超采对北京市潮白河冲洪积扇中上部地区地下水质的影响

潮白河冲洪积扇中上游地区作为北京市最主要地表水和地下水供给区,在城市供水中的作用举足轻重。由于多年连续超采,地下水位持续下降,1999-2013年地下水位下降最大达45 m;应急水源地地区地下水硬度年均上升2.6%,密云十里堡地区地下水硬度和硝酸盐氮超标。通过分析潮白河冲洪积扇区域地下水开发利用、地下水位和水质变化情况以及地下水位变化对地下水水质的影响,认为：超量开采导致的地下水水位下降是引起该区域地下水水质恶化的主要原因之一,控制地下水超量开采和地表水污染,并利用南水北调的水进京之机回灌和停采以涵养地下水,是恢复区域水资源和水环境的良好途径。     

青海省格尔木山前平原区地下水动态特征分析

在格尔木山前平原区水文地质条件基础上,结合多年地下水位监测资料,对格尔木河冲洪积平原区的多年水位动态特征及其影响因素进行了分析研究,总结出该地区的地下水动态类型.格尔木山前平原区3个不同区域由于赋存条件及开发利用条件的不同,地下水动态类型分异显著.研究区地下水整体流向与地形起伏相一致,自南向北径流,区域上流场形态变化不大.冲洪积扇中上部地下水多年动态处于平衡状态,近年来由于开采力度加大,地下水位呈急速下降趋势,地下水动态类型为水文-径流型;冲洪积扇下部地下水位以区域性下降为主,地下水动态类型主要为蒸发型;冲洪积扇西翼水源地附近由于地下水调蓄能力较强,地下水位总体呈稳定并局部有上升趋势,地下水动态类型为水文-人类活动型.     

北京市潮白河地下水库建库条件与方案建议

北京市潮白河冲洪积扇分布有大中型地下水源地10余座,区域地下水位持续下降,含水层腾出了巨大的储存空间,在此建设地下水库储蓄南水北调水和本地地表水,可提高北京市应急供水能力、增强水资源可持续利用能力、改善地质环境。本文以潮白河冲洪积扇为研究对象,论述了潮白河地下水库建设的地质条件、回灌水源、地下水人工补给方式等基本条件,研究了地下水回灌的工程模式、能力与调蓄方案。结果表明,潮白河地下水库可建设怀柔应急与水源八厂两个回灌工程,理论入渗能力可达136 m~3/s,调蓄方案实施一年,库区地下水位可上升5~15m,储存量可增加4.8×108m~3,资源、环境效益十分明显。     

基于随机模拟的浑河冲洪积扇地区地下水压采风险预报

在分析随机因素对水位模拟结果影响程度的基础上建立地下水流随机模拟模型,可为地下水资源风险管理和决策提供重要依据。以浑河冲洪积扇地区为研究区,基于蒙特卡罗原理建立了区域地下水流随机预报模型,对压采条件下的地下水位上升进行风险预测和评价。参数灵敏度分析结果表明,地下水水位对含水层渗透系数的变化最敏感,其次是给水度,而对河床沉积物渗透系数和降雨入渗补给系数的灵敏性较差,且渗透系数和给水度在其率定值附近增加或减少时,灵敏度系数随之增加或减小。研究表明,压缩开采地下水资源能够有效缓解地下水水位下降带来的环境问题,地下水开采量以每年5%的速度压采时,区内地下水水位平均上涨3.3 m,但水位恢复的同时也可能诱发局部地下工程渗水,且地下建筑物的设计安全水位越低,渗水风险越大。     

滹沱河冲洪积扇浅层地下水水质外界胁迫作用分析

以滹沱河冲洪积扇为研究区,基于地下水背景值进行劣质劣变水评价,尝试区分地下水所受到的外界胁迫作用类型,划分不同类型水的分布范围,并结合人类活动要素验证评价结果的可靠性。在此基础上,利用因子分析技术进一步分析归纳地下水水质的具体胁迫方式。评价结果表明:一级劣变水区面积占整个研究区的65.9%,二级劣变水区占15.7%,研究区大部分区域在人为活动影响下其地下水水质朝恶化方向发展。胁迫作用分析表明:一级劣变水主要受过量抽取地下水作用影响,改变了天然水化学场,并引起区内含盐水平整体增高;二级劣变水主要受生活和工业废水、养殖场和垃圾场渗滤液等污染物输入影响,使地下水遭受较严重的污染;此外,铁离子为研究区天然劣质组分,主要受地层岩性、水文地质条件等天然因素控制,并在人为污染输入的影响下部分地区浓度值超过其背景值上限,发生了进一步劣变。     

白城市洮儿河冲洪积扇地下蓄水空间研究

白城市是嫩江西岸广大区域的商业中心城市,战略地位十分重要。利用洮儿河冲洪积扇地区巨大的地下水蓄水空间,解决该地区工农业发展及生态建设对水资源的需求。根据含水层厚度和参数的变化,采用含水层体积法和水层厚度法计算地下水库的总库容,计算表明洮儿河扇形地是一个天然的大型地下水库,只要有充足水源补给和相应的工程措施,可以实现地下水库的调蓄作用,缓解该地区水资源供需矛盾和控制地下水下降。     

滹沱河冲洪积扇地下水硝酸盐的污染特征及污染源解析

为研究滹沱河冲洪积扇地区地下水硝酸盐污染机制,对滹沱河冲洪积扇地区地下水和地表水进行了采样监测,运用环境健康风险评价模型对研究区硝酸盐进行评价,采用水化学和多元统计方法研究了滹沱河冲洪积扇地区地下水硝酸盐污染问题。结果表明:研究区地表水NO-3污染较轻,NO-3均值为19.54 mg/L,所有水样均未超出我国地表水环境质量标准（45 mg/L）;但是,地下水已经受到了NO-3的严重污染,NO-3均值为75.84 mg/L,且有30.43%水样超出我国地下水质量标准（88. 6 mg/L）。研究区3个水文地质单元地下水硝酸盐的平均个人年健康风险分别为4.94×10-8、1.99×10-8和2.61×10-9,低于国际辐射防护委员会（ICRP）推荐的最大可接受风险水平（5.0×10-5/a）,因此,认为不会对人群构成严重危害。水文地质单元和地下水埋深对硝酸盐污染有显著影响,但是,土地利用类型对硝酸盐浓度的影响不显著。滹沱河冲洪积扇地区地下水硝酸盐的主要污染来源是生活污水和化肥。此外,强烈开采地下水也是该地区NO-3污染的诱因。     

天山北麓山前冲洪积扇水源地研究

取用水合理分析是建设项目水资源论证的一项重要内容,是取水水源论证的基础。本文以天山北麓冲洪积扇昌吉市新疆特变电工职工住宅小区项目为例,在对研究区地形地貌、地质构造以及区域水文地质条件分析的基础上,对该项目区域的水资源及开发利用状况进行分析,并从取水合理性、用水合理性、节水潜力和建设项目的合理取用水量等角度分析建设项目取用水的合理性,研究可知:研究区水文地质优越,地下水补给,开采条件好,论证区地下水资源未充分开发,水资源具有较大开发利用潜力。     

近40年来华北平原地下水位演变研究及其超采治理建议

华北平原是中国三大平原之一,同时也是粮食主产区之一,京津冀协同发展区,雄安新区皆位于区内,地理位置极其重要。地下水是华北平原主要的供水水源,占总供水量70%左右,自20世纪70年代末以来地下水开采强度不断增大,长期处于严重超采状态,形成规模巨大地下水位降落漏斗,进而引发地面沉降、地裂缝、湿地退化、海水入侵等一系列环境地质问题,制约社会经济可持续发展。研究地下水位演变可以为地下水超采治理及降落漏斗修复提供支撑,本文基于华北平原2019—2020年高密度地下水位统测数据及历史水位资料,研究了2020年现状地下水位流场及漏斗分布状况,系统分析了近40年来地下水位变化特征。研究发现:华北平原东西部浅层地下水位呈现差异化发展,20世纪80年代至2014年平原西部浅层地下水位持续快速下降,累计降幅达20～60 m,太行山前冲洪积扇缘一带水位降幅最大,2014年南水北调工程供水后,西部山前主要城市水位止跌回升;中东部地区水位呈现自然波动状态。深层地下水位20世纪80年代至2014年,总体呈下降趋势,中东部地区水位降幅度最大,累计达到40～90 m;2014年后城市区与农业区深层地下水位呈差异化发展,城区水位回升明显,周边农业区仍呈快速下降趋势。此外,在地下水演变分析基础上,以地下水采补平衡及水位恢复为目标,提出了开展超采区防控目标水位阈值研究、制定地下水减采和回补精准治理方案、优化地下水位监测网以及南水北调农业水源置换可行性研究等建议。研究成果对支撑华北平原地下水超采精准治理,地下水位降落漏斗修复和地下水资源合理开发与管理都具有重要意义。     

基于氚同位素的安阳河中下游流域地下水更新能力研究

利用水中氚值与地下水年龄分布特征和多年平均更新速率,分析安阳河中下游流域地下水更新能力。应用MGMTP重建研究区1953—2016年大气降水氚值,应用集中参数模型(LPMs)计算地下水年龄,采用Le Gal La Shalle等提出的方法估算潜水与泉水多年平均更新速率。研究结果表明:(1)潜水与泉水由近20多年来大气降水补给。潜水样点受局部水文地质条件控制,补给径流条件差异明显。(2)小南海泉平均滞留时间23 a,多年平均更新速率3.6%,水量呈不断衰减趋势。(3)安阳河冲洪积扇扇后缘为补给区,受地表水渗漏与大气降水入渗补给,更新能力较强。扇中部至京港澳高速路地带为现代地下水,年龄40~60 a。扇前缘为现代与次现代地下水的混合水,年龄大于60 a,更新能力较弱。(4)剥蚀岗丘与冲洪积平原深层承压水为较老地下水,更新能力极弱。因此,对小南海泉域的保护需要加强,并在短时期内能取得明显成效。受南水北调中线水源补给及限量地下水开采影响,安阳市区地下水降落漏斗大幅度缩减。     

诺木洪冲洪积扇地下水氢氧同位素特征及更新能力研究

诺木洪地区是柴达木盆地中发育较为典型的冲洪积扇,研究其地下水同位素特征及更新能力对于整个盆地地下水资源研究具有重要意义。分析了诺木洪地区地下水中的2H、3H、18O同位素特征,利用3H数据建立相应的数学物理模型,计算出冲洪积扇不同位置地下水的更新速率,并以此为依据定性划分了当地的地下水流动系统。山区至冲洪积扇中部地下水更新速率达5%/a~10%/a,更新能力较强。冲洪积扇前缘地下水更新速率为0.08%/a~1.4%/a,而在溢出带以下至盆地中心地下水更新速率小于0.07%/a,更新能力极弱。     

浅析阜康市地下水埋藏与分布及地下水位动态

对阜康市平原区地下水埋藏与分布条件进行分析。根据近10 a地下水监测井监测数据,从砾质平原区、冲洪积平原中上部、冲洪积平原下部三个区域,结果得出阜康市平原区地下水水位动态年际变化呈逐年下降的变化特征;总结造成地下水水位下降的原因,分析了由于地下水水位下降引发如低山丘陵区水土流失严重、灌区盐碱地面积增大等一系列自然环境问题;针对如何控制地下水水位逐年下降提出了相应对策和建议。     

应用氚和14C方法确定柴达木盆地诺木洪地区地下水年龄

以柴达木盆地的诺木洪为研究区,利用氚与¹⁴C方法计算了当地各水体的年龄,分析地下水年龄分布特征及其可更新能力。结果表明：山区至冲洪积扇中部地下水年龄为15~18 a,为1952年之后补给的现代水,更新能力较强;冲洪积扇前缘地下水年龄不超过2 ka,具有现代水与古水混合的特征,更新能力较差;溢出带到盆地中心地下水年龄急剧变老,变化范围为5~28 ka,据此推测研究区溢出带位置的隐伏断层具阻水性质,该位置的地下水基本无更新能力。     

利用CFCs定年数据计算静升盆地含水层渗透系数

文章利用CFCs(氟氯碳化合物)定年数据,计算山西静升盆地含水层渗透系数。结果表明:补给条件较好的区域与补给条件差的深层承压区相比,地下水年龄偏年轻;从冲洪积扇顶部到扇缘,地下水径流逐渐变缓,含水层渗透系数变小;盆地南部较北部,地下水流动缓慢,渗透系数整体偏小。该方法获得的渗透系数符合实际地质条件。     

北京潮白河冲洪积扇地面沉降时空异质性特征及驱动因素分析

为了研究地面沉降的时空分布模式、机理机制,选择北京典型沉降区——潮白河冲洪积扇为研究区,采用PS-InSAR技术、莫兰指数及地理探测器,分析了研究区地面沉降的空间异质性特征,探测了不同特征下的地面沉降的主要驱动因素。结果表明：2017-01—2019-01研究区内地面沉降时空分布特征以一般沉降为主,沉降速率为[-133,3] mm/a,最大累积沉降量为261 mm,呈北部轻微、中部较严重、南部较轻的分布状态,其中,严重、极严重等级地面沉降主要分布在中游顺义后沙峪东部等地区及中下游交界地带的潞城镇;不同地区地面沉降呈现不同的空间异质性特征,即不均匀地面沉降分布特征明显,中游、下游均表现为低—低集聚;不同分布特征下地面沉降主要驱动因素不同,中游地区主要驱动因素为第二承压水水位变化和可压缩层厚度,下游主要驱动因素为浅层地下水水位变化和第一承压水水位变化。莫兰指数能够有效分析地面沉降空间异质性,识别集聚特征;地理探测器可以探明沉降空间异质性成因,获得其主要驱动因素。     

北京温榆河冲洪积扇地面沉降特征及机理研究

北京区域地面沉降呈快速发展趋势,局部最大形变速率超过13cm/a,严重威胁城市安全。掌握地下水开采条件下的分层地面沉降特征,是定量揭示地面沉降机理和缓解沉降灾害的前提。以北京最大的地面沉降区温榆河冲洪积扇地区的八仙庄沉降区为研究对象,分析了该地区地下水开采、地下水位动态特征与分层压缩量的关系,基于分层沉降数据得出该地区土体释水形变以浅部地层、深部地层的弹性形变以及中深部地层的弹塑性形变为主,并从地层条件、固结历史和物理力学性质方面对压缩特性的影响因素进行了分析,得出以地面沉降为约束条件的地下水开采主要调控层分布。     

近30年来降水量变化和人类活动对北京潮白河冲洪积扇地下水动态的影响

对北京潮白河冲洪积扇分布区30年来降水量、地表径流量、地下水水位和地下水储存量进行了时间序列分析。结果表明: 过去30年中,区域地下水动态发生了明显变化,特点是1998年以来,地下水位和地下水储存量迅速下降与减少。1998年以来,年降水量为以往多年平均值的76％左右。在储存量变化的影响因素中,降水量减少导致的补给量减少约占24％,人类活动,如工农业地下水开采、应急水源地地下水开采和地表水体入渗减少等因素约占76％。由于未来气候变化的不确定性,在南水北调的水进京后仍可能出现连续枯水年,因此,以丰水年降水进行水源涵养存在较大风险。对于已经处于严重超采状况的潮白河冲洪积扇来说,为了满足未来供水的需要,应急水源地从现在起应减少开采量或停采以逐步恢复地下水储存量。     

北京平原区永定河冲洪积扇地下水水化学特征与演化规律

本文以北京市平原区永定河冲洪积扇地下水化学场的演化机理及地下水水循环规律为研究目的,根据水化学特征的水平分布及典型剖面上的演化过程研究,得到以下结论:1)从永定河冲洪积扇顶部补给区到扇缘排泄区,地下水水化学类型呈现水平分带性,潜水水化学类型由Ca-HCO3过渡到Ca·Mg-HCO3、Mg·Na-SO4,局部因人类活动影...     

北京市平原区地下水循环特征的同位素研究

同位素技术是研究区域地下水循环规律的主要手段之一。本文对平原区地下水进行了取样分析,运用同位素技术并结合水文地质条件,研究了北京市平原区地下水循环演化规律。运用^3H和^14C的测年技术确定了地下水年龄;利用D和18^O关系曲线探讨了地下水的起源;按照是否积极参加了现代水循环的原则将第四系地下水划分为浅层水和深层水;对浅层水和深层水的更新状况进行了研究。研究表明,浅层水广泛分布于北京平原区,径流条件好,更新快;深层水主要分布于永定河、潮白河冲洪积扇下部及冲洪积平原的深部地区,补给条件相对差,与现代大气降水联系弱,径流条件差,更新慢。     

北京平原区地下水位预警初步研究

借鉴美国地质调查局在宾夕法尼亚的地下水位预警方法,从统计学的角度,探索了北京平原区地下水预警方法。对监测井多年长期监测资料进行百分位统计分析,把同一时间(月平均、旬平均、日平均)地下水水位(头)标高值的最小值至百分位5、百分位5至百分位10、百分位10至百分位25、百分位25至百分位75范围内的地下水位分别定义为红色、橙色、黄色和蓝色预警,形成地下水位预警判据。根据地下水水位实时监测数据,实时判定监测井代表区域的地下水预警等级,同时修正和完善地下水位预警判据,称之为监测井单点预警,监测井代表的同一层位的区域的集合,构成不同含水层的地下水位区域预警。对北京平原区2009年12月的地下水位预警结果为:潮白河冲洪积扇顶部和中部潜水含水层地下水位为红色预警,前缘为黄色预警,冲洪积平原为蓝色预警区;城区以南地区为红色预警,海淀山后的西北部地区为红色预警,永定河冲积扇和冲积平原大部分地区黄色和蓝色预警,大石河冲洪积扇地区均为蓝色预警;承压水含水层在潮白河冲洪积扇的前缘为红色预警,冲洪积平原为蓝色预警,北运河山前地带均为橙色预警,城区东、东南地区为橙色和黄色预警,少数地区为橙色预警,除上述地区以外,承压水均为蓝色预警。北京市平原区主要地下水开采地区地下水位已经处于历史的较低水位处,特别是潮白河冲积扇中上部地区以及平谷盆地,地下水位几乎全部处于红色预警区。该预警方法原理明确,方法简便,有望在地下水主要开采区推广应用。