氮污染含水层治理技术综述

本文通过对“三氯”（NO3^-,NO2^-,NH4^ )的迁移转化机理研究，指出反硝化作用是地下水中除氮的主要过程，并分析了影响反硝化作用的主要因素，进一步推导出地下水系统中硝化与反硝化作用的数学模型，去除含水层中的氮是当今国内外重点研究的现场净化技术之一，文中介绍了双井系统、多井系统、Nitredox法、综合系统法及麦杆生物反应器法的基本原理、应用条件、处理效果等，各种方法均可使受氮污染的含水层得以再生。     

水文地质参数对浅层地温能的影响分析

以丘陵地区某医院水源热泵系统为例,在建立耦合数学模型的基础上,利用TOUGH2软件,讨论含水层孔隙度以及渗透系数对潜水水热运移的影响,定量评价对热泵采能区域的温度场演化影响。在该研究区特定地质及水文地质条件下,含水层有效孔隙度和渗透系数等水文地质参数对热泵采能区域的温度场演化影响较明显。从而为研究类似地区的地下水环境变化有一定的借鉴意义。     

地下水氮循环与砷迁移转化耦合的研究现状和趋势

地下水中铵根、砷、溶解铁的共存是一个普遍现象。它们之间发生强烈的相互作用,并影响地下水系统的氮循环和砷迁移转化。文章在系统总结地下水氮循环过程及影响因素、地下水氮循环功能微生物及特征、地下水砷富集的水文地球化学过程等国内外研究现状的基础上,深入分析了地下水系统中的氮循环过程（硝化、反硝化、铁铵氧化、厌氧铵氧化、硝酸根异化还原产铵等）对地下水砷迁移转化的影响,总结出含水层中铁氧化物和溶解态Fe(II)的动态转化是氮循环影响地下水中砷迁移转化的重要桥梁。据此提出不同氧化还原环境的含水层中氮循环过程、地下水氮循环与砷迁移转化耦合机理、Fe(III)-Fe(II)的循环-地下水氮循环-砷迁移转化之间的相互作用过程、地表水-地下水相互作用带氮-铁-砷的循环过程及其对人类活动的响应等是今后该领域需要关注的重要科学问题和主要发展趋势。这些科学问题的解决不仅有利于识别地下水中氮的来源和迁移转化,而且有利于提高对高砷地下水富集机理的整体认识。     

新疆乌勇布拉克盐湖盐壳层矿物沉积特征研究

新疆乌勇布拉克盐湖以富含硝酸盐资源为主要特征,为进一步探讨盐湖型硝酸盐的富集成矿过程和盐湖环境演化历程,对该区盐壳层矿物沉积特征和NO~-_3等离子含量进行分析研究。结果表明,盐壳层主要盐类矿物有石膏、无水芒硝、钙芒硝、石盐、白钠镁矾等,盐类矿物析出部位与组合变化皆表明乌勇布拉克盐湖演化属"牛眼式"演化过程。盐壳层中K~+、Ca~(2+)、Na~+、Mg~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)具有自冲洪积扇向湖中心迁移富集的潜在趋势,冲洪积扇中上部壳层中NO~-_3含量最高达4.35%,相对扇前缘和湖中心明显偏高,可能是由冲洪积扇中上部长有稀疏旱生植被所造成的,说明生物硝化与反硝化作用对NO~-_3含量的变化不容忽视。     

加强反硝化条件下地下水中常见有机污染物苯和甲苯微生物降解研究

利用实验室含水层物质微环境实验,对地下水中常见有机污染物苯和甲苯在厌氧反硝化条件下的微生物降解进行了研究。通过１０种方案实验结果的分析对比,所得重要结论如下：在加强了的反硝化条件下,微生物利用ＮＯ－３作为电子受体降解苯和甲苯;降解苯和甲苯的反硝化细菌来自于含水层物质;微生物所需的宏量营养由苯、甲苯和硝酸盐提供,痕量元素来自于含水层物质;环境的酸碱条件对微生物降解具有重要影响,ｐＨ值过高或过低均抑制微生物降解作用的产生。     

南水北调水源北京西郊回灌的水岩相互作用模拟

南水北调水进京后余裕水可能回灌至地下储存,以涵养严重亏损的地下水资源。为研究地下回灌后的水岩相互作用,为南水北调水的合理利用提供技术参考,本次试验利用丹江口水库水和北京西郊地下水、西郊砂样开展了两地原水七种配比下的模拟含水层试验。结果表明:当含水层中丹江口水库水占比较高时,可能发生程度较高的阳离子交换吸附和钾长石的溶解;各含水层发生硝化反应,且丹江水占比越高,硝化反应越显著;各含水层发生显著的碳酸平衡作用,白云石和方解石在饱和状态下持续溶解并趋于稳定,表明南水北调水回灌将引起地下水硬度的升高。     

河道村水源地地下水资源量计算与水质评价

河南省浚县河道村水源地的主要含水层为寒武系碳酸盐岩类裂隙岩溶含水层组及新近系碎屑岩类含水层组,通过建立水文地质数学模型及当地主要水文地质参数并结合本次水源地的布井模式,根据主要含水层的最大降深计算出水源地的可采资源量,并对水量及生活用水水质作出评价。结果表明：该水源地为消耗型水源地,不宜长期开采,且区域内地下水除硬度超出国家标准外,一般化学指标均符合国家饮水标准     

地下水流二维、准三维及三维模型模拟结果比较

本文为三种简单的由多个含水层和弱透水层组成的越流含水系统建立了二维、准三维和三维数学模型,并对它们的解进行了比较分析。三种水流系统的二维、准三维及三维数学模型计算结果相互间的偏差随抽水时间的延长而增大,随井距的增大而减小;二维与准三维数学模型计算结果间的偏差随弱透水层越流系数的减小而减小;两种准三维数学模型计算结果间的偏差随抽水含水层与弱透水层间贮水系数比值的增大而减小;考虑弱透水层弹性释水的准三维模型与三维模型的解最为接近,它们之间的水头差当贮水系数比值一定时,随抽水含水层与弱透水层间渗透系数比值增大而减小,且随各向异性比值的增大而增大。     

土壤-含水层侧渗系统在净化河水中的应用——以郑州市索须河工程为例

由于降水较少以及地下水超采,北方地区大部分河流基流匮乏,河水主要来自未经深度处理的城市生活污水和工业废水,河水水质难以达标.在这些地区,利用河流漫滩土壤和含水层的天然净化能力,建立近自然土壤-含水层侧渗系统是净化河水的有效途径之一.在介绍侧渗系统净化机理及适用条件的基础上,通过室内试验和野外示范工程研究索须河土壤-含水层对河水中氨氮的去除效果.室内试验表明该处土壤及浅部含水层对氨氮的去除主要通过稀释、吸附和微生物等作用;通过对示范工程典型剖面上的监测井观测表明该系统对氨氮的去除效果良好,受降水补给的土壤和含水层使得河水中的氨氮硝化为亚硝酸盐和硝酸盐.硝酸盐在地下水中很难被去除,只有少部分通过反硝化作用转化成N2.土壤-含水层侧渗系统行之有效,可应用于类似索须河的北方河流.     

用排水资料确定潜水蒸发参数

本文通过对水平排水地段的地下水在蒸发及排水双重作用下的回降过程所进行的水动力学分析,建立了以排水地段实测地下水回降过程资料为依据的求解潜水蒸发参数的数学模型,该模型在计算机上采用多维全范围搜索法。不仅可以计算得出潜水蒸发指数 n 及停止蒸发深度△.并且还可以计算求得含水层的渗透系数 K 值。     

水环境中三氮转化的化学动力学规律及其在环境评价中的应用

在对“三氮”转化动力学规律进行总结分析、论证的基础上,建立了地表水和地下潜水环境中的“三氮”转化运移数学模型、通过理论—实验—应用三个环节,提出了一套水环境中氮污染的评价与研究的工作方法和程序。     

紫色土丘陵区典型小流域水体N、P含量及其环境特征

N、P各形态浓度在川中丘陵区小流域的水体中显示出明显的时空特征,在地表水中,以旱地为主的小流域上部的硝态氮、氨态氮、全氮要低于小流域下部水田的,而以流域人口密度较大的群英池和小流域下部的沟道水中氨态氮浓度较高,说明人为活动对其影响较大。在地下水中以小流域上部为最高,明显高于该流域的中下部;它们的季节变化与流域降水的季节变化基本是一致的。紫色土丘陵区水体富N,地下水NO_3~--N超标率达60％,;地表水和地下水均尚未出现P的富营养,但潜在的污染不可忽视。     

三水导电模型及其在低阻储层解释中的应用

三水导电模型系基于岩石的导电路径是由自由流体水、微孔隙水和粘土束缚水并联而成的理论。利用其对塔北地区的部分低阻储层进行了解释。与传统的导电模型相比 ,新的三水导电模型极大地改善了测井识别低阻油气层的能力 ,提高了含水饱和度的计算精度。该模型不但适合于通常的砂泥岩地层电阻率解释并且能很好地描述低阻储层的电性特征     

浅谈长春市地下水水质污染现状及其发展趋势

通过历时13年的长春市地下水水质的监测工作,对长春市地下水污染现状及污染趋势作了分析,结果表明,长春市潜水污染重,化学组合中Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~-、COD、总硬度、矿化度在很多地方出现高含量,且上升趋势明显;承压水在市中心集中开采地污染,其它地区尚未污染或污染较轻。并提出五点防止地下水污染的对策性意见。     

灰色系统理论在地下水动态预报中的应用

本文扼要介绍了灰色系统的基本理论、建模方法和检验精度的分析方法。并以四平市地下水动态特征为例,建立GM(1,1)包络模型,进行了地下水位拟合和外推预报。结果表明,GM(1,1)模型计算简单,是一种实用的预报方法,预报结果比较可靠。     

地层倾角测井资料在山东马厂地区沙河街组沉积微相研究中的应用

本文论述地层倾角测井资料在山东马厂地区沉积微相研究中的应用。通过地层倾角资料进行特殊处理,结合岩心观察、常规测井资料,验证了倾角解释模式,成功地确定了砂体的沉积层理类型、古水流方向,指出了砂体延伸和增厚方向,阐明了下第三系沙河街组沙三中亚段四种沉积微相的沉积和分布特征。研究成果用于该区的砂层对比、开发注水、井网调整和预测砂体成因类型,指导该区的勘探和开发。     

中国华北型煤田矿坑涌水量预测的“准三维”数值模型研究

根据中国华北型煤田的特征:在剖面上有多层相互间具密切水力联系的孔隙、岩溶—裂隙充水含水层结构,在平面上各含水层又具有各自的不规则空间分布、复杂的边界位置及边界条件。为了真实地反映华北型煤田客观存在的矿床水文地质特征,减少由于模型假设条件与实际相差太大而引起的计算误差,本文首次提出了“准三维”有限元数值模型,并用华北型煤田的典型实例成功地验证了这个模型。     

共轭梯度法在新井参数设计中的应用

通常情况下,含水层的参数可分别借助于Dupuit和Theis井流公式,在局部地段利用稳定流和非稳定流抽水试验获得.在新井设计阶段,一般是依据现有参照井数据进行线性或非线性插值计算,但插值受插值表的约束,效率不高.本次研究采用2次优化方法,用网格法确定所求参数最优估计值作为下一步的叠代初值.用共轭梯度法逐步逼近所求参数的精确解,高效地利用参照井的基本数据得到了精度较高的新井参数,为准确地设计新井提供可靠的依据,实地应用效果良好.     

秦皇岛市洋河、戴河滨海平原海水入侵的控制与治理

秦皇岛市洋河,戴河冲洪积平原,近20年来抽取地下水量迅速增加,80年代初形成了低于海平面的降落漏斗,造成海水从海岸线向内陆和从河流下游河床向两侧同时侵入孔隙含水层。由于水质恶化,北戴河区水源地面临报废的危险。为了保护和开发淡水资源,控制海水入侵,必须对地下水的水质和水量进行综合评价。采用水动力弥散型地下水水质模型来描述滨海含水层中海水和淡水的运动,把氯离子作为水质模型的变量。在水量模型中采用孔隙压力代替水头作为变量。数学模型用有限单元法求解。模拟面积约180km²,剖分为321个单元,184个结点。作为水文地质实体的模型,它被用来模拟和预报不同降水量年份的地下水水位和水质。计算结果表明,如果保持目前的地下水开采量,海水入侵还会深入。为了控制和治理海水入侵,本文探讨了可行措施。根据数学模型模拟的结果,在洋河下游人海口修建防潮闸,同时加强滨海含水层的管理,具有较好的经济效益和环境效益。     

气候变化对陆地水循环影响研究的问题

简要地回顾了现存的由气候情景驱动水文模型研究气候变化对陆地水循环影响的方法。指出这种单向连接方法很难将气候变暖及人类活动引起的陆地水循环变化反馈给大气。这既影响对降雨的预测精度,又不能正确地描写陆地水循环的变化。近10年来气候学家对大气环流模型中陆面过程模型的改进以及水文气候学家对大尺度水文模型研究所取得的进展,展现了它们之间的互补性,以及未来用水文-气候耦合模型方法研究气候变化与人类活动对陆地水循环影响及水资源预测的可能性。