淀工程。然而,白洋淀渗漏严重,调水补淀的效果不理想。为了保护白洋淀,亟需恢复地下水的可持续性,这首先需要查明地下水的更新能力。2009年,对白洋淀流域平原区地下水进行实地调查,并采集采集地表水和地下水水样共36个,分析其氚含量。利用线性插值法、吴秉钧法和连炎清法恢复了该地区降水氚含量的历史数据,结合数学物理模型估算了非承压地下水的更新能力。结果表明,氚含量较高的白洋淀水渗漏使得周边地下水氚含量增高。总体上,沿山区到淀区的方向非承压地下水更新速率逐渐由15.0%/a降低至4.0%/a。山前平原冲洪积扇区域是非承压地下水的主要补给区,平均更新速率达9.8%/a。冲积平原区域非承压地下水的平均更新速率仅为4.4%/a。为此,需要限制在冲积平原区域开采非承压地下水,以逐步恢复其更新速率,使其重新补给白洋淀。地下水的恢复过程可能较慢,但可从根本上解决调水补淀无法解决的干淀问题。     

巴丹吉林沙漠沙山区径流与地下水补给条件

在全球高差最大的巴丹吉林沙漠沙山斜坡上发现了沙漠区罕见的因大气降水而产生的地表超渗径流,地表径流侵蚀,缓渗径流及因地下径流出露而产生的地表径流--风沙混合物理沉积与化学沉积(次生盐).根据电镜观察,能谱分析,化学分析和粒度分析等资料,研究了径流化学沉积物的矿物和化学组成,风积沙和径流--风沙混合物理沉积物的粒度组成,径流类型及沙山区水分平衡,降水对地下水与湖水的补给机制.超渗径流的出现表明,虽然该区降水量少,但存在能够为地下水提供补给来源的较强有效降雨过程.径流,径流--风沙混合物理沉积和化学沉积等六项科学指标从深层次上充分证明,该区降水通过入渗至少达到了沙山的下部,完全能够对地下水构成有效补给.细粒层相对的隔水性是该区地下径流出露于地表的原因.沙山区确实存在令人惊奇的水分正平衡,即在大气降水在经过蒸发和蒸腾等消耗之后,每年还有约134648.4 t/km²水补给了地下水和湖水,成为湖水的重要补给来源之一.沙山区能够产生有效降水,植被稀少蒸腾量少,沙层入渗率高和沙层受蒸发影响深度很小是该区水分出现正平衡和大气降水能够补给地下水的四个条件,也是导致该沙漠区有众多湖泊发育的主要条件.