青岛地区玄武岩含水层(体)的开发

研究青岛地区玄武岩地质、水文地质条件,提出玄武岩地下水及其含水层(体)的开发途径:干旱年份尽可能多开采地下水,丰水年份人工回灌以增加水资源可利用量。人工回灌的水源可利用大沽河弃水,通过现有井、钻孔及地下隧道进行。     

人工回灌过程中含水介质物理堵塞的试验研究

采用土柱渗流试验,模拟人工回灌过程中含水层的物理堵塞过程。通过测定回灌过程中含水介质渗透系数的时-空变化,系统分析和评价回灌液悬浮物浓度和水动力条件对堵塞的影响,并探讨含水介质的物理堵塞机理。研究表明,随着回灌液中悬浮物浓度的增大,悬浮物首先在含水介质的表层沉积,当悬浮物浓度为50、100、200mg/L时,回灌结束后砂柱表层介质的渗透系数分别降至初始的21%、13%和4%,表明表层发生了不同程度的堵塞现象;悬浮物浓度的大小对深部介质的渗透性影响较弱。另外,当进-出水面的水头差△H较小(即水力坡度较小)时,物理堵塞主要发生在砂柱表层,当△H为19.25cm时,回灌结束后表层渗透系数降为初始的7%;随着△H的增大,物理堵塞深度和程度越大,当△H为48.64cm时,19~34cm深度砂层渗透系数变成初始的60%。     

围垦区地下水位的控制及计算方法

利用抽水井群和注水井群可以控制生态围垦区的地下水位.研究了潜水抽-注水井(群)耦合作用下浸润线的求解方法,利用势流理论和镜像原理,在假定含水层水平及土层渗透系数各向同性的条件下,推导出完整抽-注水井(群)耦合作用时浸润线的计算公式及非完整抽-注水井(群)耦合作用时浸润线的计算公式,还对潜水单个非完整抽水井及非完整抽-注水井群耦合作用时的解析解和数值解作了比较,结果表明,两者吻合得较好.同时还给出该理论用于地下水位控制中求解抽水量和注水量的方法等,对工程设计有实用价值.     

人工回灌控制基坑工程地面沉降的数值模拟

人工回灌是控制基坑降水工程引起地面沉降的有效手段,本文以上海地铁2、4、9号3条地铁线所围区域盛大基坑降水为例,探讨基坑降水地下水回灌控制地面沉降的作用机理,并基于下负荷面剑桥理论,建立水-土耦合的地面沉降数学模型,预测基于人工回灌的深基坑工程地面沉降,与实测地面沉降数据对比,得到比较符合实际的数值模拟结果,真实地反映了基坑开挖、支撑和降水共同作用下的地面沉降,值得基坑降水回灌工程推广。     

文登区浅层地下水化学演化与海水入侵研究

作者采用水化学演化图（hydrochemical facies evolution diagram,HFE-D）和海水入侵地下水质量指数（GQI_SWI）对山东威海文登区地下水的化学演化和海水入侵情况进行了分析。Piper图的结果表明文登区从北到南地下水的化学组成分别是Ca-HCO₃、Ca-Mg-Cl、Na-Cl。HFE-D表明沿海地区的含水层中海水占主导地位,并且地下淡水补给不足,无明显淡化趋势;内陆地区含水层中的淡水多数处于海水侵入期,有咸化趋势。运用GQI_SWI、地理信息系统和空间插值法结合,得到了文登区浅层海水入侵现状图。另外,作者考虑渗透系数对离子浓度的影响,运用反距离加权插值算法并结合渗透系数分析了文登区浅层地下水海水入侵程度。结果表明文登沿海地区已经发生了极其严重的海水入侵现象,结合HFED可知咸水有向内陆继续扩散的趋势。研究结果对文登区地下水资源的利用和海水入侵的防治具有重要意义。另外本文是HFE-D和GQI_SWI在国内文献中的首次应用,为国内其他地区的海水入侵评价提供了参考。     

低固相甲酸盐钻井液体系研究

为了解决泥页岩井段井壁不稳定问题造成井下事故和地层损害等问题，研究出甲酸盐钻井液配方。该体系主要由增黏型降失水剂、降滤失剂、润滑剂、抑制剂、甲酸盐等组成。试验结果表明，甲酸盐钻井液具有滤失量小、固相含量低、体系摩阻小、抑制性好和抗污染能力强等优良性能，能较好地防止地层损害与稳定井壁。同时体系的剪切稀释性强，有利于降低循环压耗，充分发挥水力，提高钻井速度。     

地下水换热系统水源勘察与热源井设计工程实例研究

地下水换热系统是1种利用浅层地下水资源的新兴环保、节能的中央空调系统。通过青岛某工程实例,详细介绍了地下水水源的勘探方法、利用数值模拟求取水文地质参数、热源井设计和预测运营水位变化幅度的方法,同时指出了热源井设计的关键技术要点和注意事项。3a运行实践表明,该地源热泵系统运行良好,水质、水量没有发生明显变化,未出现不均匀沉降等环境工程地质问题,完全满足设计要求。该系统比采用地埋管换热系统节省造价2/3,比中央空调系统节能50%以上,具有工期短、造价低的特点。     

砂质河床对悬浮物去除行为的试验研究

在用雨洪水回灌地下水前,利用天然河床滤除水中悬浮物,可以防止回灌时含水层的物理堵塞。为了系统研究悬浮物粒径、浓度及渗透流速对河床过滤效果的影响,设计和制作了水淘选装置,将河水表层沉积物按粒径分级后,用河砂作为过滤介质进行过滤,测定过滤介质的渗透性和悬浮物分布的变化。结果表明,中值粒径为12.9、7.3和2.3μm的悬浮物分别在表层(5cm)过滤介质内沉积,使该滤层的渗透性分别降低了91.3%、98.6%和99.7%后,可全部去除悬浮物。对于20μm以下的悬浮物,提高浓度会加快其沉积速率,使得悬浮物去除效果快速提高;而提高渗流速度,增加了悬浮物在过滤介质内迁移深度,不利于悬浮物的去除。     

白沙河流域地下水及营养盐向海湾输送

根据白沙河流域自然地理和水文地质特征 ,在大量室内外试验的基础上分别运用水量均衡法、断面法和咸淡水界面法 ,估算了白沙河流域地下水向海湾的输送水量及营养盐输送量。 3种方法估算的结果表明 ,白沙河流域地下水向海湾输送量较大且受降雨影响显著 ,丰水年 (1998年 )地下水入海量高达 2 .2× 10 6m3 ,是枯水年 (1992年 )入海量的 2倍。另外 ,农田灌溉及大气降雨淋滤土壤中所施肥料使该区地下水中营养盐浓度 (尤其是硝酸盐氮浓度 )严重超过了饮用水水质标准 ,每年有 (4～ 11)× 10 6mol硝酸盐氮随地下水入海 ,相比之下 ,可溶性二氧化硅含量稳定 ,氨氮、亚硝酸盐氮、总磷含量较低 ,排海量较少。     

中国沿海地区地面沉降的危害及防治对策--以天津市为例

中国沿海地区地面沉降问题非常突出。主要以天津市为例，对地面沉降所造成的危害作以分析和阐述，并提出相应减缓和防治沿海地区地面沉降的对策。认为过量开采地下水是沿海地区地面沉降问题的主要原因，节约用水、限量开采、解决替代水源、人工回灌地下水等是防治地面沉降的主要对策。最后，就地面沉降监测和治理方面的新技术、新方法做了简单的介绍。     

秦皇岛市海岸带地下水资源的合理开采利用

随着经济的发展，在沿海地区地下水补给量减少，开采量增加，造成地下水超采，地下水位持续下降，部分地区形成地下水位下降漏斗，地下水污染面积扩大，原有稳定、良性的地下水均衡被破坏，引起海水入侵、湿地减少等生态环境问题。在地下水长期监测的基础上，建立了地下水资源管理模型，对地下水资源环境进行了承载力分析，计算了生态水量；提出了严格控制地下水开采量，促进地表水与地下水良性循环，保护湿地，改良恢复水环境，保障水资源循环利用等措施。     

滨海平原持续开采浅层地下水的环境效应：漳州市宫口半岛群孔抽水试验

群孔抽水试验是查明不同含水层水力联系、评价地下水资源量、模拟地下水实际开采能力的有效技术手段之一。本文选取漳州市宫口半岛南部风海积平原的蔬菜连片种植区为研究对象,利用群孔持续性抽水试验模拟开采地下水时水位和水质的变化规律。结果表明持续性抽水形成水位负值区,群孔抽水时各抽水孔相互干扰,钻孔单位降深涌水量均有下降,降幅13.0%～31.2%。四个抽水孔L5K2-E、L5K2-S、L5K2-W和L5K2-N氯离子浓度分别升高了163.65、93.94、37.77和126.65 mg/L;矿化度分别升高了266.30、65.34、76.44和313.70 mg/L。持续性抽水降落漏斗范围不断扩大,周边地下水不断向抽水孔迁移,引起了显著的环境负面效应。研究结果可为当地合理开发利用地下水资源、保护生态环境提供参考。     

江苏盐城滨海地区浅层地下咸水的水盐来源及咸化成因

江苏盐城滨海地区浅层地下咸水对区域水资源利用和生态环境保护具有重要影响,为了查明浅层地下咸水的水盐来源及咸化成因,于2018—2019年采集了研究区河水、雨水、海水、地下淡水、微咸水及咸水等不同类型水样,对水样的水化学组成、离子比、Piper三线图、氢氧同位素组成及14C测年结果进行了分析,结果表明:(1)潜水与第Ⅰ承压含水层地下水均以咸水为主,潜水含水层上部存在埋深小于10 m的淡化层,向海方向分布有淡水、微咸水、咸水水质类型。(2)潜水与第Ⅰ承压含水层地下水主要来源于全新世暖期降水补给,盐分来源于强烈蒸发浓缩后的古残留海水。(3)潜水淡化层地下水主要来源于现代时期降水补给,盐分来源于岩盐和铝硅酸盐矿物的溶解,废黄河口部分地区地下水咸化主要受海水入侵影响。     

大沽河地下咸水抽咸注淡原位试验研究

大沽河下游截渗墙的修建有效地阻止了滨海咸水向地下水源地的入侵,但是截渗墙内侧局部滞留的地下咸水仍然影响着地下水的开采。为了进一步修复滞留的地下咸水,本文选取大沽河下游截渗墙以北1.2km2咸水含水层为示范区,通过"抽咸注淡"原位试验,人工修复地下咸水。试验结果表明:抽水井群抽出地下咸水引起地下水的运移;注水井群形成淡水帷幕,阻止东侧高电导率咸水的对流,同时注入的淡水对地下咸水进行驱替与淡化,加速咸水体的排出。"抽咸注淡"技术能够有效修复地下咸水体。     

黄河农场地区地下水入海量FEFLOW软件数值模拟

分析了黄河农场地区的降雨、蒸发、地表径流、灌溉和地下水水位常规观测资料,构建了该区的水文地质模型。在此基础上,运用FEFLOW软件建立了黄河农场地区三维地下水流数值模型,用实测资料来识别此模型,运用模型估算出研究区2层潜水含水层的地下水入海量,进一步分析地下水中的营养盐物质,得出研究区营养盐入海量。     

水泥土的长期渗透特性研究

实施了水泥固化粉土和高岭土的室内渗透试验,在分析水泥土灰水比和龄期对渗透性影响的基础上,提出了不含拟合参数的水泥土长期渗透系数预测式。试验结果表明,与原土种类无关,同一龄期水泥土的渗透系数随灰水比的增大线性减小;粉土水泥土的渗透系数大于相同灰水比、相同龄期高岭土水泥土的渗透系数;水泥土渗透系数随灰水比的降低速率与原土的种类及龄期有关,粉土水泥土渗透系数随灰水比的降低速率大于相同龄期高岭土水泥土的渗透系数降低速率;与原土种类无关,水泥土的渗透系数随龄期的增大逐渐降低,在龄期超过28 d后,渗透系数随龄期的降低速率减小。预测式预测的结果基本反映了水泥土渗透系数随龄期的变化规律。     

“中华碘泉”矿泉水的特征与开发

在山东省德州市首次探明国内稀有含碘饮用天然矿泉水──“中华碘泉”。研究表明,矿泉水是在新生代断陷盆地发育的构造背景和弱碱氧化的水文地球化学环境条件下,地下水与陆相沉积含水介质长期水岩反应中经溶滤形成的,属古老埋藏型封存水;矿泉水水量丰富、水质优良,为含碘小苏打型矿泉水,但氟含量偏高;为合理开发这一宝贵资源,可采用规模化含碘矿泉水的技术工艺来开发。     

波浪在局部可渗透水平海床上传播的解析解

本文建立了波浪在局部可渗透水平海床上传播的解析解,并研究了波浪在局部可渗透海床上的透射、反射问题。研究中将计算域划分为4个区域,中间区域为流域,海底可渗透,其下区域为多孔介质海床,左右两个区域也为流域,但海底不可渗透。应用线性波浪理论,建立了各流域包含非传播模态的速度势表达式,给出了海床内部的压强表达式,并利用交界面上匹配条件,求解了表达式中的待定系数。基于该解析模型,探讨了海床渗透系数、相对水深、渗透海床长度对波浪传播变形的影响。结果表明,波高沿程衰减,强度随渗透系数、渗透海床长度的增加以及相对水深的减小而变大;局部可渗透海床会引起波浪的反射和透射,随着海床长度的增加,反射系数振荡变化,并最终趋于常数,透射系数指数衰减,并最终趋于0。     

石油类污染物在潜水含水层中的运移

结合新疆某电厂工程,基于研究区环境水文地质条件,建立数学模型,分析电厂生产过程中石油类渗漏可能对地下水污染的影响,对污染物在潜水含水层运移和变化进行了数值分析.结果显示,石油类污染物运移方向与地下水流方向基本一致,因弥散作用导致污染羽面积不断扩大.污染物浓度迁移曲线呈正态分布,在污染源下游400 m处,污染物运移9年时浓度达最大值0.16 mg/L.预测20年后石油类污染物渗漏对潜水含水层的影响范围扩大到36 400 m2,最大运移距离为1 297 m,其污染物运移已超过地下水平均水流所波及的范围.     

莱州湾东岸海涂开发与景观生态建设

分析了莱州湾东岸海涂资源的特点,对目前海涂资源开发的主要方式及开发过程中出现的问题,如地下海水入侵日趋严重、河道挖沙对海涂的破坏和海涂环境污染不断加剧等进行了研究。结果表明：该区淡水资源严重缺乏,地下水采补失调,地下海水入侵严重;河道、海滨挖沙现象严重,影响海涂的平衡与稳定;水体污染严重,治理难度大;海洋灾害频繁。探讨了莱州湾东岸海涂开发与景观生态建设的原则及主要内容。