甘肃西北部黑河流域水资源对下游生态环境变化的影响阈

从流域尺度水资源承载能力及其有限性、可变性和上下游关联性的角度,探讨了黑河流域下游区生态环境变化的影响阈,阐明了不同水文年中游区的安全引水量和不同目标下下游区的生态环境修复对水资源的需求阈.基于多年平均地表径流量37.8×108m3/a的安全引水量为13.97×108m3/a和枯水年份(95%保证率)的安全引水量为10.14×108m3/a,下游区初步改善生态环境的生态需水量为8.01×108m3/a.提出了中游区经济社会可持续发展的水资源保障阈,即未来20年生产生活安全需水量介于22×108～23×108m3/a之间.在此基础上,阐明了在中游区经济社会稳定持续发展目标约束下确保黑河流域下游区生态环境不断改善的流域水资源优化配置模式及对策.     

东疆白石头泉含黄玉天河石花岗岩体的地球化学：分带和岩浆演化

白石头泉含黄玉的天河石花岗岩体Rb-Sr等时线年龄209.6±9.6 Ma，从下至上可分为5个连续过渡的岩相带，即淡色花岗岩（a带），含天河石花岗岩（b带），天河石花岗岩（c带），含黄玉天河石花岗岩（d带）以及黄玉钠长花岗岩（e带）。岩体的岩石地球化学特征是高F（> 2 %）、高 Rb (500×10-6～1 087×10-6)，低 P2O5 (≤0.06%)，Na2O>K2O，弱过铝 (A/NKC=1.00~1.11)、翼型稀土元素配分曲线 (ΣREE=28.6×10-6~231.9×10-6)、低(La/Lu)N值 (0.11~0.68)、强烈Eu负异常(Eu/Eu* = 0.0005~0.0110)、Nd同位素富集（εNd (t )= -4.4~-4.9）。该岩体的岩浆是中地壳云母片麻岩部分熔融的产物。从a带到e带的地球化学变化是：（1）F，A2O3和Na2O含量逐渐增加，而SiO2，（Fe2O3+FeO+MgO+MnO）、FeO和K2O含量逐渐减少，在标准矿物的Qz-Ab-Or图上总体向Ab角顶移动；（2）总体而言，Cr，Ni，Co，V，W，Nb，Zr，U，Th和Y含量逐渐减少，而F，Li，Rb，Hf，Ta，Sn，Sc，Ga和Zn含量逐渐增加，但d带到e带间存在Li，Rb，Sn，Sc和Zn含量的突降；（3）K/Rb，Al/Ga，Nb/Ta和Zr/Hf值下降， 但K/Cs，Th/U，(La/Lu)N值上升；（4）全岩的δ18O 值从a带的9.25 ‰~9.75 ‰降低到e带的7.32 ‰，d带与e带间存在2.1‰的δ18O值突降。岩浆从a带到e带的垂向分带是分离结晶和流体输运的共同结果。岩体的d带与e带存在明显的成分间断。在矿物成分上表现为黄玉、钠长石和白云母的剧增，钾长石和天河石的剧减。在主量元素上表现为 Na2O和CaO含量的剧增，SiO2和K2O含量的剧减。在微量元素上表现为F，Ga，Sr和Ba含量的剧增，Li，Rb，Sc，Zn和Sn含量的剧减。在稀土元素上，Eu/Eu*和(La/Lu)N值增加，而ΣREE值降低。在氧同位素特征上，δ18O值显著降低。这种间断不仅受分离结晶和流体输运的制约，也与天水加入、围岩混染和亚固相线淋滤有关。     

深层水漏斗区开采量组成变化特征与机制

为阐明强烈开采条件下华北平原深层水的开采水量来源及组成问题,以德州地区深层水漏斗分布区为重点研究区,通过基于大量钻孔资料对含水层组及其粘性土夹层或透镜体的分析和野外地下水采样、动态监测及地面沉降测量资料等分析,采用分层、分区计算方法对漏斗中心至外围的各分区弹性释水量、粘性土压密释水量、侧向流入和越流补给量进行均衡计算。结果表明:在强烈开采条件下,深层水开采量中弹性释水量和压密释水量所占比率不是常量,随着深层水位下降的幅度和深度增大、超采释压持续时间愈长、开采层中粘性土夹层或透镜体愈多,则区内弹性释水和压密释水的强度及累积地面沉降量愈大;愈靠近漏斗中心,弹性和压密释水强度愈大,相同降深下平均单位降深的地面沉降量愈小。在深层水开采量中粘性土压密释水占35.5%~61.9%,与地面沉降密切相关。     

浅层地下水补给对人类活动影响的响应特征研究

本文通过数据整理分析, 查明滹沱河流域平原区1976-2005年以开采量、灌区引水量和河道过水量为代表的人类活动逐渐增强, 分析了浅层地下水补给在大气降水减少和人类活动逐渐增强背景下大幅减少的响应特征: 综合补给量所占比率由1976-1980年的21.6%下降到2000-2005年的11.3%。随后, 从开采量、河道过水量和灌区引水量三个方面分析了浅层地下水补给响应人类活动的变化特征: 地下水补给量与开采量呈y=65.412x-0.2576模式随降水量增减而负相关变化; 河道渗漏补给量和渠水入渗量在地下水位不同埋深条件下表现出随来水量、引水量增加而增大的态势, 但在不同埋深条件下, 河道渗漏补给量与来水量之间、渠水入渗量和引水量之间关系不同。     

染色法测量坡面流流速的最佳测流区长度研究

染色法是测定坡面流流速最常用的方法,但对测流区长度的选择没有统一标准.统一测流区长度不仅能减少流速测定误差,还能提高不同试验间的可比性.本文采用室内变坡水槽试验,用染色法测量表面最大流速并计算平均流速时,选择6个常见测流区长度,以流量法计算的平均流速为参照值,选取5个统计参数(RRMSE、RE、NSE、R2、MAE)作为评价指标,将不同测流区长度下染色法与流量法所获得的平均流速进行比较,分析染色法测量坡面流流速的最佳距离.研究结果表明:当测流区长度为2m和3m时,RRMSE都较小;在2m处,RE、MAE达到最小,NSE、R2最接近1,此时染色法测定的流速与流量法计算的流速最为接近.因此,用染色剂法测量坡面流速度的最佳距离应选在2m.     

开采条件下山东德州深层水资源组成及其与地面沉降的关系

针对德州长期过量开采深层水导致地下水位不断下降、地面沉降等环境地质问题,以深层地下水动态、地面沉降监测及其对应的粘性地层为主要研究对象,应用水文地球化学、地下水动力学和同位素技术方法,初步查明深层水主要形成于末次冰期盛期的大气降水补给;考虑地面沉降条件下,开采资源中20.6%的侧向径流补给和越流补给来自区域径流系统,反映深层地下水具有一定的更新能力;含水层弹性释水占17.5%,其中61.9%来自粘性土的压密释水,这是产生地面沉降的直接原因。     

海河平原东部地区地面沉降机理与趋势

海河平原东部地区是中国水资源最紧缺的地区之一。地下水开采量占该地区供水总水量的60％以上。深、浅层地下水超采量均超过500亿m^3。该区也是山前拦蓄地表径流最高的地区,大小水库达1820多座,拦蓄能力320亿m^3,控制山区流域面积近90％。在地下水补给源减少与大规模超采地下水的综合作用下,造成平原区河流干涸、地下水水位持续下降、含水层疏干及地面沉降等环境地质问题。同时诱发了含水层之间强越流渗透以求动力场平衡问题,第四系松散地层出现垂向压密而导致地层塑性变形。在滨海平原区,区域性地层垂向压密变形存在缓慢发展趋势。研究表明,地面沉降致灾过程至少存在3个阶段,即自然沉降机制阶段、缓变劣变质变阶段以及快速衰变破坏阶段。缓变劣变质变阶段是采取措施减灾最佳时期。     

太行山前平原非河道条件下地下调蓄功能实验研究--以滹沱河冲洪积平原为例

摘要：通过实验研究探讨了太行山前平原地下调蓄能力,实验研究表明,在汇水坑渗、井灌和引水渠渗条件下,太行山前冲洪积平原地下调蓄功能不仅与地表积水深度、入渗时间有关,而且还与汇水总量的多少有关。单位时间渗漏量的大小与地表蓄水深度呈正相关关系。地表蓄水深度愈大,单位时间渗漏量愈大;累计渗漏量随着入渗时间的延长而增加,渗漏速率随着累计渗漏量的增加而减小。采用井灌方式进行地下调蓄的关键,是选择具有强渗透性的层位。     

灌溉农田节水增产对地下水开采量影响研究

据实际资料研究结果表明,近50年来滹沱河流域平原区粮食产量持续增加导致农业区地下水开采量不断增大,同时灌溉节水水平的不断提高有效地缓解了地下水开采量增加的速率。若按1953-1970年期间平均每公斤粮食生产耗用地下水开采量(3.11 m3/kg)推算,现状粮食生产规模下地下水开采量应为142.3亿m3/a,较实际开采量(24.4亿m3/a)多117.9亿m3/a,平均每5年递增11.74亿m3。以2001-2005年平均耗用地下水开采量(0.53 m3/kg)计算,粮食增产促使地下水开采量平均每5年递增2.45亿m3,平均每5年少递增9.45亿m3。因此,大力发展抗旱节水作物及高产节水技术,合理调控农业种植结构,对于缓解研究区地下水不断恶化态势具有实质性促进作用。     

年降水量变化条件下农灌引水与开采对地下水位影响

通过分析滹沱河流域降水量对黄壁庄水库径流量及石津灌区引水量影响,及其对引水量利用效率及地下水开采量影响分析表明,降水量与水库径流量、引水量和弃水量具有一定的正相关性,与引水利用效率成负相关。渠灌区农业地下水开采受降水量影响不明显,多年地下水位在潜水强蒸发带区间波动;井灌区以开采地下水灌溉为主,并受到降水量的明显影响,地下水呈逐年下降趋势。由此不同变化趋势,提出渠灌区适度开采浅层咸水与渠水混合灌溉,扩大渠灌面积,减少井灌区面积,对缓和井灌区地下水位下降有重要意义。