徐州市地下水降水入渗补给量预测

徐州市城市供水主要是地下水据计算,规划区917.86km~2范围内地下水可采资源总量为2.48×10~8m~3/a,其中大气降水入渗补给量约占70％,可见降水入渗补给量对地下水补给保证程度起决定性作用,亦是城市供水规划制订的重要参考依据。徐州市城市供水主要是地下水据计算,规划区917.86km~2范围内地下水可采资源总量为2.48×10~8m~3/a,其中大气降水入渗补给量约占70％,可见降水入渗补给量对地下水补给保证程度起决定性作用,亦是城市供水规划制订的重要参考依据。     

新疆车尔臣河地下水资源量数值模拟分析

以新疆车尔臣河地下水为研究对象,对该地区的地下水资源量进行了数值模拟分析。研究结果表明:研究区2017年地下水资源处于均衡状态,地下水补给以河道入渗补给量为主,地下水排泄以蒸发排泄量为主,人类影响程度较小;研究区补给量为51 171.9×10~4m~3/a,排泄量为50 532.6×10~4m~3/a,地下水可开采资源量为33 272.1×10~4m~3/a;研究区各观测孔水位降深在-0.03～7 m之间,主要由于局部地段人工开采量大于补给量,造成其地下水位下降。     

河南濮阳市傍河水源地地下水资源评价

为摸清河南濮阳市傍河水源地浅层地下水资源状况,对地下水资源总量进行计算和评价。结果表明,利用水均衡法计算区内地下水补给量为6.122×10~4m~3/d,排泄量为6.126×10~4m~3/d,排泄量略大于补给量,均衡差为0.004×10~4m~3/d,计算水位与实测水位基本接近,表明计算所选参数比较合理,计算的补给量和排泄量比较可靠;采用数值法计算和评价新增水源地允许开采量,水源地地下水补给量与排泄量基本平衡,水位达到稳定状态,水位降深在约定范围之内,说明水源地设计新增1.6×10~4m~3/d是可靠的。     

基于土地利用类型的大气降水入渗补给量计算

影响大气降水入渗补给量的因素较为复杂,主要有土地利用类型、降水量、包气带厚度及岩性等。随着遥感影像解译技术的发展,人们能更精确地识别空间土地利用类型,从而更精确地计算大气降水入渗补给量,并了解其空间分布。综合考虑这些影响因素,本文提出了一种基于土地利用类型,并结合地理信息系统(GIS)和VBA(visual basic for applications)编程技术的大气降水入渗补给量计算方法(PIRCL)。以广州市广花盆地为例,利用PIRCL法计算得到该地多年平均大气降水入渗补给量为14 369万m3,该结果与水量平衡法计算得到的大气降水入渗补给量结果相近,相对误差约为2.4%;并且,计算得到的大气降水入渗补给量空间分布基本合理。与水量平衡法相比,PIRCL法计算大气降水入渗补给量只需区域遥感数据、区域降水量数据、对应时段地下水位动态变化及区域水文地质参数,不需要计算地下水其他的补给、排泄项,可以省略大量的工作量,且方便编程实现。     

新疆托克逊县麻黄草种植基地地下水资源开发利用现状与评价分析

本文选取新疆托克逊县麻黄草种植基地水源地作为研究对象,对研究区内区域水文地质条件进行了详细分析,并对项目区水资源开发利用现状及存在问题进行分析,采用水均衡法计算该供水水源地地下水资源量。结果表明:通过对地下水资源均衡计算,均衡区地下水补给量为2 572×10~4m~3/a,排泄量为2 510×10~4m~3/a;均衡差绝对值为62×10~4m~3/a,相对均衡差2.4%,符合均衡计算要求;此外,应用可开采系数法计算了该水源地的地下水储存量为和可开采量,计算结果分别为386×104m3。通过对该水源地地下水资源的评价和分析,为该基地地下水资源的可持续开发利用提供了理论依据和科学评价。     

雷州半岛地下水资源特征及开采潜力评价

为计算雷州半岛地下水资源量并评价其开采潜力,在分析雷州半岛水文地质条件的基础上,应用水文学与地下水动力学原理,建立雷州半岛地下水补给量和地下水允许开采量的计算模型。计算获得雷州半岛地下水的总补给量为67.79×10~8 m~3/a,地下水允许开采量为50.19×10~8 m~3/a,其中可供饮用或适当处理后可供饮用的地下水可开采量为48.92×10~8 m~3/a,占地下水允许开采量的97.47%。2015年,雷州半岛各类地下水的实际开采量为9.82×10~8 m~3/a,地下水资源的开采潜力为40.37×10~8 m~3/a,开采程度总体较低,具有较大的开采潜力。     

株洲市河西应急地下水源地研究

提高应对突发事件供水保障能力、解决城市应急供水危机、应急地下水源地建设等方面越来越受到重视。本文针对株洲市河西应急地下水源地水文地质特征进行了详细的分析研究,采用大气降水入渗法计算出补给量为7.09×10~4m~3/d;采用容积法计算出储存量为3 478×10~4m~3;采用井群干扰法计算出可采资源量为3.22×10~4m~3/d。同时根据水量、水质、地下水开采潜力及城市发展规划进行了地下水源地应急可行性分析;应急状态下按每人需水量20 L/d计算,可解决161.0万人的饮用水问题,能够满足株洲市主城区的应急供水需求。     

城市化对呼和浩特市潜水补给影响研究

城市化对地下水补给的影响已严重干扰了区域地下水均衡,引发了各种生态环境问题。在呼和浩特市自然地理及水文地质调查的基础上,运用GIS并结合地下水均衡计算的方法,探究城区扩张下以呼和浩特市为中心的研究区潜水补给量的变化。结果表明：从1986—2014年,研究区城镇面积扩大了约358倍。在城市化引起的地下水开采量增大、土地利用方式改变、景观河改造等因素影响下,研究区潜水疏干面积从119 1 km2扩大到10476 km2,年侧向补给量减少9 06115×104 m3;降水入渗补给量减少84385×104 m3;农灌水回渗补给量减少27944×104m3;河道渗漏补给量减少8638×104m3;城市供水管网漏失入渗量增加1 752×104m3。对比1986年和2014年,研究区潜水补给量从13 22501×104 m3减少至4 70703×104 m3,减少了644%,其中减少比例最大的是侧向补给量和降水入渗补给量。城市化使呼和浩特市潜水补给量大大缩减,迫切需要合理规划城市发展和地下水资源开采。     

平原地区年降水入渗补给量系列的计算和插补延长方法

降水入渗补给量是平原地区水资源的重要组成部分,研究年补给量系列的计算和插补延长方法,对于提高水资源评价的精度和实用性具有重要的意义。本文以华北平原大量的地下水动态观测和均衡场试验资料为基础,分析了不同岩性区的年降水入渗补给系数与年降水量、地下水埋深的定量关系,提出了分区年降水量与入渗补给量的相关曲线的绘制方法,从而解决了年降水入渗补给量系列的计算和插补延长问题。最后,还对相关线型的合理性进行了论证。     

峄城东郊水源地地下水资源量均衡评价

水是经济发展和社会进步的生命线,研究地下水资源赋存规律,计算地下水资源量,对于地下水可持续开发利用及水环境保护具有重要意义。峄城东郊水源地上部为第四系粘性土,下部为奥陶系马家沟组石灰岩,马家沟组石灰岩是主要含水岩层,地下水运动受到峄城断裂、吴林断裂、泥沟断裂和肖桥断裂的影响。根据水源地地下水特征建立均衡方程式,经计算水源地地下水补给量为1.58×10~4m~3/d、排泄量为7.91×10~3m~3/d,当地下水位降深20 m时静储量为1.06×10~7m~3、弹性储量为8.80×10~4m~3。     

遥感技术和FEFLOW在北京市平原区地下水合理开发利用中的应用

在分析水文地质条件的基础上,采用遥感技术准确确定了北京市平原区地下水系统边界,并建立了地下水系统概念模型。采用基于有限元原理的FEFLOW软件建立了相应的地下水数值模拟模型,以2000年到2003年连续4个枯水年的地下水位动态资料对模型进行了验证和识别。运用识别后的模型进行了现状地下水水均衡、各典型水文年的补给量和开采潜力分析,并提出了地下水合理开发利用对策。研究表明识别后的模型置信程度较高,反映了实际的水文地质条件;2000年至2003年地下水系统均衡分别为-7.73亿m3、-6.02亿m3、-5.95亿m3和-4.38亿m3,补给总量分别为16.98亿m3、18.68亿m3、18.75亿m3和20.32亿m3;多年平均地下水补给资源量为22.98亿m3。平谷和昌平地区地下水还有开采潜力,密怀顺平原和城近郊区地下水已过量开采。地下水的合理开发利用应致力于开源节流、地表水地下水联合调蓄和中水回用。     

北京市平原区地下水更新能力变化的动态均衡证据

对北京市地下水更新能力的时空变化进行分析,为地下水资源管理提供依据。用地下水动态均衡法对北京市平原区地下水,尤其是开采层地下水的补给量、更新周期、更新速率和补给速率等参数做了计算,进而对地下水更新能力及其时空变化做评价和分析。研究结果表明：在自然状态下,地下水更新能力总体上自山前至平原区腹地由强变弱,但总体上更新能力较强;含水层接受外来水源补给的边界条件和赋水条件良好,降水量的多寡是影响地下水更新能力的瓶颈因素;2001－2008年的地下水平均补给速率（0.28 m/a）比1981－2000年减少了35.6%,更新能力明显减弱;近些年地下水开采强度连年大于其更新能力,导致与自然状态下相比地下水位埋深平均下降幅度已达19.73 m,含水层中地下水减少量达101×10⁸ m³。以上证据表明,在气候变化和人类活动的双重影响下,北京市未来的地下水资源可持续供水问题十分严峻。     

黑河流域中游盆地地表水与地下水转化机制研究

地表水与地下水相互转化是中国西北干旱内流盆地水循环的显著特征,转化机制研究是盆地水循环规律认知和水资源可持续管理的重要基础。以我国西北干旱内流河黑河流域中游的张掖盆地和盐池盆地为研究区,建立了黑河主干河道时变水平衡模型和地表水地下水耦合数值模型,研究了长周期水文变化和人类活动双重影响下地表水与地下水转化机制,得到如下认识:（1）补给条件由以天然条件下河流渗漏为主的线状补给演变为以河流与引水渠道渗漏的线状补给和灌区田间入渗面状补给,排泄条件由以泉水溢出和天然湿地排泄演变为以泉水溢出与地下水开采为主的排泄。（2）张掖盆地黑河干流河道入渗段和溢出段大致以G312 大桥为界,亦称为地表水与地下水转化的转折点。莺落峡—G312 大桥段为悬河渗漏段,河道入渗补给主要受控于进入河道的实际过水量。其中,莺落峡—草滩庄段河道入渗补给率为28.20 %;草滩庄—G312 大桥段河道入渗补给量与河道过水量的关系可用分段函数表达,河道过水量大于或等于0.37×108 m3/mon时呈幂函数关系,小于则呈线性函数关系。G312 大桥—正义峡段为地下水溢出段,其中G312大桥—平川大桥段地下水溢出量约占全部溢出量的70%,溢出峰值出现在高崖水文站下游约6 km处,其单长溢出量可达0.46 m3/(s·km)。（3）研究区是一个相对完整的河流—含水层系统,近31年来经历了连枯和连丰的水文变化,地下水补给排泄条件及与地表水转化机制均发生了相应的变化。地表水与地下水转化最强烈的地区为张掖盆地中部的黑河—梨园河倾斜平原。1990—2001 年连枯期,灌区引水量总体逐年减少,以河道入渗和渠系渗漏为主的补给量平均以0.06×108 m3/a速率减少,农田灌溉面积增加导致灌溉用水增加,地下水开采量显著增加,地下水水位逐年下降,储存量累计减少5.77×108 m3,地下水溢出量平均减少0.16×108 m3/a;而2002—2020 年连丰期,灌区引水量总体逐年减少,河道入渗量呈增加趋势,地下水总补给量平均增加0.15×108 m3/a,灌溉面积继续扩大,农灌开采量随之增加,以河道入渗量增加为主导,地下水水位持续上升,储存量累计增加5.45×108 m3,地下水溢出量平均增加0.08×108 m3/a。总之,补给和排泄条件变化较大,地下水储存量先减后增,地下水溢出总量变化较为平缓,反映了该区巨厚含水层系统的巨大调蓄功能。（4）位于张掖盆地东部的诸河倾斜平原地下水水位长期处于持续下降状态,这是由于地表水开发过度,补给量锐减。黑河侵蚀堆积平原地下水水位基本稳定。30 多年来盐池盆地倾斜平原地下水水位长期处于持续下降状态,这是由于移民开垦导致地下水过量开采。（5）内流盆地天然悬河入渗段是珍贵的地下水补给通道,无论连枯期还是连丰期,河道实际过水量是河道渗漏补给量的关键,保护上游天然河道和一定的河道实际过水量是内流盆地水资源可持续管理的关键。     

天津平原地下水可开采量与确定依据

根据深层地下水开采对地面沉降的影响比较,天津中部平原和滨海平原第二、三含水层组深层地下水开采对地面沉降影响较小,为适宜开采层位。地面沉降控制在10 mm/a,第二、三含水层组深层地下水可开采量为2.68亿m3/a。中部平原浅层地下淡水、微咸水,在技术经济上鼓励开采,可开采量为1.64亿m3/a;山前平原地下水现状开采强度未引起明显的环境地质问题,开采强度适当,可开采量为2.79亿m3/a。天津平原生态环境保持良好,地下水总的可开采量为7.11亿m3/a。     

昌马水库运行后疏勒河流域盆地地下水补给资源变化分析

通过对昌马水库运行前后不同时期疏勒河流域各盆地河水—地下水相互转化的论述,详细对地下水补给量及其各主要补给项的变化原因进行了对比分析,流域地下水补给资源总体呈减少趋势,地下水的补给条件与更新能力被削弱。昌马水库运行后,中游玉门踏实盆地地下水补给量大幅减少,比上世纪60年代、90年代末分别减少了3.11×108m3、2.95×108m3,下游安西敦煌、花海盆地地下水补给量小幅增加。中游盆地泉水溢出量大幅衰减,与60年代比削减了53.2%。     

黑河中游盆地南部山区地下水对平原区侧向径流补给量的估算

山区地下水对平原区的侧向径流补给量是一个长期争议且悬而未决的难题,这个量在西北内陆干旱盆地,被估算得或很小或很大。在总结前人研究的基础上,采用地质水文地质调查、物探、钻探、抽水试验、地下水动态观测、水化学测试、盆地地下水水位统测和综合研究等技术方法,查明了黑河中游盆地南部山盆交接带的地质构造接触关系、地层岩性接触关系及梨园河口白垩系风化壳含水层结构和水文地质参数。通过山区不同流域等级的地表水与地下水转化关系分析,将山区地下水对平原区侧向径流补给带划分为大中型河流河谷补给段和小微型河流或冲沟群流域构成的浅山带补给段。河谷补给段勘探资料较为丰富,多用达西断面流方法计算;针对浅山带补给段极为缺乏勘探资料的实际,以梨园河口断面径流量为参照,构建了浅山带岩性、汇水区面积、降水量等3 个变量的山区地下水对平原区侧向径流补给量的估算方法。估算出黑河中游盆地南部山区浅山带地下水对平原的侧向径流补给量为0.40×108 m3/a,河谷段基岩侧向补给量为0.07×108 m3/a;推算出河谷段第四系地下水补给量为0.30×108 m3/a;3 项补给量之和为0.77×108 m3/a,占盆地地下水资源量的3.0%。该研究为西北内陆干旱盆地山区地下水对平原区侧向径流补给量的估算提供了一个可供借鉴的实例。     

玛纳斯河流域地下水水位变化及水量平衡研究

天山北坡玛纳斯河流域地下水长期大规模开采引发了一系列生态环境问题,地下水均衡状态和地下水流动模式明显发生了改变。为研究节水灌溉条件下的地下水系统流动模式及其对地下水均衡要素的改变规律,以平原绿洲区为研究对象,采用三维地下水数值模拟方法,研究玛纳斯河流域地下水水位动态变化及水量平衡规律。结果表明:研究区地下水水位的抬升和回落受农业灌溉的影响显著,具有一定的周期性,存在着明显的时空差异;地下水均衡处于负均衡状态,补排差为-2.81×108m3。模拟期内观测水头与计算水头两者相关系数各月均在0.81以上,模拟效果较好。     

The Role of Groundwater Leakage through Deep Wells for the Deformation of Groundwater Flow: a Case Study in Cangzhou Area

Overexploitation of groundwater in Cangzhou area has attracted wide attention. Different layers of the aquifer may be connected through wells, since most wells of the deep aquifer have screens in several layers. This study proved the existence of vertical flow through wells, calculated the flow velocity and quantity of vertical flow in wells with methods of both field measurement and numerical simulation. Further, the recharge of deep groundwater by vertical flow through wells was estimated. An annual recharge of 1.5×108-2.8×108m3 from the third aquifer to the forth aquifer in Cangzhou area was estimated, according to the in-well measurement by heat pulse flowmeter sonde.     

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。     

Groundwater balance in the Khor Arbaat basin, Red Sea State, eastern Sudan

The Khor Arbaat basin is the main source of potable water supply for the more than 750,000 inhabitants of Port Sudan, eastern Sudan. The variation in hydraulic conductivity and storage capacity is due to the heterogeneity of the sediments, which range from clay and silt to gravely sand and boulders. The water table rises during the summer and winter rainy seasons; it reaches its lowest level in the dry season. The storage capacity of the Khor Arbaat aquifer is estimated to be 21.75?×?10⁶ m³. The annual recharge through the infiltration of flood water is about 1.93?×?10⁶ m³. The groundwater recharge, calculated as underground inflow at the ‘upper gate’, is 1.33?×?10⁵ m³/year. The total annual groundwater recharge is 2.06?×?10⁶ m³. The annual discharge through underground outflow at the ‘lower gate’ (through which groundwater flows onto the coastal plain) is 3.29?×?10⁵ m³/year. Groundwater discharge due to pumping from Khor Arbaat basin is 4.38?×?10⁶ m³/year on average. The total annual groundwater discharge is about 4.7?×?10⁶ m³. A deficit of 2.6?×?10⁶ m³/year is calculated. Although the total annual discharge is twice the estimated annual recharge, additional groundwater flow from the fractured basement probably balances the annual groundwater budget since no decline is observed in the piezometric levels.