大沽河拦河闸坝影响下平原区地下水资源评价

近年来大沽河干流上新建和加固拦河闸坝,对河道进行疏浚挖泥挖沙,河床下弱透水层变薄,甚至有的河段无弱透水层,河流直接补给地下水,这都会使大沽河地表水对地下水的补给量发生变化。本文根据大沽河调水实测资料,建立了大沽河平原区地下水数值模型,利用模型计算了大沽河对地下水的补给量,并预测了连续丰、平、枯水年的地下水资源量。研究结果表明:河床下存在弱透水层的河段,入渗补给初期河流补给量较大,随着地下水位上升,入渗补给量逐渐减小;直接补给地下水的河段河流迅速补给地下水,补给量很大,之后河流水位与地下水位相差很小,河流补给量很小。在现状开采条件下,改增建拦河闸坝后,丰、平和枯水年河流对地下水的补给量比之前分别增加了135%、123%和100%,地下水可开采量分别为11 722×104、9 338×104和8 219×104 m3/a。     

地下水库运行效果评价体系构建与应用研究

滨海地下水库是重要的地下水源地,建立科学的地下水库运行效果评价体系对于地下水资源的开发利用与保护具有重要的科学意义和应用价值。本文考虑了地下水库的水资源、水环境属性和经济社会效益,选取水量、水质、脆弱性、经济社会效益为评价指标,建立了一套新的地下水库运行效果评价指标体系。基于改进的模糊综合法,构建了适于地下水库运行效果评价的模型,且以大沽河地下水库为例综合评价了该地下水库的运行效果。结果表明,大沽河地下水库运行效果评价结果为Ⅲ类,整体运行效果临界安全。但是地下水库的脆弱性综合指数较高,抗污染能力较差,地下水容易被污染。     

截渗墙渗漏对黄水河下游地区地下水水质的影响研究

黄水河流域自20世纪70年代后期发生海水入侵,地下水库截渗墙的修建有效阻止了截渗墙两侧的水力联系,同时使截渗墙以南地区残留了一定区域的咸水体,由于地下水库截渗墙建造年数已久,存在出现渗漏的可能性,仍会影响黄水河地区地下水资源的开发利用。本文利用Visual MODFLOW中的SEAWAT模块建立变密度地下水流模型与溶质运移三维耦合数值模型,基于校准好的模型,预测了不同截渗墙渗漏位置对黄水河下游地区地下水水质的影响程度。结果表明：(1)截渗墙东部渗漏对研究区地下水氯离子浓度的影响最大,海水入侵面积与现状年相比增加17.58%,中部渗漏和西部渗漏时海水入侵程度相近。(2)当截渗墙出现渗漏时,距离墙体越近的地下水井受其渗漏的影响越大,且靠近某一处渗漏位置的地下水井受其他两处渗漏的影响较小。(3)与截渗墙下部渗漏相比,上部渗漏时研究区地下水氯离子浓度更高。该预测结果可为黄水河下游地区未来地下水资源管理提供依据。     

泥质潮滩的海水-地下水交换量化研究——以莱州湾南岸为例

本文目的是利用数值模拟量化研究莱州湾南岸泥质潮滩的海水-地下水交换。选取的典型剖面长约3 800 m,坡度小于1%,沿剖面选取5个监测点,观测地下水的水头和盐度,分析其随时间的变化规律。概化水文地质条件基础上,用SEAWAT-2000建立二维数值模型,模拟水流的流动并将水头模拟值和观测值进行拟合。基于良好的拟合结果,计算出海底地下水排泄(Submarine Groundwater Discharge,SGD)量为17.46 m3/m/d,海水流入量为2.71 m~3/m/d。文章最后提出了观测和模拟过程中存在的问题,需要今后进一步解决。     

莱西地区施肥对地下水硝酸盐污染的过程

通过实地调查和渗水、硝化、吸附、弥散等室内外试验,获取了所需水文地质参数。利用VS2D/T(Variably Saturat-ed 2-D Flow and Transport Model)模型,建立了莱西地区包气带水流-溶质运移模型,分析了莱西地区施肥过程中对地下水的硝酸盐污染。研究结果表明,氮肥中的硝酸盐对地下水的补给量占当次施肥量的24%和43%,进入到地下水中硝酸盐的平均浓度分别约为130mg/L和177mg/L,远高于当地地下水中硝酸盐63.5mg/L的平均浓度,说明不合理的施用氮肥是造成莱西地区地下水硝酸盐污染的1个主要原因。通过模拟不同灌溉和施肥模式下对地下水的硝酸盐污染,得出灌溉方式的改变对于减少施肥造成的地下水硝酸盐污染的作用最大。     

石油类污染物在潜水含水层中的运移

结合新疆某电厂工程,基于研究区环境水文地质条件,建立数学模型,分析电厂生产过程中石油类渗漏可能对地下水污染的影响,对污染物在潜水含水层运移和变化进行了数值分析.结果显示,石油类污染物运移方向与地下水流方向基本一致,因弥散作用导致污染羽面积不断扩大.污染物浓度迁移曲线呈正态分布,在污染源下游400 m处,污染物运移9年时浓度达最大值0.16 mg/L.预测20年后石油类污染物渗漏对潜水含水层的影响范围扩大到36 400 m2,最大运移距离为1 297 m,其污染物运移已超过地下水平均水流所波及的范围.     

秦皇岛市海岸带地下水资源的合理开采利用

随着经济的发展,在沿海地区地下水补给量减少,开采量增加,造成地下水超采,地下水位持续下降,部分地区形成地下水位下降漏斗,地下水污染面积扩大,原有稳定、良性的地下水均衡被破坏,引起海水入侵、湿地减少等生态环境问题。在地下水长期监测的基础上,建立了地下水资源管理模型,对地下水资源环境进行了承载力分析,计算了生态水量;提出了严格控制地下水开采量,促进地表水与地下水良性循环,保护湿地,改良恢复水环境,保障水资源循环利用等措施。     

水利工程影响下双台子河上溯潮水分流比的研究

盘锦双台子河口湿地拥有亚洲面积最大的芦苇种植区,但随着工农业用水增多,加之气候干旱和降雨偏少,苇田灌溉得不到保证。为了更好地解决双台子河流域苇田灌溉用水不足的问题,本文利用实测水位和流量等资料,基于Mike11建立了双台子河口的水动力学模型,并使用2008和2009年的实测潮位资料对模型进行了率定和验证,拟合精度较高,表明所建模型能反映河口区的水动力特征。通过设置水工建筑物的不同运行方式,模拟了上溯潮水分流到支流绕阳河与双台子河上游的流量比值。结果表明,水闸和橡胶坝对于研究区域内上溯潮水的分流比影响较大,在现状基础上橡胶坝建成之后能将绕阳河的分流比提高约50%,同时下游河口上溯潮水会减少20%～30%,但分流比对橡胶坝高度的变化并不敏感。不同调水方案以及水泵提水对分流影响甚微。     

规则波下刚性植物根茎对边界层最大剪切力特性影响研究

基于考虑根茎影响的近岸植物消波实验,对边界层的最大剪切力特性进行了研究。利用前人提出的规则波下含植物水流的边界层流速计算公式,探究了单独根和根茎组合两种植物模型的边界层最大剪切力特性,分析了两种模型的剪切力的沿程变化、植物对剪切力衰减特性的影响,拟合了衰减系数的公式。研究表明,波浪在通过植物带时,剪切力会出现一定幅度增大,随后逐渐降低。植物对剪切力的消减效果随入射波高的增大而增大,且茎有助于根群对边界层最大剪切力的消减作用,其消减系数的范围为0.06~0.61,拟合的公式更加适用于水深较浅的情况。     

建筑物场区地下水位预测与抗浮水位确定——以青岛啤酒城改造为例

通过收集研究区自然地理、气象水文资料,掌握了该区降水、蒸发等规律;通过实地地质、水文地质调查,查清了研究场区的地层结构、含水层类型等水文地质条件。在抽水试验和长期水位观测的基础上,利用数值模拟软件Visual modflow建立了研究场区的三维地下水水流数值模拟模型。根据2011—2012年研究场区地下水位观测数据对模型进行拟合和验证,说明所建立的模型可以用来预报;根据实际施工要求,对-7.8、-2.9和3m处基础进行丰水年丰水期和多年平均降水时丰水期的地下水位进行预报,预报结果在基底标高3m区域内,合理的抗浮水位范围为6~8m;基底标高-2.9m区域内,合理的抗浮水位为5~7.5m;基底标高-7.8m区域,合理的抗浮水位为3~5.5m。预报结果为设计合理的建筑物抗浮水位提供了科学依据。     

Effect of Groundwater Fluctuations on Pore Pressures and Earth Pressures on Coastal Excavation Retaining Walls

Pore water and earth pressures acting on retaining structures are investigated using an efficient coastal double-layered excavation model to determine offshore excavation responses to groundwater fluctuations outside foundation pits. Total pore water pressure includes excess pore water pressure (due to groundwater fluctuations) and steady pore water pressure (due to steady seepage) determined using one-dimensional consolidation theory of double-layered soil and one-dimensional steady-state flow theory, respectively. Rankine's active and passive earth pressures are obtained from pore water pressure. This method is applicable to arbitrary groundwater fluctuation conditions. How physical parameters affect pore water pressure is numerically investigated using examples, demonstrating the method's practicality for calculating pore water and earth pressures.     

黄河农场地区地下水入海量FEFLOW软件数值模拟

分析了黄河农场地区的降雨、蒸发、地表径流、灌溉和地下水水位常规观测资料,构建了该区的水文地质模型。在此基础上,运用FEFLOW软件建立了黄河农场地区三维地下水流数值模型,用实测资料来识别此模型,运用模型估算出研究区2层潜水含水层的地下水入海量,进一步分析地下水中的营养盐物质,得出研究区营养盐入海量。     

人工回灌控制基坑工程地面沉降的数值模拟

人工回灌是控制基坑降水工程引起地面沉降的有效手段,本文以上海地铁2、4、9号3条地铁线所围区域盛大基坑降水为例,探讨基坑降水地下水回灌控制地面沉降的作用机理,并基于下负荷面剑桥理论,建立水-土耦合的地面沉降数学模型,预测基于人工回灌的深基坑工程地面沉降,与实测地面沉降数据对比,得到比较符合实际的数值模拟结果,真实地反映了基坑开挖、支撑和降水共同作用下的地面沉降,值得基坑降水回灌工程推广。     

地下水封石油洞库渗流场的数值分析

对研究区水文地质条件和地下水封石油洞库、水幕系统进行了概化,利用Visual MODFLOW软件,建立了某地下水封石油洞库无水幕和有水幕条件下的三维地下水数值模拟模型,模拟了地下水封石油洞库区的渗流场。利用所建模型预报了2种条件下涌入地下水封石油洞库的涌水量、区域地下水降落漏斗扩展情况及洞库上方地下水位变化情况等。由预测结果可知,2种条件下洞库涌水量均逐渐减小并趋于稳定,而有水幕条件下的地下漏斗扩展范围和速度均比无水幕条件小;在洞库开挖初期水幕作用较小,随时间延长作用愈加明显,因此水幕系统在保证地下水封石油洞库的储油安全和保护周围地下水资源方面都起到重要作用。     

基于MapInfo的大沽河地下水库脆弱性评价

在大沽河地区自然地理和水文地质调查的基础上，充分利用Maplnfo建立缓冲区功能来划分评价区域。并以MapInfo强大的地图查询运算能力和目前常用的DRASTIC方法进行了全面的脆弱性评价。研究结果表明：大沽河地下水库大部分地区约60．8％属于脆弱性中等区域，25．0％是属于脆弱性较强区域，另外还有10．1％属于脆弱性较弱区域。总的来讲，大沽河水库库区是相对脆弱的，今后应尽量避免兴建污染性强的项目，减少化肥和农药的大量使用，防止地下水污染的发生和发展。     

Characterizing sources of groundwater to a tropical coastal lagoon in a karstic area using radium isotopes and water chemistry

Radium isotopes (²²³Ra, ²²⁴Ra, ²²⁶Ra, and ²²⁸Ra) and water chemistry were used to identify two chemically distinct sources of submarine groundwater discharge (SGD) in Celestún Lagoon, Yucatán, Mexico. Low salinity groundwater discharging from springs within the lagoon has previously been identified and extensively sampled for nutrient concentrations. However, a second type of groundwater discharging into the lagoon was detected during this study using radium isotope activity measurements. This second type of groundwater is characterized by moderate salinities (within the range of lagoon salinities) and very elevated radium activities in comparison to the low salinity groundwater, mixed lagoon water, and seawater. Further analysis showed that the two types of groundwater also have distinct chloride, strontium, and sulfate ratios, along with slightly different nutrient concentrations. Groundwater discharge occurs through large and small springs scattered throughout the lagoon, and both types of groundwater were detected discharging from one of the larger springs. The relative proportions of low salinity groundwater and brackish high radium groundwater varied over the tidal cycle. In order to better understand the relative contributions of each type of groundwater to the lagoon, a three end-member mixing model based on the distinct chemical and isotopic compositions of both types of groundwater and of seawater was used to estimate the distribution of each water type throughout the lagoon in different seasons. This study suggests that substantial groundwater discharge to the lagoon can occur during both dry and rainy seasons. The presence of two groundwater sources has implications for monitoring and protection of the Celestún Lagoon Biosphere Reserve, since the two sources may have different susceptibilities to anthropogenic contamination depending on their respective recharge area and recharge rates.     

黄河农场地区地下水入海通量的数值分析

在系统地调查和分析了黄河三角洲地区自然地理、地质和水文地质条件的基础上，进行了不同的水文地质试验和地下水长期观测，并尝试建立黄河三角洲典型地段－黄河农场地区的水文地质数学模型，定量分析该地区地下水入海量的变化规律及不同因素的影响程度。研究结果表明，当地的气象因素和黄河、小岛河及海洋的水位都不同程度地影响地下水的入海量，而且黄河的水位变化和气象因素是影响黄河三角洲地区地下水入海量的主要因素。另外，黄河三角洲地区地下水的入海量比地表径流入海量小得多。     

黄河三角洲地区地下水分析

在全面收集有关黄河三角洲地区水资源方面文献资料的基础上，从含水层、地下水水质、地下水循环和地下水年内动态变化4个方面，详细论述了黄河三角洲地区地下水的基本特征，并将黄河三角洲地区地下水含水层划分为3个大的水文单元，提出了地下水以河道为分水岭呈扇形向海排泄的特征。