地下水年龄的概念及其测定方法研究进展

地下水测年是水循环尤其是水文地质研究的关键环节之一,但已提出的地下水年龄概念及其测年方法具有复杂多样且难以区分的特点,给实际应用和进一步发展带来困扰。系统梳理了学术界常出现的地下水年龄和滞留时间的概念内涵,同时对衍生的理想化年龄、示踪剂年龄、表观年龄、年龄分布和模型年龄等相关概念进行了辨析,综合分析并绘制了地下水年龄相关概念间的关系图;根据示踪剂类型,总结并评述了地下水测年的天然同位素示踪剂方法（包括放射性核素衰变法和稳定核素线性积累法）、人类活动产生的核素和温室气体示踪剂样品的采集、分析方法及其优缺点;指出地下水测年方法存在水质点和水体系统2个研究角度,并对当前正大量兴起的、从水体系统（动态）角度出发的多示踪剂联用和年龄数据的模型解释方法进行了评述,认为地下水测年方法需根据研究目标和示踪剂适用范围综合确定,未来应重点关注表征地下水系统时空动态的年龄分布研究,加强地质、水文和水化学等多学科数据信息的整合,从而建立地下水流数值模型来刻画年龄分布及模型研究。     

SF6在地下水应用中的研究现状

SF6是无味、无毒的惰性气体,难被生物降解,不易被有机质吸附,即使是在强还原环境下也没有明显地降解。目前大气中SF6的浓度约以7%的速度增长,而且已实现了大气和地下水中SF6的测试技术,其具有较为简单的分析和取样流程。SF6作为一种新的示踪剂在地下水的研究中具有潜在的应用价值,它能够较好地描述地下水运动规律、径流机理,测试地下水的滞留时间和运移速率,解释地下水的循环过程和混合作用等,在地下水的研究中发挥着重要的作用。然而我国对SF6的研究还处在起步阶段,实现SF6在地下水研究中的应用,建立SF6的长期大气观测站迫在眉睫,联合运用多种多示踪剂解决地下水中科学问题是发展的趋势之一。     

高放废物处置库芨芨槽预选场址深部地下水同位素研究

深地质处置是目前国际上普遍接受的高放废物安全处置方案.对于这种方案而言,安全处置高放废物的前提是选择适宜的场址,而场址的适宜性在很大程度上取决于其水文地质条件.高放废物处置库场址需要低渗透岩体作为处置库围岩,对于低渗透岩体而言,经典和传统的水文地质研究方法受到了很大的限制,而同位素技术与其他水文地质方法结合时,却能发挥出良好的作用.本文以目前我国高放废物处置库预选场址之一的芨芨槽场址为例,重点讨论了同位素方法在花岗岩体场址水文地质研究中的应用.根据钻孔不同深度的地下水环境同位素(δD、δ18O、3H和14C)组成特征,结合场址水文地质条件,识别了区内地下水的来源,揭示了控制地下水运移交替速率的主要因素.结果表明,该区深部地下水14C年龄高达8000 a左右,说明其交替、运移十分缓慢,但同时也含有少量的氚,说明地下水以侧向补给的“老水”为主,接受当地大气降水入渗补给的“新水”所占比例很小.此外,通过地下水14C年龄与取样段岩芯采取率的对比,认识到对于区内的花岗岩体而言,决定地下水交替、运移速率的主要因素是裂隙的发育程度,而不是深度.     

同位素在饮马河流域示踪地下水的应用

本文阐述了环境同位素在地下水研究中的作用和饮马河流域水文地质概况。运用稳定同位素D和~(18)O千分偏差值分析了地下水成因、地表水与地下水的补排关系。采用放射性同位素~3H、~(14)C和地下水动力学等方法计算了地下水年龄。通过分析和讨论,对地下水成因和地下水循环周期有了新认识。因此利用环境同位素示踪地下水,对选择供水水源地具有重要意义。     

松辽高平原地下水年龄：公主岭附近同位素水文地质剖面研究

本文运用稳定同位素δD、δ~(13)O阐述了公主岭一带地下水成因,并根据水文地质条件和稳定同位素混合模型,采用放射性同位素~3H、~(14)C计算出地下水在含水层中平均滞留年龄。通过分析,对天然状态下和长期开采条件下地下水循环周期也提出了新认识。因此,公主岭一带地下水同位素年龄的研究,对山前高平原各城镇开辟供水水源地具有重要的生产实践意义。     

Sr同位素在水文地质中的示踪意义 ——以冀中坳陷地下水为例

天然水中的Sr同位素比值是环境地质、水文地质作用重要的示踪剂，本文以冀中坳陷地下水为例，探讨了天然水中87Sr/86Sr的分布特征以及水文地质示踪意义。     

高精度地下水示踪技术及其应用——以毛村地下河流域为例

笔者以桂林毛村岩溶地下河流域的示踪试验为例, 探索高精度地下水示踪方法在岩溶水文地质研究中的应用。实践证明, 该方法较传统示踪方法具有较大优势。试验中, 从地下河主出口回收I号示踪剂为34%, 地下水平均流速为35.3 m/h, 全部回收率约为60%~70%。示踪结果证实毛村地下河流域具有典型河间地块特征, 存在多个排泄出口, 水文地质边界较复杂; 主出口处示踪剂浓度变化呈宽域多峰, 说明具有多管道、沿途多个较大溶潭特征; II号示踪剂在所有接收点都没有收到, 其原因较为复杂和不确定。枯季部分地下水有沿西南方向断层排泄迹象, 雨季是否存在较大径流, 还需用示踪试验来证实; 流量不均衡, 排泄区可能存在潜流。     

地下水系统理论研究综述

地下水系统理论是目前水文地质研究的重要指导思想和分析工具,地下水系统的研究已成为正确评价和合理开发、利用和保护区域地下水资源的基础。从一般系统的概念入手探讨了系统思想的基本观点,简要讨论和分析了地下水系统的概念,综述了地下水系统理论的发展历程和应用实例,指出地下水系统理论的应用尚未形成统一明确和易于操作的规范方法,建立一套便于掌握与操作的地下水系统理论应用规范或方法框架,应该是今后地下水系统理论和方法研究的主要任务之一。     

鄂尔多斯白垩系地下水盆地水文地质概念模型

水文地质概念模型是地下水模拟与水资源评价的基础。为了构建地下水数值模拟模型,以鄂尔多斯白垩系地下水盆地为研究对象,以丰富翔实的勘查资料为依据,从白垩系地下水系统边界条件、水文地质结构、水流系统、水文地质参数、源汇项等方面进行概化,联合采用ArcGIS、RS、GMS同位素、基流分割、地质统计学、随机模拟等技术方法,建立了一组水文地质概念模型及其相应的空间离散表达,并讨论了地下水模拟面临的问题与发展趋势。     

西部地下水资源勘查的综合地球物理问题--以鄂尔多斯盆地白垩系地下水勘查为例

西部地下水资源勘查不再是单纯的地理、地质和水文方面的问题。由于地下水的深赋存特点,决定了西部地下水的勘查与油气勘探一样,是深层的地球物理问题。地下水研究所涉及的基础地质问题、地层的含水性问题和水质问题是目前地下水水文地质研究的关键。这三个问题的有效解决,必须依靠勘探地球物理方法技术的有效运用和新方法、新技术的研究开发。本文在阐述地下水水文地质研究现状和面临问题的同时,就目前地球物理勘探技术的发展水平和在西部的发展状况,以鄂尔多斯盆地地下水勘查为例,提出了利用已有物探资料为地下水勘查服务的地球物理解决方案,从理论方法上证明其可行性,并提出了建立示范区研究的必要性,以期对目前正在兴起的西部地下水资源研究提供参考。     

关于水文地质学的一些思考

探讨了水文地质学发展的有关问题。概念是学科发展的基石，不断发展、不断探索概念的内涵，是学科发展的根本；控制性实验对于探索规律，具有不可替代的作用，但迄今尚未得到应有的重视；忽视定性分析，盲目进行定量计算的倾向需要扭转；与包括社会人文学科在内的学科交叉渗透，是水文地质学未来发展的方向；地下水流动系统理论是对水文地质学的重大突破，它所应用的研究方法－假设演绎法，在方法论上具有重要的借鉴意义。     

区域地下水流理论最新进展——区域地下水流理论、应用与发展国际研讨会综述

当前世界面临着越来越严重的水资源缺乏等环境压力,大尺度区域地下水资源与环境问题日益得到重视。在区域地下水流理论创立、应用与发展50年之际,由中国地质调查局和国际水文地质学家协会区域地下水流专业委员会主办,西安地质调查中心和中国地质大学(北京、武汉)等单位承办了区域地下水流理论、应用与发展国际学术研讨会。区域地下水流理论创始人Tóth教授以及来自13个国家的160多位水文地质专家从地下水流理论方法、实践应用等方面进行研讨和交流,将对区域地下水流理论的研究起到积极的促进作用,有力推动该理论的进一步发展和实际应用。笔者系统分析梳理了与会者的报告,归纳总结了国际区域地下水流理论研究进展和发展动态,以期为区域地下水流理论更加广泛地应用于水文地质环境地质相关研究领域提供参考。     

地下水环境工程——水文地质学发展的一个新动向

结合国内外水文地质学的发展动态，对地下水环境工程的概念和分类进行了初步的定义和探讨，认为地下水环境工程已经成为促进水文地质学发展的关键因素。为此，对地下水环境领域急需发展的一些重要技术进行简要评述。     

华北平原地下水年龄校正

地下水14C年龄一般指地下水和土壤CO2隔绝至今的年代.地下水测年在地下水水文学中占有特殊的位置,地下水测年可以用来确定补给区,估算地下水流速度、流量、补给速率、水力传导系数和有效孔L隙度,而且年龄数据还可以用来完善地下水流模型.本研究选择华北平原为重点研究区,利用地下水中的同位素和化学组分的测试结果,应用水文地球化学及同位素水文学等相关知识,通过六种传统模型和反向质量平衡模型(NETPATH)对华北平原地下水年龄进行校正.根据年龄校正结果,分析了深层地下水的年龄变化特点,确定了水流路径上发生的水文地球化     

北京西郊地下水库模式研究

在水文地质条件分析的基础上,探讨北京西郊地下水库调蓄工程的模式。北京西郊位于永定河冲洪积扇的中上部。文中首先论述了北京西郊的水文地质条件和水库的边界条件,地下水库的面积为333 km2,以1983年为最高水位,计算出地下水调蓄库容为8亿m3。地下水库的补给源主要有永定河洪水、官厅水库放水和弃水、用水低峰时南水北调的尾水、城市雨水等,主要调蓄方式为河道、砂石坑和大口井。提出了地下水库工程由回灌水预处理工程、回灌工程、地下水库工程和取水工程等组成,根据北京市西郊水文地质条件、水源以及回灌条件,提出了北京西郊地下水库调蓄工程的三种模式,阐述了各种模式的空间分布、调蓄水源、调蓄方式等,为地下水库工程前期论证和建设提供设计依据。     

地下水降落漏斗分类研究

地下水降落漏斗是抽水井开采地下水必然产生的物理现象,在其不同的发展阶段与不同的工程地质和水文地质条件结合,会产生截然不同的环境地质问题或是地质灾害.从地下水降落漏斗发生、发展及产生的地质灾害可能性分析出发,按照形成时间、开采井数量、危害程度和发展趋势对地下水降落漏斗进行了分类,旨在帮助人们加深对地下水降落漏斗本质的认识和理解,有助于对地下水资源的科学管理.     

三江平原地区浅层地下水系统

从20世纪70年代开始.系统方法被引进到地下水资源的评价、开发和管理中.但至今地下水系统分析也尚未形成完整的体系.也是水文地质难以解决的问题之一.本文以三江平原地区为例,对浅层地下水系统的划分进行了探讨.相信这一研究成果能开地下水系统研究之先河.     

柳林泉域滞流区低温岩溶热水的年龄分析

为了研究柳林泉域西部滞流区低温岩溶热水的年龄,在区域地质、水文地质条件调查及野外取样、分析的基础上,以滞流区横沟自流井的岩溶热水为例,利用δ2H（‰）、δ18O（‰）、3H（TU）和14C（pMC）同位素测年技术分析、计算并校核了该区岩溶水的滞留时间。通过分析岩溶水中3H和14C的关系及其δ2H、δ18O值,表明横沟岩溶水属于古岩溶水,其年龄应在10 000 a以上;利用14C计算并校核后的岩溶水年龄也印证了这一点,横沟1#和2#井岩溶水的14C年龄分别为12 908 a和9 090 a。因此,横沟附近岩溶热水应属于末次冰期盛冰期内补给的古岩溶水。      

地下水与河水相互作用的研究进展

本文从地下水与河水的水流形态和水位动态变化 ,分析了二者的补排关系 ;详细介绍了地形地貌、水文地质、气候和人为因素等对地下水与河水相互作用的影响 ;综述了研究地下水与河水相互作用的研究方法 ,如野外实验和室内实验方法、动态资料分析方法、基流切割方法、水化学方法、地下水动力学方法等 ;评述了研究河流与含水层相互作用的解析模型和数值模型的发展状况。最后 ,指出多种方法的相互验证、数学模型中补排量和边界的处理、地下水与河水交错带的研究、河流与含水层相互作用的生态意义、加强相关学科的交流与合作将是未来的发展方向。     

地下水降落漏斗分类研究

地下水降落漏斗是抽水井开采地下水必然产生的物理现象，在其不同的发展阶段与不同的工程地质和水文地质条件结合，会产生截然不同的环境地质问题或是地质灾害.从地下水降落漏斗发生、发展及产生的地质灾害可能性分析出发，按照形成时间、开采井数量、危害程度和发展趋势对地下水降落漏斗进行了分类，旨在帮助人们加深对地下水降落漏斗本质的认识和理解，有助于对地下水资源的科学管理.