地下水水源地重点补给地段保护区划分研究——以玉符河流域为例

解决好城市饮水安全问题,要科学划定和调整饮用水水源保护区,切实加强饮用水水源地保护工作。以玉符河流域为例,在综合分析玉符河流域水文地质特征、富水机理及地下水污染方式的基础上,结合玉符河流域特殊地质情况,采用经验公式法确定保护区半径,进而对玉符河流域地下水水源地保护区范围进行划定,在划定过程中要将水源地补给区重点渗漏段与取水地段同等重视,一并划为一级保护区,并按照有关保护措施依法进行保护。研究结果以期为地下水资源开发和保护提供科学的指导。     

北京市大兴新城水源地保护区划分

北京地下水资源持续超采,已出现水资源枯竭和浅层地下水大面积污染问题,建立饮用水源地保护区是保护地下水水源的有效手段。本文应用数值模拟法和公式法,对北京大兴新城水源地保护区进行划分。考虑大兴水厂所在地水文地质条件,分别对第四系和基岩进行保护区划分,对不同分区进行叠加,得出水源地保护区范围。通过两种方法计算出的保护区面积相差不大,但是数值模拟法计算出的二级保护区面积比公式法计算的结果小5.5km2,主要因为公式法计算时没有考虑地下水含水层边界条件和岩溶地下水富水性不均一等因素,而数值模拟模型在水文地质条件的基础上进行水源地保护区划分,比较符合水源地所在区域实际的水文地质条件。通过对划分结果的对比和分析可以看出,公式法划分水源保护区的方法简便易行,但是概化结果与实际地质条件差异较大。数值模拟法对含水层结构和水文地质条件的概化相对客观、详尽,但是该法应用过程较复杂。在实际划分水源保护区的工作中,应将公式法和数值模拟法结合应用。     

岩溶水饮用水水源保护区划分技术方法——以邯郸市羊角铺水源地为例

位于峰峰矿区内的羊角铺水源地日开采奥陶系岩溶地下水达为9万m3,为一个大型的水源地。参照《饮用水水源保护区划分技术规范》大型水源地保护区范围确定应采用数值模型模拟计算的规定要求,本文根据羊角铺水源所在地下水系统的水文地质特征,结合模型技术的要求,利用目前国际上流行的visual modflow软件,采用数值模拟法对地下水系统的溶质运移进行模拟预测,并据之确定出羊角铺水源地不同级别的保护区范围,具体是:以水源地地下水开采井为中心,溶质质点迁移100天的距离为半径所圈定的范围作为水源地一级保护区范围,溶质质点迁移1000天的距离为半径所圈定且除去一级保护区以外的范围为二级保护区,将水源地所在的岩溶水子系统的奥陶系灰岩裸露补给区范围划定为准保护区范围。      

济南市羊里水源地保护区划分方法探讨

济南市莱芜区供水以地下水为主,近年来,随着经济的快速发展,水资源需求日益增长,区域地下水过量开采,形成大面积地下水漏斗区,加之工业和生活污水的无序排放,造成水质轻微污染。以济南市莱芜区羊里地下水水源地为研究对象,结合水源上游及周边污染源分布、水文水质和地形地貌特征,在分析羊里水源地地下水系统及水资源特征的基础上,依据《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ 338-2018)对水源地保护区进行划分,运用经验值方法并结合地形地质条件进行修正,保护水源地免受污染,以期为羊里地下水资源的健康长效发展提供参考。     

数值模拟法划分地下饮用水源保护区——以内蒙古呼和浩特市城市水源地为例

科学合理地划分地下饮用水源保护区,有助于以最低的经济代价防范地下水源被污染。以内蒙古呼和浩特市为例,在对其水文地质条件进行详细分析的基础上,利用MODFLOW建立地下水渗流场,利用MODPATH进行粒子反向示踪模拟,然后以井口粒子运移100 d和1 000 d的范围为标准确定一级和二级保护区的范围。根据水源地的特点,从社会经济和工程技术等方面提出了合理的地下水保护建议及保护区管理措施,为地下饮用水源保护区划分的发展趋势和研究方向提供借鉴,并更好地实现地下水资源的可持续发展。     

饮用水水源地保护区划分研究——以山东羊庄盆地地下水水源地为例

根据羊庄盆地水文地质条件和规划水源地开发利用状况,采用Visual Modflow4.0及其中的MT3DMS模块分别建立地下水水流和水质模型,在水流模型预测水源地未来开采形成的稳定流场环境下运行水质模型,模拟计算污染质在规定时间内到达水源地捕获带的位置,运移100d的范围划定为水源地一级保护区,运移1000d的范围划定为水源地二级保护区,二级保护区以外至羊庄盆地流域边界划定为水源地准保护区;同时结合当地环境条件提出了对一级保护区实行圈网管理,在各级保护区重要边界点设立界桩、界牌、禁止在区内建设严重性污染企业等环境管理措施和布设水环境监测点,加强上游城镇及工业污水、废水处理效果监测等污染防治对策。     

基于OLHS随机模拟的地下水源地保护区划分

为解决确定性模型可能为地下水源地划分带来的保护不足或过保护问题,探索采用基于正交拉丁超立方抽样法的地下水模型研究,并结合粒子反向追踪技术,进行地下水流随机模拟和对应保护区的概率统计分析,最终得到具有分布概率的保护区范围。为验证该方法的实用性与可靠性,选取北京市平谷区王都庄应急水源地进行实例应用研究。在考虑渗透系数和降雨补给量随机抽样组合基础上进行地下水流动随机模拟,并完成对应保护区划分和加权统计。与确定性模拟划分结果相对比:一级保护区中,确定性模拟划分结果仅相当于随机模拟结果中统计概率70%以上的范围;对于二级保护区,确定法对应保护面积相当于随机模拟结果中50%概率以上的范围。实例研究表明,基于正交拉丁超立方抽样的随机模拟法可完成多个不确定性输入变量条件下的随机模拟,且在小样本数的基础上获得理想结果,适用于复杂水文地质条件下的地下水源地保护区划分研究。     

基于数值模拟的岩溶地下水源保护区划分技术研究

以山东省邹城市某岩溶水源地为例,研究数值模拟方法在岩溶地下水水源地保护区划分中的应用,以及水文地质参数对于水源地保护区划分结果的影响。基于GMS软件构建了研究区三维非稳定流地下水数值模型,采用质点追踪技术,通过反向追踪示踪粒子在运移100 d、1 000 d以及25 a后的位置及迁移轨迹,对该岩溶水源地进行保护区划分;改变数值模型中的主要水文地质参数,以变化后的保护区面积作为衡量参数敏感度的指标,并计算各参数的敏感度系数,研究水文地质参数对于保护区划分范围的影响。结果表明:当参数改变幅度在20%范围内时,一层垂向渗透系数(VK1)的敏感度系数最大可达到2.63×10-3,二层垂向渗透系数(VK2)的敏感度系数最大可达到3.64×10-3;垂向渗透系数的敏感度明显高于其他参数,说明垂向渗透系数对保护区划分范围的影响最大。因此,在应用数值模拟法对岩溶地下水源地进行保护区划分时,应尤其注意模型中各含水层垂向渗透系数取值的准确性和合理性。      

地下水水源地系统研究——以黄河禹门口冲积扇(东侧)水源地为例

对于一个具体的水源地应当如何保护?保护范围究竟多大?人们往往有不同的理解。本文提出建立地下水系统模型,来定量地研究水源地保护的范围。文章以黄河禹门口冲积扇(东侧)水源地为例,阐述用线性系统理论来确定水源地保护区范围的方法。     

唐山市开平化工厂对地下水的污染分析

唐山市开平化工厂位于唐山市开平区马家沟村东约600 m,由于未经处理工业废水的任意排放,造成工厂附近岩溶地下水污染。本文通过对化工厂附近水文地质条件评价和实地调查,结合地下水污染现状,分析造成化工厂附近地下水污染原因,并提出应通过严格落实水源地保护规划、切断污染源、防止地下水继续污染和抽取已污染地下水,减少被污染地下水的储存量等污染控制措施,旨在为化工厂附近地下水保护提供依据。     

Groundwater drawdown at Nankou site of Beijing Plain: model development and calibration

Water shortage and groundwater pollution have become two primary environmental concerns to Beijing since the 1990s. The local aquifers, as the dominant sources for domestic and agricultural water supply, are depleting due to groundwater abstraction and continuous drought in recent years with rapid urbanization and increasing water consumption. Therefore, understanding the hydrogeological system is fundamental for a sustainable water resources management. In this article, the numerical analysis of a 3-D regional groundwater flow model for the Nankou area is presented. The hydrogeological system is reproduced according to sparsely distributed boreholes data. The numerical analysis is carried out using the scientific software OpenGeoSys, which is based on the finite element method. The model calibration and sensitivity analysis are accomplished with inverse methods by applying a model independent parameter estimation system (PEST). The results of the calibrated model show reasonable agreements with observed water levels. The transient groundwater flow simulations reflect the observed drawdown of the last 9 years and show the formation of a depression cone in an intensively pumped area.     

Hydrogeological framework and water balance studies in parts of Krishni–Yamuna interstream area, Western Uttar Pradesh, India

The Krishni–Yamuna interstream area is a micro-watershed in the Central Ganga Plain and a highly fertile track of Western Uttar Pradesh. The Sugarcane and wheat are the major crops of the area. Aquifers of Quaternary age form the major source of Irrigation and municipal water supplies. A detailed hydrogeological investigation was carried out in the study area with an objective to assess aquifer framework, groundwater quality and its resource potential. The hydrogeological cross section reveals occurrence of alternate layers of clay and sand. Aquifer broadly behaves as a single bodied aquifer down to the depth of 100 m bgl (metre below ground level) as the clay layers laterally pinch out. The depth to water in the area varies between 5 and 16.5 m bgl. The general groundwater flow direction is from NE to SW with few local variations. An attempt has been made to evaluate groundwater resources of the area. The water budget method focuses on the various components contributing to groundwater flow and groundwater storage changes. Changes in ground water storage can be attributed to rainfall recharge, irrigation return flow and ground water inflow to the basin minus baseflow (ground water discharge to streams or springs), evapotranspiration from ground water, pumping and ground water outflow from the basin. The recharge is obtained in the study area using Water table fluctuation and Tritium methods. The results of water balance study show that the total recharge in to the interstream region is of the order of 185.25 million m³ and discharge from the study area is of the order of 203.24 million m³, leaving a deficit balance of −17.99 million m³. Therefore, the present status of groundwater development in the present study area has acquired the declining trend. Thus, the hydrogeological analysis and water balance studies shows that the groundwater development has attained a critical state in the region.     

环境同位素在北京平谷盆地山前侧向补给研究中的应用

利用地下水水化学和同位素测试分析成果,结合区域地质、水文地质条件研究了平谷北山山区侧向补给情况和中桥水源地地区第四系松散孔隙水和下伏岩溶水关系。结果表明：研究区第四系松散孔隙水和基岩岩溶地下水均来源于大气降水,地下水化学类型均为HCO-3-Ca2+?Mg2+ 型;平谷北山山前基岩岩溶水侧向补给平原区第四系松散孔隙水和下伏岩溶地下水;通过D值估算得到中桥水源地第四系浅层地下水的山区岩溶水侧向补给和垂向降水入渗补给比例为57：43;中桥水源地基岩岩溶水接受山区岩溶水侧向补给和第四系孔隙水垂向越流补给比例为87：13。研究成果为平谷地区地下水资源量评价和地下水动力场数值模型的建设提供了关键参数,为区域地下水的合理开采和有序回补涵养提供了科学依据。     

南水北调进京后怀柔应急水源地地下水资源涵养研究

怀柔应急水源地作为北京最大的应急地下水源地,在连续10多年的干旱期间,为保障城市供水安全做出了巨大贡献。文章在总结怀柔应急水源地10年供水历程的基础上,评价了连续干旱和应急开采条件下区域水资源的变化;结合南水北调进京的契机,从"资源人工回补"和供水系统"热备运行"两方面开展当地地下水资源涵养研究工作,以保障怀柔应急水源地可持续"应急供水"能力,为应对南水北调供水过程中的突发事件,做好水资源战备储备。     

饮用水源地地下水氨氮特殊脆弱性研究

特殊脆弱性分析评价是实现定量研究地下水受某种特定污染物威胁的有效手段。文章以佳木斯市七水源地为研究对象,在分析区域水文地质条件的基础上,选取地下水防污性能评价模型（DRASTIC）用于研究区固有脆弱性的评价,侧重分析区内土地利用类型、稳定开采条件下的地下水水位降深等人为因素,以及典型污染物氨氮在特定介质中的通量这一特殊人类活动因素,构建了水源地特殊脆弱性评价模型。以研究区内28组浅层地下水样品中氨氮浓度和对应采样点特殊脆弱性指数之间的相关性来评估模型的可靠性,计算结果显示二者相关系数为0.67,具有较好的相关性,说明该评价系统可靠。特殊脆弱性计算结果显示研究区内以中等以下脆弱性为主,其中水源开采区和西南丘陵区特殊脆弱性较高,计算结果有助于实现水源地的科学管理。     

北京市平原区地下水循环特征的同位素研究

同位素技术是研究区域地下水循环规律的主要手段之一。本文对平原区地下水进行了取样分析,运用同位素技术并结合水文地质条件,研究了北京市平原区地下水循环演化规律。运用^3H和^14C的测年技术确定了地下水年龄;利用D和18^O关系曲线探讨了地下水的起源;按照是否积极参加了现代水循环的原则将第四系地下水划分为浅层水和深层水;对浅层水和深层水的更新状况进行了研究。研究表明,浅层水广泛分布于北京平原区,径流条件好,更新快;深层水主要分布于永定河、潮白河冲洪积扇下部及冲洪积平原的深部地区,补给条件相对差,与现代大气降水联系弱,径流条件差,更新慢。     

北京城市规划区水源热泵系统应用适宜性分区

鉴于北京市水源热泵系统应用过程中存在地下水水资源因不能完全回灌造成浪费及运行效率未能充分发挥等问题,本文针对水源热泵系统运行过程中地下水的抽灌模式,根据北京规划市区的水文地质条件,对水源热泵系统应用的适宜性进行了分区,为水源热泵技术因地制宜、合理有序应用提供了科学的思路。     

云应盆地东北部含水层结构特征及地下水转化模式

云应盆地东北部属鄂北贫水地区,赋存于古近系—第四系含水层中的地下水是当地生产、生活用水的主要来源,亟需查明含水层的结构、含水层间地下水的转化关系等基本条件,为研究区内合理开发利用地下水提供依据。本研究通过野外水文地质调查、水文地质钻探工作,将研究区划分为单层含水层与双层含水层结构两个亚区（6个小区）。并通过地下水水位动态长期监测,获取了区内不同含水层的水位动态变化特征,分析各含水层之间的水力联系,建立了区域地下水转化的概念模式,即:研究区地下水以接受山前降雨入渗及风化裂隙水侧向径流补给为主,主要以水平径流的形式经古近系孔隙-裂隙含水层及第四系孔隙承压含水层往澴水方向运移,而后进入第四系孔隙潜水含水层。地下水和地表水在不同季节补排模式不同,雨季地表水（澴水）补给地下水,旱季地下水向地表水（澴水）排泄。古近系孔隙-裂隙水与上覆第四系孔隙水联系密切互为补给,共同构成具有统一水力联系的垂向多层结构的含水系统。独特的含水层结构决定了区内地下水接受降水补给的条件较差,地下水可开采资源量总体较贫乏,建议重点利用区域地表水资源,适度开发地下水资源,推进农业节水灌溉工程,实现水资源可持续利用。     

北京西山泉域岩溶水系统特征探讨

北京西山地区岩溶地下水主要以相对独立的岩溶地下水系统进行循环,其水文地质条件、系统结构模式及其水资源的重要性等,在北方具有代表性。文章主要以北京西山鱼谷洞泉域岩溶水系统、黑龙关泉域岩溶水系统、玉泉山泉域岩溶水系统为研究对象,从岩溶含水层结构、地下水循环、地质构造等方面,总结出北京西山泉域岩溶水系统特征主要为:双层含水层结构、多个子系统构成且多点排泄、系统内岩溶水转化关系复杂多样、岩溶水富集带及系统边界集中在逆冲断层处。      

淮北某矿区地下水环境质量评价

在分析淮北某矿区水文地质条件的基础上,选取S₄O2-、Cl-、矿化度、总硬度4个污染因子作为评价因子,以GB/T14848-93《地下水质量标准》为评价标准,分别运用尼梅罗指数法和模糊数学法,对该矿区各主要含水层进行了地下水环境质量评价。评价结果表明,该矿区第一含水层(组)水质较好,适合作为矿区工业用水以及生活饮用水的供水水源,而第二含水层(组)及其以下含水层地下水均需要作适当的处理才可作为饮用水源。