发展咸淡水混灌技术合理开发地下水资源

本文从天津市多年来灌溉水量严重不足,影响农业生产的实际出发,提出了开发利用浅层地下咸水,发展咸淡水混灌技术,以缓解天津市南部干旱地区农业缺水的矛盾。     

莱州湾南岸潍坊地区咸-卤水入侵及其地下水化学特征

近年来，莱州湾南岸潍坊地区的咸－卤水入侵，引起地下水资源量减少、土地资源退化和植物生态环境恶化。咸－卤水平均每年入侵２９．７ｋｍ＾２，卤水、咸水和微咸水区的入侵速度各不相同，地下水漏斗发展控制咸－卤水入侵过程，咸淡水界面稳定在淡水开采区的地下水漏斗北缘。咸－卤水入侵淡水时，地下水化学特点虽然主要决定于淡水和卤水特征，但是阳离子交换也起重要作用。     

咸淡水混浇在节水型社会建设中的实践探索

目前较为普遍的用水浪费,水资源利用效率低下及效益降低,已经成为区域可持续发展战略的重要障碍.在干旱缺水的咸水地区采用咸淡水混合灌溉可以有效缓解淡水资源利用量.以河北省威县梨元屯镇示范点为例,提出了干旱地区咸淡水混浇在节水型社会建设中的基本内容、效益评价和效果分析.     

充分利用咸水、微咸水改善沧州水环境

沧州水资源严重匮乏,不得不大量超采深层地下水,并由此而带来了地面下沉、机井报废、防汛抗旱能力下降等一系列环境地质问题,在特定的地理条件下,沧州区域内咸水、微咸水较为丰富,本文针对上述现状,探讨利用抽成补淡、咸淡混浇、咸水淡化等技术措施,充分利用咸水、微咸水,节约淡水资源,实现对沧州水环境的修复。     

水资源合理调控利用发展农业节水灌溉

南皮县淡水资源短缺,咸水广布,制约农业生产的可持续发展.解决途径是合理调控利用当地水资源,开发利用浅层地下水包括微咸水和半咸水抗旱灌溉,调蓄雨季降雨径流及汛后河流来水作为补源,地下水地上水联合运用,发展农业节水灌溉,调整农业种植结构,提高水的利用效率.实现水资源可持续利用,农业生产可持续发展,生态环境良性循环,人与自然和谐相处.     

供水工程

咸水灌溉次数的计算公式咸水灌溉次数是根据“降雨淋洗值”确定的。用以下公式计算:L=sum from i=1 to n (M_iq_i C_o C_H) (1)C_H=C_o C_s (2)式中:L——降雨淋洗值,kg/亩;M_i——灌溉水含盐碱量,     

内陆单斜构造内咸水入侵淡水含水层三维数值模拟：——以山西柳林？…

本文建立了内陆单斜构造内咸水入侵淡水含水层的三维可混溶溶质运移模型。同时,为了尽可能提高模拟精度,还建立了区域二维水流模型和水质模型,为三维模型提供边界条件。模型应用于描述柳林电厂水源地咸－淡水界面运移特征,模拟效果良好,还据此预报了咸水入侵的可能性并探讨了淡水流的强弱对咸－淡水界面运移的影响。     

滨海岩溶地区海咸水入动力学系统研究

我国滨海岩溶地区岩溶系统的形成具有其独特的动力学过程。其中，既在自然环境条件下形成的岩溶特征，又有人类活动的地质效应－海咸水入侵的影响和改造。目前，海咸水入侵对滨海岩溶系统的影响和改造正 在加剧，并将逐渐成为主导因素。防治滨海岩溶区海咸水入侵的根本，就是要查明咸－淡水过渡带中碳酸盐岩溶解、沉淀的动力机制。其中，混合溶蚀作用是关键。开展咸－淡水过渡带碳酸盐岩溶解。沉淀动力学的野外现场定位观测和室内动态模拟实验研究，并在查明咸－淡水过渡带碳酸盐岩溶解、沉淀动力机理的基础上，建立滨海岩溶地区碳酸盐溶解、沉淀系统动力学模型是十分必要和迫切的。研究各种因素综合影响下，滨海碳酸盐岩的混合溶蚀作用，将有利于查明滨海岩溶形成机理，进而为解决滨海岩溶地区海咸水入侵问题开辟一条新的途径。     

下辽河平原咸水赋存规律及成因探讨

下辽河平原,位于辽宁省中部地区,是第三纪至第四纪阶段新构造垂直运动形成的中新生代断陷盆地,咸水分布区位于新生代断陷盆地的西南部。海相沉积层分布于山前至辽东湾,咸水分布在滨海一带。地下淡水由山前平原向中部平原及咸水分布的滨海平原运动。原生沉积的海相地层中天然形成的咸水运移层,人为的过量开采,破坏了咸淡水平衡界面,导致海水运移(入侵)。掌握下辽河平原的咸水赋存规律及成因,探讨咸淡水过渡带的移动变化特点,合理有效的开发利用淡水资源。     

内陆单斜构造内咸水入侵淡水含水层三维数值模拟--以山西柳林泉区柳林电厂水源地为例

本文建立了内陆单斜构造内咸水入侵淡水含水层的三维可混溶溶质运移模型.同时,为了尽可能提高模拟精度,还建立了区域二维水流模型和水质模型,为三维模型提供边界条件.模型应用于描述柳林电厂水源地咸-淡水界面运移特征,模拟效果良好,还据此预报了咸水入侵的可能性并探讨了淡水流的强弱对咸-淡水界面运移的影响.     

Research on Migration Features of Salt-Fresh Water Interface on the North China Plain

Underground water is the important water resources for the North China Plain, but due to long-time exhaustive exploitation, a series of problems about environmental geology including salt water migration appears. The salt groundwater that distributed widely moved downward vertically, triggering a strong impact on the water supply safety in this area; simultaneously, its large storage capacity brought great resources potential. Thus it had practical guiding significance to develop research on migration of salt-fresh water interface in the North China Plain and discuss the space distribution and migration features for improvement of groundwater environment and mitigation of water resource shortage status. This paper described migration features of salt-fresh water interface through changes in boundary line of salt water and fresh water and vertical interface of salt water and found out major causes for migration of salt-fresh water interface in the area were water level difference between salt water and fresh water area, saline concentration difference in salt water and fresh water, stratigraphic structure and artificial skylight based on analysis on the influence factors     

Origin,distribution, and evolution of salt-fresh groundwater in North Jiangsu Basin,China

Connate saltwaters are contained within the upper Pleistocene and overlying sediments. The high salinity of phreatic water and subsoil has significant effects on the development of industry and agriculture in the area. This articie is a report on conditions of the salt-fresh ground-water in the North Jiangsu Basin (NJB), China. Connate saltwaters in the western part and within old dunes in the eastern part of the area have been flushed out by infiltrating meteoric water, since regression happened about 1,000 years ago. A broad transition zone of saltwater-freshwater exists due to repeatedly eustatic sea-level fluctuation during the Quaternary period, through analyzing relationships between marine beds and the distribution of salt-fresh groundwater. In the coastal plain, the distribution of salt-fresh water is quite complex. There are four types of vertical distribution represented by chloride and/or Total Dissolved Solids (TDS) profiles: (1) salt-fresh water inversion, (2) salt-brackish water inversion, (3) salt-fresh-brackish water superimposition, and (4) salt-fresh-salt-fresh water superimposition. Groundwater in the middle-layered aquifer system is replenished in some places in the west, and flows slowly eastward. Chemical characters of water result from halite dissolution and incongruent dissolution of some aluminosilicate minerals, ion exchange and adsorption, mixture of salt-fresh water, and others. Hydrochemical types evolve from HCO₃ type to HCO₃ Cl type, lacking the sulfate type due to the mixture of salt and freshwater. The Chebotarev hydrochemical evolution sequence is, therefore, not relevant.     

渭干河-库车河三角洲绿洲地下水盐化特征及成因分析

在综合分析大量实测资料和参考资料的基础上,阐明了渭干河-库车河三角洲绿洲地下水不同埋深的分布面积、盐化特征、化学类型、补排量、含盐量的时空变化及成因.结果显示:(1)在绿洲平原区,地下水埋深3～6m范围最大,占总面积的39.68%;在灌区地下水埋深1～3m范围最大,占53.03%.在绿洲平原区,地下水矿化度小于1g/L范围最大,占总面积的91.98%;在灌区地下水矿化度小于1g/L的范围最大,占94.81%.从pH值来看,pH值7.5～8.0范围之间的面积最大,占总面积的90.25%.(2)冲积洪积扇北部属于淡水带,水化学类型为HCO_3-Cl-SO_4-Ca-Na;冲积洪积扇中部属于上成下淡水带,水化学类型为SO_4-Cl-Na-Mg;冲积洪积扇南部属于上成下淡水带,水化学类型为Cl-SO_4-Na-Mg.从水质上看,Ⅲ级地下水分布面积最大,占总面积的84.77%,其地下水资源量占61.89%.(3)地下水含盐量在时间尺度上,波动较大,1997、2000、2001年含盐量较高,均为3.7g/L以上,而1998、1999、2006年较低,为3.4g/L左右;在空间尺度上,研究区东部的地下水含盐量高于西部,南部高于北部,东南部高于西北部.(4)可溶性矿物的溶解、地下水水位抬升、强烈的蒸发、降水量的稀少、农业灌溉、化肥的使用是渭干河-库车河三角洲绿洲地下水含盐的主要原因.     

塔里木河水质盐化及改善途径

塔里木河在1958年前是一条淡水河,河水的矿化度在各段及不同季节均未超过1.0g/L,现全河段各月平均矿化度除8月洪水季节<1.0g/L,其余各月都在1.0g/L以上。上游阿拉尔水文站平均每年有5个月为1～3g/L,4个月为3～5g/L,2个月超过5g/L,最高5月份达到6.3g/L.阿拉尔的淡水所占比例不足年平均径流量的35%.下游卡拉全部为微咸水。造成塔里木河水矿化度升高的原因,除气候干旱、蒸发强烈、土壤含盐量高等自然因素外,主要是灌溉、排水不合理,上游三条主要支流灌溉引水增加,使补给干流的淡水资源量由1960年前的50.0亿m3减少到1990年后的42.0亿m3;与此同时大量农田排水泄入塔里木河,每年带入盐量达467.4万t.要改善塔里木河水质,必须减少农田排水泄入,实行咸、淡分流,退耕还林;并在源流区适度开发地下水,使三源流向塔里木河输水量每年不少于46.0亿m3。     

Evaluation on Groundwater Resources of Medium Salinity in Tarim Basin and Development and Demonstration of Under-mulch-drip Irrigation Technology for Cotton

The groundwater of medium salinity refers to the groundwater with a mineralization degree of 2-7 g/L that can be directly or indirectly used for irrigation. This paper determined the distribution area of the groundwater with medium salinity in Tarim Basin, estimated the total amount of recharge resources and exploitable quantity of the groundwater of medium salinity. The irrigation water quality assessment was conducted on the groundwater of medium salinity by using multiple factors and methods. The salt tolerance parameters and irrigation water mineralization control parameters of the cotton in under-mulch-drip irrigation were determined. The under-mulch-drip irritation technology for cotton in groundwater of medium salinity was developed and applied successfully to the demonstration area. The social, economic and ecological effects of this technology as well as the application prospect were analysed. This paper also puts forward two questions that need to be further studied     

开采浅层水增雨水入渗引河水补源实现水资源可持续利用

南皮县淡水资源严重短缺,制约工农业与经济社会的发展.春季开采浅层地下水包括微咸水和半咸水抗旱灌溉,腾出地下含水层空间;汛期增加降雨入渗,减少径流流失,防渍防涝,把时空分布不均的天然降雨转化为地下水资源;秋冬利用河道沟渠引蓄河水补源,淡化地下水质,增加地下水可采量.地上水地下水联合运用,保持水资源采补平衡.实现旱涝碱咸综合治理、水资源可持续利用与经济社会可持续发展.     

季节性冻融对土壤水分的作用及其在农业生产中的意义

正冻土体冻结缘的水势梯度导致非冻结土中的水分向冻结土体迁移，使融解后的土壤水分含量显著提高。然而，土壤水分增加的数量决定于冻结前土壤水分的剖面分布状况。根据田间试验结果，利用土壤冻融作用对土壤剖面水分的再分布，储水灌溉时间可以提前至９月下旬至１０月中旬，灌溉定额可以降低至６０ｍ３／亩，甚至４０ｍ３／亩。灌溉后及时地进行地面覆盖保墒措施，可以改善较早灌溉和低定额灌溉条件下在播种期的土壤墒情，显著提高作物的出苗率。     

潮汐强度与咸潮上溯距离试验

采用物理模型实验方法对不同潮差驱动下咸水入侵距离进行实验研究,结果表明存在潮差临界值使得咸水入侵距离最短,当潮差小于该临界值,咸水入侵距离随潮差增大呈快速减小趋势,而大于该临界值则呈缓慢增大趋势。基于实验数据对盐淡水混合进行理论分析,揭示了实验现象的产生机制:①潮差增大过程中盐淡水混合由高度分层变为均匀混合,导致驱动咸潮入侵的动力发生了改变;②当盐淡水为弱混合类型,盐淡水高度分层,重力环流输运是盐进入河口的主要方式,潮汐强度增大减小了盐淡水分层,减弱了重力环流的输运作用,因此入侵距离变小;③当盐淡水为强混合类型,盐淡水混合均匀,重力环流输运作用大大减弱,潮汐扩散成为主要的输运方式,潮汐增强使得扩散能力增大,因此潮汐强度越大,咸潮入侵距离越大。     

早涝碱咸综合治理与生态环境良性循环

华北平原东部淡水资源短缺，旱涝碱成灾害限制了农业生产的可持续发展。海河的治理，解决了排洪排涝排咸出路。春季开发利用地下水包括微咸水和半咸水抗旱灌溉。夏季利用伏雨洗盐排咸，增大降雨入渗，减少径流流失，防治渍涝灾害，把降雨转化为地下水资源。秋冬引蓄河水，回灌地下水补源。以土壤与潜水的地层空间作为调节大气降水、土壤水、地下水、地表水的地下水库，以调控地下水埋深在临界动态为指标，最大限度地把时空分布不均的天然降雨转化为可持续利用的水资源。地表水地下水联合运用，促使水资源采补平衡，降雨灌溉淋洗脱盐强于干旱蒸发积盐过程，地下水淡化强于矿化过程。实现旱涝碱咸综合治理，水土资源可持续利用，经济社会可持续发展，生态环境良性循环。     

采用间歇灌溉进行土壤盐分淋洗的适用性

为比较一次性灌溉和间歇灌溉在盐分淋洗效率方面的优劣,采用HYDRUS-1D两区模型模拟分析了不同频次灌溉条件下的土壤水盐运移过程。结果表明存在一个间歇灌溉具有更高淋洗效率的最大深度,并将其称为临界深度。对砂土的模拟显示在灌水总量为20 cm时,随着潜在蒸发强度从0 mm/d升高至6 mm/d,临界深度从60 cm以上降为0 cm;而在潜在蒸发强度为2 mm/d时,随着灌水总量从10 cm增加至40 cm,临界深度相应从20 cm增加至接近80 cm。比较而言,透水性好、不动水体占比高、两部分孔隙之间水分和溶质交换能力差的土壤,临界深度更大;对黏土、黏壤土、壤土、砂壤土和砂土分别进行模拟显示偏砂性土壤具有更大的临界深度,在灌水总量和潜在蒸发强度分别为30 cm和2 mm/d时,黏土和砂土的临界深度分别为56 cm和大于100 cm。总的来看,对于间歇灌溉是否能提高盐分淋洗效率不能一概而论,引入临界深度可以在一定程度上解释研究者们对于间歇灌溉是否能提高盐分淋洗效率的不同认识。