区域地下水资源承载能力评价理论与方法研究

开展地下水资源承载能力评价,对于认识区域地下水资源禀赋和开发利用的空间分布状况、建立国家-省级资源环境承载能力监测预警机制、支撑面向国土空间规划的“双评价”研究等具有重要意义。目前,地下水资源承载能力的评价理论与方法仍处于探索之中,在实际工作中缺乏统一的依据。本文基于自然-社会经济系统的承载协调理论,定义了地下水资源承载能力的内涵。从地下水资源的数量、质量、生态属性出发,分别建立了承载本底、承载状态两个层次的区域地下水资源承载能力评价指标体系,确定了评价指标的分级标准和评价流程。以地下水可开采资源模数、地下水开采程度作为基础指标,来初步判断承载本底、承载状态等级,而后利用地下水背景质量等级对承载本底初步结果进行修正,根据区域实际情况选取地下水污染程度、地面沉降程度、海水入侵程度、土壤盐渍化程度等一项或多项指标作为承载状态的修正指标,对承载状态初步结果进行修正;综合承载本底、承载状态评价结果,确定区域地下水资源承载能力。应用此方法研究了京津冀地区的地下水资源承载能力,结果发现京津冀地区地下水资源承载能力水平整体偏弱,202个县级行政区中承载能力强的有18个,较强的有72个,中等的有19个,较弱的有36个,弱的有57个。承载能力强、较强的县级行政区几乎全部位于冀南丘陵山区、冀中山前冲积平原;承载能力弱、较弱的县级行政区主要分布在冀北山地丘陵区、冀东滨海冲积海积平原。京津冀地区地下水资源承载能力研究实例表明该方法具备可操作性,评价结果合理。     

基于地下水污染预警信息系统的污染防治研究

在地下水水质现状、地下水污染趋势、含水层固有脆弱性、污染源荷载风险、地下水污染危害性五个要素的基础上建立了地下水污染预警评价指标体系,利用GIS组件开发技术,与地下水污染预警模型相结合,采用VB.NET+Arc GIS和Engine+Access集成的组件式GIS二次开发模式,开发可脱离GIS平台独立运行的地下水污染预警系统。系统可分别进行研究区域的水质评价、水质预测、含水层固有脆弱性评价、污染源荷载风险计算、污染风险评价、污染预警分析。对典型水源地地区地下水环境污染的警度进行识别,对即将可能出现的警情进行预报,并依据警度划分了防护治理区、重点防护区和一般防护区,提出了相应的防治措施,为政府部门制定地下水污染防治规划服务。     

北京平原区浅层地下水演化的生态环境效应评价指标初探

基于目前北京市平原区浅层地下水的生态环境效应及引起效应的浅层地下水状态和性质,遵循指标选取的原则,从成因和结果两方面构建了由7项指标组成的评价指标体系,其中成因指标分别是地下水位、地下水化学类型和地下水可采资源量3项;结果表现指标分别是地面沉降、湿地萎缩、泉眼干涸和水质超标4项.指标体系的构建为未来该地区地下水生态环境效应定量评价提供基础,并有利于促进该地区地下水资源的合理开发利用,维持城市生态系统的平衡、稳定,满足生态文明建设的要求.     

河北省地下水资源承载能力评价及预警方法研究

河北省由于地下水持续超采引发一系列生态环境问题,其根源在于人类活动强度超出了地下水资源承载能力,并缺乏及时有效的预警。为了构建更符合河北省实际的地下水资源承载能力评价体系,解决以往预警方法需要设置固定的水位、水量预警区间值,水位的区域差异导致的宏观性评价困难、工作量巨大且无法动态修正的问题,从地下水的资源属性和社会属性出发,采用指标体系综合分析评判法,建立承载本底、承载状态2个层面的承载能力评价体系;采用地下水开发利用程度为主,水位变化幅度加以修正的“双控联动”预警方法,实现两指标的动态联动且无需设置固定的水位、水量区间。研究表明河北省地下水资源承载本底整体较好,但由于开发利用程度高,承载状态多处于超载状态,承载能力太行山中南部高于北部及燕山山区、坝上地区,山前冲洪积平原优于中部湖积平原和滨海平原;受咸水分布、工农业生产取水量大等因素影响,地下水红色及橙色预警区域主要分布于河北平原中部冲湖积平原的沧州、衡水地区、太行山山前平原邯邢交界区域及城市市区周边。评价及预警结果与河北省实际情况吻合。该评价方法具有区域适用性强、可操作性好、数据易获取等优点。     

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。     

重庆涪陵页岩气勘查开发区环境地质调查进展

紧密结合国家非常规能源勘探开发的重大战略,聚焦重庆涪陵页岩气勘查开发区环境地质调查工作,总结了研究区岩溶发育特征与分布规律,评价了涪陵页岩气开发区区域水资源量和地下水质量。在此基础上,收集分析国内外资料,梳理了页岩气勘查开发所引发的6类环境(地质)问题及勘查、钻井、压裂、开采、闭井等5个阶段需关注的地质环境问题或风险等,其中涪陵页岩气勘查开发区主要诱发水土污染、地质灾害和大气污染等环境(地质)问题; 基本识别了2种地下水污染模式、3种污染类型及可能的地下水污染风险途径; 初步确定了涪陵页岩气勘查开发区污染指示性特征因子,并形成了页岩气勘查开发区地质环境影响评价指标体系,可指导页岩气勘查开发的环境地质调查。该研究为页岩气国家新型清洁能源的绿色开发和开发区生态文明建设提供支撑。     

重庆涪陵页岩气勘查开发区环境地质调查进展

紧密结合国家非常规能源勘探开发的重大战略,聚焦重庆涪陵页岩气勘查开发区环境地质调查工作,总结了研究区岩溶发育特征与分布规律,评价了涪陵页岩气开发区区域水资源量和地下水质量。在此基础上,收集分析国内外资料,梳理了页岩气勘查开发所引发的6类环境(地质)问题及勘查、钻井、压裂、开采、闭井等5个阶段需关注的地质环境问题或风险等,其中涪陵页岩气勘查开发区主要诱发水土污染、地质灾害和大气污染等环境(地质)问题; 基本识别了2种地下水污染模式、3种污染类型及可能的地下水污染风险途径; 初步确定了涪陵页岩气勘查开发区污染指示性特征因子,并形成了页岩气勘查开发区地质环境影响评价指标体系,可指导页岩气勘查开发的环境地质调查。该研究为页岩气国家新型清洁能源的绿色开发和开发区生态文明建设提供支撑。     

安徽涡河地区浅层地下水化学特征分析

选择安徽涡河地区为研究区,通过采集区域内的浅层地下水的水文地球化学指标进行测试与分析,结果表明:区域内的地下水类型主要受到自然环境与人类活动影响,浅层地下水水化学类型在阴阳离子组成上较为接近,指示的沉积环境是基本一致的;三氮指标的高变异系数,指示了浅层地下水受化肥、污水、粪便等农业污染和生活污染的影响显著;铁、锰浓度的高背景值主要与区内地下水所属的水文地质单元有关。研究区浅层地下水的硬度与TDS的空间分布特征指示了区域地下水的的补径排方向。此外研究区内的地下水类型主要以HCO_3-Na型、HCO_3-Na·Mg型、HCO_3-Na·Ca·Mg型为主,分别占总数的28.57%、18.49%、14.29%。     

地下水与环境变化研究

环境变化研究是当前国际地球科学和环境科学界最为活跃的研究领域之一。作为全球水循环的重要环节,地下水是全球环境变化的受体和信息载体。地下水及其沉积物的物理、化学指标,诸如地下水水位、宏量组分、微量组分、同位素、惰性气体等可以用作不同时间尺度上环境变化的指示剂。从地下水及其沉积物中识别和提取高分辨率的环境变化信息,实现对环境变化的预警功能是地下水科学向环境科学延伸的重要方向;而随着全球淡水资源紧缺形势不断恶化,全球环境变化、特别是全球气候变化对地下水资源的影响成为水文地质研究的新课题。     

地下水污染防治区划研究

以某地区地下水污染调查成果为基础,基于地下水资源的自然属性和社会属性,建立了由1个目标层、2个属性层、3个准则层、6个约束层和12项指标构成的地下水污染防治区划指标体系。利用层次分析法确定指标权重,采用加权平均综合指数模型计算区划指数,并借助MapGIS技术进行相关数据处理和区划结果可视化表达。区划结果符合地下水污染预防为主与分区防治的原则。     

重庆涪陵页岩气勘查开发区环境地质调查进展

紧密结合国家非常规能源勘探开发的重大战略,聚焦重庆涪陵页岩气勘查开发区环境地质调查工作,总结了研究区岩溶发育特征与分布规律,评价了涪陵页岩气开发区区域水资源量和地下水质量。在此基础上,收集分析国内外资料,梳理了页岩气勘查开发所引发的6类环境(地质)问题及勘查、钻井、压裂、开采、闭井等5个阶段需关注的地质环境问题或风险等,其中涪陵页岩气勘查开发区主要诱发水土污染、地质灾害和大气污染等环境(地质)问题;基本识别了2种地下水污染模式、3种污染类型及可能的地下水污染风险途径;初步确定了涪陵页岩气勘查开发区污染指示性特征因子,并形成了页岩气勘查开发区地质环境影响评价指标体系,可指导页岩气勘查开发的环境地质调查。该研究为页岩气国家新型清洁能源的绿色开发和开发区生态文明建设提供支撑。     

地下水污染防治区划研究

以某地区地下水污染调查成果为基础,基于地下水资源的自然属性和社会属性,建立了由1个目标层、2个属性层、3个准则层、6个约束层和12项指标构成的地下水污染防治区划指标体系。利用层次分析法确定指标权重,采用加权平均综合指数模型计算区划指数,并借助MapGIS技术进行相关数据处理和区划结果可视化表达。区划结果符合地下水污染预防为主与分区防治的原则。     

地质环境问题的地质指标体系框架及其构建方法

面对复杂、多变、脆弱的地质环境和不断加剧的人类工程经济活动,急需建立面向多种地质环境问题的地质指 标体系。针对中国地质环境工作现状,借鉴国际地质指标工作组最新的成果和经验,对地质指标的定义、内涵进行了 修订和拓展,创建了包括调查指标体系（影响指标、状态指标、后果指标）和监测指标体系（压力指标、状态指标、 响应指标）的地质指标体系框架,并建立了从面向单一地质环境问题的地质指标体系的构建思路、实际范例,到面向 一个国家或地区的地质指标体系的构建步骤,为地质指标的创建、完善和应用指明了方向。     

天津市宁河县地下水安全AHP模糊评价浅析

由宁河县多年平均各含水组开采状况可知,第Ⅱ含水组开采比例占到了全县地下水总开采量的55%,开采强度在各含水组中也属最大,导致了该层地下水水位的持续下降,引起了地下水水质恶化、地下水资源枯竭、地面沉降等一系列环境地质问题。本文参考前人的研究成果,从地下水的安全内涵出发,构建了包括水质安全、水量安全、含水层安全和生态环境安全的4个一级评价指标,15个二级评价指标的地下水安全评价指标体系,建立了基于AHP的模糊综合评价模型,选取宁河县第Ⅱ含水组10个有代表性采样点进行安全现状分析,并在对地下水环境地质条件深入分析的基础上,量化了地下水安全评价分级标准,取得了与实际较为相符的结果。     

辽宁省阜新地区地下水水质特征及污染防治措施

地下水水质特征和污染程度直接反映地下水环境质量的好坏。由于受工业“三废”、地表水体以及矿山固体废弃物排放等因素的影响,阜新地区地下水水质受到严重的污染,部分地下水化学指标已超出国家饮用水标准。文章综合分析该地区水文地质概况及水质特征,其中包括自然环境下地下水化学特征和人为环境下地下水化学特征,初步探讨了影响地下水污染的主要因素,并提出地下水污染的防治措施和对策,对该地区地下水资源合理开发、保护和可持续利用具有重要意义。     

基于数值模型的地下水污染预警方法研究

地下水是中国许多城市主要的供水水源,目前中国部分城市地下水已受到不同程度的污染,导致地下水资源供需矛盾日益突出。进行地下水污染预警是保护地下水资源的一个有效措施,当前国内外相关研究刚刚起步,有关预警理论、方法和技术框架仍未形成一套完善的体系。本文简述了地下水污染预警的研究现状及存在的不足,并以中国北方某铬渣场地为例,根据当地的水文地质条件,利用数学模型建立了地下水污染预警模型,给出了不同等级的地下水污染预警分区,研究结果可为当地地下水污染防治和地下水污染控制规划提供科学依据。     

考虑污染物扩散风险的场地地下水污染多层次风险评估方法

地下水中污染物具有迁移性和扩散性,会对下游敏感受体造成威胁,目前场地地下水风险评估主要关注人体健康风险,还未能综合考虑地下水污染的整体风险,尤其是忽视了污染物迁移引起的对下游敏感受体的风险。本研究基于“源-径-汇”模型构建了考虑污染物扩散风险的场地地下水污染风险评估的指标体系与风险评估模式。在指标体系构建方面,重点考虑场地地下水的污染源、迁移路径和敏感受体3个方面。在风险评估模式方面,根据场地不同地下水污染状态开展3个层次的风险评估。基于假想的铬污染场地开展了案例分析,设置了地下水污染状态的4种情景,利用Wexler溶质运移模型计算了地下水污染羽的时空变化,并针对地下水污染的不同层次开展了风险评估。结果表明,在场地地下水污染羽未到达场地边界的2种情形中,场地地下水的风险评分分别为4.0,6.2,分别属于低风险与中风险。在场地地下水污染羽到达或超出场地边界的2种情形中,场地地下水的风险评分分别为7.0,8.8,分别属于中风险与高风险。综合而言,本研究构建的方法能够用来对场地地下水进行系统全面的评估和对比,能够根据风险结果对污染场地进行有效的分级管控,为污染场地的风险管控提供技术支撑。     

南襄盆地地下水污染对水化学类型变化的指示意义

地下水水化学分类是按一定的规则将地下水中的化学成分归类,是认识地下水形成的重要途径。然而,在地下水受污染的条件下,污染质将成为地下水化学组分的一部分,指示着区域地下水化学类型受污染质影响。针对该问题采用了在舒卡列夫分类法中加入NO_3~-指标的方法,发现计入NO_3~-后水化学命名发生改变的点占17.2%,水化学类型新增了NO_3、Cl·NO_3、HCO_3·NO_3型水3种;原舒卡列夫分类中HCO_3型水所占面积略有增加,其它3种水化学类型面积有所减少。常规水化学分类法主要用于判断地下水的自然成因,而人类活动使浅层地下水的原生环境发生了较大变化,在进行与人为污染组分有关的地下水化学分类工作时,并不适用。因此,水化学分类中计入NO_3~-这一典型污染指示因子,有助于从污染角度研究地下水。     

基于改进的DRASTIC模型对香溪河典型岩溶流域地下水脆弱性评价

南方岩溶流域的地表水与地下水转换频繁,地下水环境对人类活动响应敏感,地下水环境脆弱。为探索岩溶流域地下水脆弱性评价的方法,以岩溶流域为评价对象,选取植被覆盖率、地形坡度、土壤类型、地下水水位埋深、地下水补给模数、土地利用类型6个指标,通过改进DRASTIC模型的评价指标体系,建立了基于VTSDRL模型的岩溶流域地下水脆弱性评价指标体系。以香溪河岩溶流域地下水为例,利用层次分析法计算了评价指标权重,基于地理信息系统的叠加分析功能对香溪河岩溶流域地下水脆弱性进行了定量评价。结果表明:香溪河岩溶流域地下水脆弱性以中等脆弱区为主,占比达到86.6%;地下水补给模数和土地利用类型对地下水脆弱性的影响作用最强,地下水脆弱性高的区域主要分布于溶丘洼地区,其面临农业活动污染的风险最大。该研究可为我国南方岩溶流域地下水脆弱性评价和岩溶水资源保护提供参考。     

江西省九江市规划区地下水特征及其环境评价

在分析介绍九江地区地下水类型(松散岩类孔隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水、基岩裂隙水)和地下水环境条件及其动态变化规律的基础上,采用《生活饮用水卫生标准》,对研究区地下水环境,包括地下水质量和地下水污染现状进行了评价。研究区内合格的地下水占56%,不合格的占12%,中等不合格占16%,严重不合格占16%。地下水污染形成了4个严重污染区块,全区未污染地下水仅占8%、轻微污染占36%、中等污染占20%、严重污染占36%。污染项目主要为PH、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、氛等指标。由此提出了保护地下水资源的建议。