序

中国是世界上水资源极为短缺的国家之一。作为一种重要的国家战略资源,地下水对于保障我国饮用水供水安全具有举足轻重的作用。据水利部2018年水资源公报,我国地下水供水量976.4亿m3,占总供水量的16.2%,是400多个城市（占城市总数的60%以上）的主要水源。作为重要的饮用水源,地下水的水质好坏直接影响饮水安全和人民身体健康。 我国有1/3左右的地下水是在天然地质条件下形成的原生劣质地下水,分布广泛,不宜作为生活饮用水源。 随着人类活动加剧,地下水污染日趋严重。据中国地质调查局的调查结果显示：在北方地下水强烈开采的地区,浅层地下水矿化度、硬度显著升高;南方部分地区浅层地下水酸化明显,珠江三角洲地区酸化尤为突出。国家地下水监测工程2018年对全国地下水监测点35项无机组分水质指标测试结果显示我国地下水水质为I类的仅占2.13%,II类的占11.01%,III类的占1.91%,而IV类高达68.39%,V类的占16.56%,可见全国地下水水质污染程度之高。地下水质的恶化造成”水质性缺水”,它又进一步地加剧了我国缺水的严峻局面。 地下水污染具有来源复杂和污染途径众多的特征。环境中的污染物可以通过各种自然和人为途径进入地下水系统,导致地下水污染。人类活动,如农业灌溉、农药化肥的使用、工业废水和城市污水的下渗、化学或有毒有害废物的泄漏、地下水开采、地面污染物随降水淋滤渗入、受污染的地表水与地下水交互作用等,都是污染物进入地下水的主要途径。 地下水污染是一个复杂的地质地球化学生物地球化学的耦合过程。污染物进入地下水系统后,受各种物理、化学和生物因素的影响在地下水中迁移转化。对流、扩散、弥散等物理过程,沉淀溶解、吸附解吸、氧化还原等化学反应,生物富集、降解、萃取等生物过程,不但直接和间接影响地下水污染物的迁移和转化速率,以及地下水中污染物的浓度及其时空分布,而且也会导致地下水环境条件（如溶解氧浓度、氧化还原电势、微生物群落组成和功能的改变等）的变化,而环境条件的改变反过来又影响污染物迁移转化速率。 地下水污染具有长期性、隐蔽性和难以修复的特征。开展地下水污染过程的深入研究,不仅是认识污染物在地下水系统中迁移转化规律以及它们对生态环境影响的基础,也是控制污染源头、开发经济高效地下水修复和管控技术的关键,对保护地下水资源和饮用水安全具有重要的战略意义。 20世纪80年代以来,美国等发达国家投入大量资金和人力资源,在地下水污染防治技术领域取得了众多创新成果,地下水环境修复产业也日趋成熟。而我国地下水污染的系统防治工作开展相对较晚,加上我国地下水污染成因和水文地质条件复杂多样、研发投入不足、地下水环境修复产业基础较为薄弱等,造成我国在地下水污染防治技术方面还存在着一系列亟待解决的难题。 当前地下水面临的巨大污染风险和水质安全问题,引起了党中央和各级政府的高度关注。习近平总书记特别强调“确保地下水质量和可持续利用是重大的生态工程和民生工程,坚决遏制地下水污染加剧的趋势”。近年来,在科学技术部、国家自然科学基金委、生态环境部、自然资源部等支持下,我国相继开展了一系列有关土壤和地下水污染防控的重大科技攻关项目,在地下水污染调查和评价、地下水污染物迁移转化机理、地下水质保护和地下水污染修复关键技术、材料和设备研发等方面都取得了重要进展,有力地推动了地下水污染防治工作。 科技期刊是科技事业的重要组成部分,是科学技术发展的基础支撑和国家战略资源。《地学前缘》作为具有广泛和重要影响的地学主题性学术期刊,创刊以来,出版发行了一系列主题专辑,对推动地学事业发展和服务现代化建设发挥了重要作用。为及时总结我国地下水污染和修复的前沿研究成果、发展态势、研究热点和难点,《地学前缘》编辑委员会约请郭华明、苏小四两位数授担任特约主编,指导和组织了本期“地下水污染与修复”专辑,共收录了21篇稿件。这些稿件紧扣中国地下水污染现状,内容丰富,涵盖了地下水污染调查与评价、地下水污染监测、地下水污染成因与模拟、地下水污染修复技术等诸多领域,很好地展现了我国地下水污染防控领域研究的新进展。相信本专辑相关论文的发表,必将进一步推动我国地下水污染防控领域的科技进步。 正如习近平总书记所强调的那样,“确保地下水质量和可持续利用是重大的生态工程和民生工程”。我国地下水污染的防控任重而道远,需要一代又一代的科研工作者瞄准学科发展前沿,响应国家需求,不断攻坚克难,为取得“蓝天、碧水、净土”攻坚战的胜利做出我们应有的贡献。 吉林大学 2021年9月10日     

华北冷涡背景下强对流天气的基本特征分析

利用京津冀的危险天气报资料,统计分析2001-2008年5-8月华北冷涡背景下的强对流天气的时空分布及动力热力特征.结果表明:(1) 短时强降水在沿海地区发生的概率最大,尤其是下午至傍晚.河北西北山区上午发生大风和冰雹的概率最大,下午至傍晚的大概率区向东向南明显扩大.龙卷在上午发生的概率最大,其大概率中心位于北京.(2...     

北太平洋海温的气候跃度及其对中国汛期降水的影响

应用滑动Ｔ检验方法对北太平洋海温１０年际的气候跃变进行了研究，指出在７０年代末至８０年代初确实存在着一次明显的气候跃变，而跃变前后北太产洋海温结构，厄尔尼诺事件的发展过程都明显不同，进而讨论了北太平洋海温跃变前后对我国６－８月汛期降水量的影响，指出海温跃变前我国汛期降水量在东北地区偏少，华北偏多，长江流域偏水，华南偏多，而跃变后则相反。     

福建省永定县大排铅锌矿的找矿思路创新和突破

福建永定县大排矿区是历经多次地质工作的老矿区,之前仅作为一个小锰矿在开采。本项目成功运用新理论正确指导找矿、运用新方法实施找矿,发现并基本查明该矿为一以铅锌矿为主,并共、伴生铁矿、铜矿、钼矿、银矿、锰矿等多种矿产的大型多金属矿床,矿种为浅部铅锌多金属矿经铜多金属至深部磁铁矿,成因类型为层控-矽卡岩型→层控-热液叠加改造型,该矿床的发现进一步丰富了区域矿床成因理论,拓展了区域找矿思路。     

2007年3月3—5日辽宁省暴雪和大风天气的中尺度分析

使用中尺度数值模式WRFV2.2.1对辽宁省2007年3月3-5日的暴雪和大风天气过程进行了数值模拟,结合10min一次的地面自动观测站资料和数字化多普勒天气雷达探测资料,研究了中尺度重力波的结构及其环境场特征,探讨了波动的激发机制.对流层上层中尺度重力波生成在350-250 hPa(约9-11 km),周期为2-3h,水平波长30-40 km,波动沿水平方向传播约9h.地面气压扰动振幅约为2 hPa,周期为2-3 h,波动由西南向东北方向传播,方向与地面风向相反.沿波的传播方向,地面观测的逐时降水量呈波动特征,周期约为2h.对流层上层中尺度重力波减弱后,雷达降水回波强度出现显著的波动特征.对流层上层中尺度重力波生成在朝向脊区传播的高空急流出口区下方,300 hPa环境场具有显著的切变不稳定特征.波动生成在理查逊数小于0.25的地区,在中尺度重力波生成的高度上,暖平流强,风速低,风切变大.中尺度重力波生成地区出现显著的不平衡气流,拉格朗日罗斯贝数大于0.7,水平散度倾向出现明显的大值,其中-▽w·(e)v/(e)v的量级明显大于其他各项,表明对流层上层重力波的生成及发展与环境场的显著风切变有关.     

利用地面观测资料参考标定雷达VAD资料气压高度方法研究

针对雷达VAD资料因不包含气压高度信息而在使用中受到限制的问题,设计了VAD资料气压高度标定方案。提出了以雷达站所在地地面气象观测要素作为参考的标定方法。具体为在压高公式中引人多元大气温度递减方案,地面基础要素由雷达站配备的地面自动气象观测站提供。针对这个方案敏感的温度垂直递减率,利用2007年全年探空资料计算得到温度垂直递减率随高度、时间、区域变化的分布,并分别进行常数温度递减率、随高度变化、随时间变化的温度垂直递减率,以及随两者同时变化的温度垂直递减率对标定结果误差影响的敏感性分析,并与传统的气候标定方案误差进行对比。通过一年的实际观测资料试验,结果表明：相对于不引入观测的气候统计值标定方案,可大大缩减标定误差。尤其是随高度和时间同时调整的温度垂直递减率的地面观测要素参考标定方案的误差最小,适应VAD资料的特点。     

北京地区气温的年代际变化和热岛效应

用北京地区20个气象观测站41年(1960~2000年)的年平均气温记录,研究了北京地区的大尺度气温变化及其热岛效应.结果认为,(1)北京地区气温的年际变化具有大尺度的特点,1981年是显著的跃变点,跃变点比跃变前北京地区气温增加了0.55℃,近40年的增温率为0.25℃/10年.(2)北京城市热岛效应具有典型性.1960~2000年北京城市热岛平均强度接近1℃.随着北京城市建设和城市化速度的加快,北京城市热岛强度也在明显地增加,近40年热岛强度的增温率为0.31℃/10年.     

吉林中部平原区浅层地下水温度对全球气候变暖的响应

水温变化除引起水的多种物理性质的变化外, 还会引起水化学反应速度等方面的变化. 以吉林中部平原地区为例, 对影响浅层地下水温因素的分析发现, 研究区浅层地下水温变化的本质原因是受全球气候变化的影响, 降水量的减少以及地下水位的下降对浅层地下水温受气候变化的影响起到削减作用. 通过对全区近200眼地下浅层观测井水温的多年变化分析, 发现在研究区气温近20 a来升高(约1.5 ℃)的影响下, 浅层地下水温从1978年的7 ℃左右上升到2001年的8.3 ℃, 在20余年间水温升高约1.3 ℃     

晋陕峡谷地区北段岩溶地下水流特征分析

晋陕峡谷地区北段岩溶地下水流系统比较复杂,尽管在该地区开展了不少地下水资源的勘查工作,但仍然存在不少有争议的问题。本次研究利用水文地球化学方法对研究区内的清水河地区、准格尔地区、偏关-龙口地区和天桥地区的岩溶地下水系统特征以及黄河水对岩溶地下水系统的影响进行了分析,对区内岩溶地下水流系统取得较为清晰的认识。     

等离子体发射光谱法同时测定大气气溶胶中多种金属元素

建立了采用等离子体发射光谱测定大气气溶胶中金属元素的方法。气溶胶样品经密封混合酸消解处理后,直接进行Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｎａ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｓｒ、Ｖ和Ｚｎ１０种元素的测定,方法检出限在０２～１１μｇ／Ｌ,对于０ｘ～ｘｘｍｇ／Ｌ的样品测定６次的精密度好,ＲＳＤ＜１２％,样品加标回收率为９８６％～１０５０％。方法经国家一级标样验证可行,已用于大批大气气溶胶样品的测定。