塔里木沙漠油田南部区域地表水与地下水水化学特征

 沙漠油田位于塔克拉玛干沙漠腹地的流动沙丘群中,距沙漠南北边缘绿洲均有200 km多,塔里木盆地南缘分布众多发源于昆仑山区的地表河流,而沙漠中地下水的形成与分布、以及地下水水化学特征的演变,与其南部区域的地表水的循环转化有密切的水力联系;通过对沙漠油田南部分布的地表河流水质、泉水水质、湖泊水质、沙漠地下水水质进行采样分析,初步弄清了沙漠油田南部区域地表水与地下水的水质状况和水化学特征,为该区域水资源的合理开发利用、探索沙漠中可利用水资源的分布特征,提供相应的基础资料。     

地表水地下水耦合模型在大型山丘平原交错区的研发与应用

大型山丘平原交错区复杂的自然地理和人类活动特征增加了水文循环研究和水资源评价、管理的难度,地表水地下水耦合模型作为流域/区域水文循环模拟的重要工具,为解决这类大型区域诸多水文水资源问题提供了便利。针对目前地表水地下水耦合模型难以兼顾精度和效率的问题,论文提出了一种新型半松散耦合机制,将三维有限差分地下水流数值模型嵌入半分布式水文模型MODCYCLE,摒弃了目前流行的水文响应单元(HRU)与地下水网格单元空间和信息转换方式,通过建立子流域—网格单元的空间关联和地表水文—地下水流之间的实时信息交互,实现大型山丘平原交错区的地表水地下水耦合模拟。在三江平原构建了模型并开展应用研究。校验评估显示,模型达到了良好的模拟效果,具备了水文循环现状模拟和预测未来的能力。最后,利用该模型输出分析了三江平原2002—2014年的地表水地下水转化关系。结果表明,降水量和农业灌溉量的增加导致全区域土壤水蓄量年均增加6.51亿m³,但却使地表水和地下水储量分别减少0.99亿m³/a和3.03亿m³/a,降水量的增加并没有通过产流和入渗补给改善因用水急剧增加引起的地表水、地下水衰减的趋势;不同分区的降水入渗补给系数和基流指数差异显著,是多种自然和人为因素综合作用的结果。相关成果可为类似地区水文循环研究和水资源评价工作提供参考。     

三峡库区梁滩河流域水化学与硝酸盐污染

运用水化学和水质分析技术,测定了三峡库区梁滩河流域地表水体和地下水体中的水化学组成和硝酸盐氮含量,揭示了梁滩河流域地表水和地下水水体的水化学组成和硝酸盐污染的空间分布规律、来源及循环过程。结果表明:梁滩河流域地表水的硝酸盐污染表现为沿着地表径流从上游到下游呈现出加重的趋势,这种污染趋势与养殖业、生活和工农业废污水的沿程直接排放有着直接关系;而地下水硝酸盐污染呈现出流域上游和下游较轻、而中游东侧支流区域较重的空间分布特征,这种空间分布特征与地表水体中氨氮和有机氮的含量、地表水与地下水之间的补给排泄关系、厚层土壤包气带的存在以及土地利用状况等因素有着密切的关系。     

库姆塔格沙漠东北缘浅层地下水补给来源

依据库姆塔格沙漠东北缘地表水和地下水水文、水化学和同位素相关数据,分析探讨了沙漠东北缘地下水的主要补给来源。结果表明,水体与周边流域地表水并无直接联系,主要受到南部山区贫重同位素水体的补给,但补给过程缓慢,因此,对周边地区水资源的开发非常敏感。根据地势条件和水文地质条件,祁连山沿党河洪积扇到谷地冲湖积平原可能存在一条地下水补给路径,冰雪融水和降水渗透到地下,沿党河洪积扇最终补给到疏勒河谷地。     

区域水资源量的估算及预测分析——以南京地区为例

分析了南京地区的水资源状况，从地表热量平衡、水量平衡的基本理论出发，结合南京地区的气象、水文、土壤等资料建立了区域水资源量估算模型，计算了该地区的地表水、地下水及水资源总量，根据实际资料进行了模型检验，并对未来不同气候变化情景下的水资源状况进行了预测分析，提出了该地区水资源合理利用的方案。     

敦煌月牙泉域沉积环境及泉湖水化学成因分析

在系统分析月牙泉水文地质条件的基础上,通过野外示踪实验和地下水调查采样,结合地下水同位素研究和第四纪沉积学特征分析的方式,对区域地下水运移规律和泉域地下水径流特征进行了研究,对月牙泉地下水水化学特征及其成因进行了深入分析,对党河地表水人工回灌入渗后形成的新的地下水流与南部地下水双重补给月牙泉进行了进一步论证,并提出了该区域第四纪浅层含水层风力沉积、河流沉积成因和地下水流速之间的关系：风积砂含水层为月牙泉域地下水快速径流提供了良好的径流条件,使泉湖水与周边地下水快速循环,月牙泉周边地下水水-盐循环均衡,是月牙泉淡水湖形成的重要因素之一。     

巴丹吉林沙漠湖泊与地下水化学参数初步研究

通过分析巴丹吉林沙漠内部8个泉水、12个井水、51个湖水的化学参数,初步探讨了湖泊与地下水化学参数的空间分布规律,比较近10 a来湖水矿化度值的变化情况,并对地下水与湖水各水化学参数值进行了对比分析。结果表明,沙漠腹地湖水TDS值从西北向东南逐渐降低,Na-Cl-CO3-(SO4)型湖水向东南过渡成Na-CO3-Cl-(SO4)型湖水,推测这种分布状况主要受当地气候的影响,同时受制于局部环境条件;沙漠东南边缘湖水矿化度值长期维持低值,SO2-4离子含量较CO2-3高,气候条件相对腹地湿润,可能存在大量的淡水资源补给;湖水TDS值的年际变化主要受气候变化的控制;沙漠地下水矿化度值并未出现和湖水类似的空间趋势性,并且地下水和湖水的TDS值线性相关不显著。     

扎龙湿地地表水与浅层地下水的水文化学联系研究

水化学特征是湿地多界面间相互作用在水体中的综合体现,从一个侧面反映了湿地系统水文化学过程的特殊性和复杂性。扎龙湿地是国际重要湿地,不仅在维持生物多样性方面发挥着重要作用,而且对区域水化学特征的形成也具有特殊的影响。为了揭示湿地内水化学特征的形成机制,研究了扎龙湿地仙鹤湖区域地表水和地下水水化学特征,并应用水化学方法和稳定同位素[氘(D)和氧18(18O)]方法深入分析了地表水、地下水水化学特征的形成机制,并重点对两者间的水文化学联系进行了探讨。结果发现,除引嫩干渠水为低矿化度的HCO3·Cl-Ca型水外,湿地湖泊水和河流水均为中等矿化度的HCO3-Na型水,湿地地表水明显受蒸发浓缩作用和苏打土溶滤作用影响;地下水的δD值和δ18O值,都高于大气降水和河水,而低于湖泊水;混合比例计算表明,地下水受大气降水直接补给较弱,湖滨处湖水补给比例超过50%。综合分析认为,湿地浅层地下水具有显著的二元循环模式,同时受区域地下水流和局部地下水流的控制。区域地下水补给占主导的区域,地下水表现出低矿化度、高氘盈余值(d)的特征,地下水化学类型逐渐由HCO3-Ca·Na·Mg型转变为HCO3-Na·Ca型。湿地湖水补给占主导的区域,地下水特征表现出高矿化度、低d值的特征,水化学类型具有较大的变异性。地表水与地下水的氮、磷以有机态形式为主,平均占总氮和总磷比例的89%和90%,主要来自于地表水体的输入,受垂向淋溶作用影响较小。研究结果不仅为湿地水环境保护提供了科学依据,而且为深化湿地区域水文地球化学效应研究指明了方向。     

海河流域地表水与地下水耦合模拟

近10年来海河流域地下水超采严重,急需加强流域地表水与地下水统一管理。地表水与地下水的耦合模拟研究是实现流域地表与地下水资源综合管理的重要支撑。本文探讨了当前3种不同的地表水与地下水耦合方式,基于现有数据条件和应用管理的需求,提出了将成熟的流域地表水SWAT与地下水MODFLOW模型进行松散耦合的技术框架,并构建了海河流域地表水与地下水耦合模型。在流域地表空间上,根据流域特性和管理需求,划分了283个子流域和2100个水文响应单元（HRU）;在平原区地下空间上,基于15个大的岩性分区剖分出若干个4km×4km网格。通过GIS平台,建立流域地表水与地下水计算单元的转换关系。并利用1995．2004年水文气象数据进行验证分析,取得较好模拟精度。该耦合模型不仅能够支撑流域现状管理,而且可用于气候变化与南水北调工程对流域水资源影响评估分析。     

基于网络分析的湿地水文关系研究——以美国奥克弗诺基流域为例

湿地与周边水文系统通过复杂的水文过程相互联系和影响,具有整体性和复杂性.研究湿地与周边水文系统相互作用过程和机理,对湿地保护和恢复起着重要的作用.以美国奥克弗诺基(Okefenokee)流域为案例,构建包含沼泽地表水、沼泽地下水、高地地表水和高地地下水4个水文子系统的流域水文网络模型,采用生态网络分析方法中的效用、控制和单位元分析研究水文单元间作用关系.控制分析的结果显示,高地地表水和地下水两个子系统对沼泽地表水和地下水子系统的支持程度达到100％.无论是沼泽还是松林高地,其地表水和地下水之间存在高度的相互依赖和互补性.效用分析结果表明,沼泽地表水和高地地下水之间存在着互利的水文关系.而单位元分析结果显示,沼泽地下水深层渗漏和高地松树生态系统的蒸散过程是袭夺流域湿地系统水资源的重要一环.上述结果表明,生态网络分析方法可以有效地分析水文单元之间的作用过程、描述水文单元之间直接和间接的水文关系,可以用于流域湿地水资源管理.     

塔克拉玛干沙漠南部地下水化学演化模拟

对昆仑山前平原到塔克拉玛干沙漠腹地的地下水观测断面进行取样分析,利用Piper三线图及NETPATH水质演化模型,阐明了区域地下水化学特征,揭示了地下水化学演化机理,旨在为研究区地下水的可持续开发、水质保护与改善提供科学依据。结果表明:(1)研究区地下水化学类型为Na-Mg-Cl-SO₄型和Na-Cl-SO₄型;(2)强烈的蒸发浓缩作用,芒硝、岩盐、辉石的溶解作用,较为显著的Ca²⁺/Na⁺离子交换作用是研究区地下水化学组成的主要演化过程。     

新疆和田地区地下水资源及其可持续开发利用

和田地区地下水具有一定的开发潜力,但地下水的可开采资源量依地表水的开发程度不同而变化。如果地表水引水率维持现状,则地下水最大可开采量为地下水天然补给量的55.8%,截取的蒸发蒸腾量为604%,同时泉水的消减率为35.56%。若地表水的引水率达80%,渠系利用系数提高到0.55时,地下水最大可采量为天然补给量的59.7%,截取的蒸发蒸腾量为70%,而泉水的消减率为49.4%。地下水的开发必须与保护并重,首先应加强昆仑山区的冰雪资源和水源涵养林的保护,合理开发平原区地下水与地表水;其次应积极预防地下水的污染及可能产生的生态环境负效应;同时必须加强基础建设和能力建设,提高全民节水意识。     

中国沙漠旅游资源空间结构与主体功能分区

基于中国沙漠旅游资源的赋存条件,分析了中国沙漠旅游资源空间结构特征;通过主要旅游景区（点）的统计,基于GPS定位和ArcGIS软件,建立了中国沙漠旅游资源空间数据库,实现了沙漠旅游资源的空间可视化表达;基于沙漠旅游资源空间结构特征和旅游发展的景观主体功能分区需要,进行了中国沙漠旅游资源主体功能分区。结论表明：中国北方沙漠旅游资源地域广、类型丰富,主要分布在沙漠（地）的边缘和少数腹地,呈现出个别地域较为集中分布的特征;沙漠景区（点）以主要交通线为轴,呈集群串珠状分布;沙漠旅游资源功能分区划分为：一大沙漠旅游带、三大沙漠旅游区、七大沙漠旅游圈。最后讨论了中国沙漠旅游资源的开发对策。     

黑河流域水体化学特征及其演变规律

通过对干旱地区内陆河流域黑河的降水、地表水、地下水样的水体进行化学分析, 得出以下初步的结论: 大气降水的共同特征是矿化度低, 但离子含量和化学组成在流域上、中、下游不近相同; 地表水体化学特征分异规律为高山冰雪寒冷带、高山草甸带、山地森林灌丛带、山地草原带、荒漠草原带; 地下水体化学特征分异规律为山区裂隙水及山前砾石带重碳酸盐带, 山前冲、洪积、湖积平原硫酸盐带, 荒漠区及积盐洼地氯化物带。     

应用同位素研究黑河下游额济纳盆地地下水

黑河下游额济纳盆地位于两北内陆干旱区,大部分地区为戈壁沙漠,降水稀少,蒸发强烈,生态环境脆弱。盆地内天然植被的生长发育主要依靠于区域地下水,研究盆地地下水形成和循环机制,对流域治理、生态环境建设具有重要意义。本文采用环境同位素示踪技术,结合水化学分析方法和区域水文地质条件,研究分析了盆地地下水循环特征、地下水与地表水的相互关系和流域不同地区地下水补给来源等,为黑河下游水利工程规划和水量调度提供科学依据。     

新疆准噶尔盆地典型荒漠区不同景观植被对土壤养分的影响

在群落演替的不同阶段,土壤与植被之间存在不同的互动关系。在新疆准噶尔盆地南缘,选择荒漠-绿洲交错区、沙漠边缘、沙漠腹地典型景观类型取样,监测不同景观条件下土壤水分、土壤有机质、全氮、全磷和植被盖度。结果表明,不同景观植被盖度、土壤水分、土壤养分含量存在显著的差异性(P0.5)。土壤水分含量、植被盖度、土壤养分含量表现为荒漠-绿洲交错区沙漠边缘沙漠腹地的变化趋势;土壤含水量由荒漠-绿洲交错带10.4%递减到沙漠边缘5.8%、沙漠腹地3.5%;植被盖度、土壤养分含量随土壤类型由荒漠灰钙土向风沙土过渡,呈现显著的下降趋势。在相同土壤属性情况下,植被盖度与土壤有机质、土壤全氮之间存在显著的线性正相关关系,表明不同区域内植被在一定程度上影响土壤养分的积累。     

普若岗日冰原西侧冰前风沙地貌的形成与我国冰川型沙漠的发现

在青藏高原中央、普若岗日冰原西侧流石坡地带山麓面上,分布有约100 km²的由戈壁与沙丘组成的地貌,这是世界罕见的、也是我国发现的首例中纬度、高海拔地区冰前沙漠沉积。野外地貌、地层测量和室内样品的粒度、矿物、¹⁴C测年分析等结果表明,其形成时代约为16 ka BP以来;沉积特征在沙丘沉积序列中表现为风成砂夹零星腐殖质层,在戈壁中表现为砾石表面具次生方解石或碳酸钙沉淀层;演化模式为冷直线式;形成条件为以下伏冰碛物为主要砂源,以行星西风环流和高原冬季风引起的地面西风为主要动力,以持续的寒冷半干旱为气候背景;成因主要与冰原西缘冰川作用形成丰富的冰碛物砂源有关;因此,这类沙漠与一般冰缘沙漠以河湖相砂为源具有显著区别,可称为"冰川型沙漠"。由于其形成兼与冰原、气候和环流的变化密切相关,所以它是高原腹地全新世气候环境变化的重要记录。     

民勤盆地水资源可持续利用对策——2000年民勤水资源利用调查

水资源短缺和生态环境恶化已成为民勤绿洲面临的严重问题。本文在分析民勤盆地水资源特点及开发利用中存在的问题的基础上,本着水资源可持续利用的原则,从加强水资源保护与管理,发展节水农业生产体系,以及开源调水和减少人口等方面,提出了水资源可持续利用途径与措施。