地下水流模拟系统PGMS(1.0版)简介

地下水资源评价、规划和管理的核心是地下水动态的预测,当前地下水动态预测最有效的手段,甚至可以说唯一的手段,是数值模拟。国际上流行的地下水数值模拟的专业软件很多,如Visual MODFLOW、FEFLOW等。MODFLOW系列软件在国内外被普遍采用,它在可视化方面做得比较成功,但在地下水流的模拟上尚不尽人意。我国拟自行研制地下水模拟专业软件。在中国地质调查局地质大调查项目的支持下,集成开发者长期地下水模拟的研究基础,开发可视化的前后处理程序,形成了一个基于多边形网格的三维地下水流有限差分模拟系统(简称PGMS,即Polygon-grid finite-differencegroundwater modeling system)。     

近50 a来新疆孔雀河灌区地下水流系统演变特征

新疆孔雀河灌区面临地下水超采问题,科学认识区域地下水流系统的发育条件和演变特征,是优化地下水资源开发利用方式的基础.通过构建第四系含水层三维地下水稳定流模型,利用流线追踪技术,模拟识别了孔雀河流域19702020年期间地下水流系统的变化特征.结果 表明,不同补给区和排泄区通过流线进行组合,在孔雀河周边形成了交错分布的地下水流系统,其空间分布格局随灌区地下水开采规模而变化.在20世纪70年代的拟天然状态,灌区主要发育自北向南的地下水流系统,其空间分布格局取决于水文地质参数和排泄要素,并可能存在1～4个以孔雀河为排泄带的流动系统.在有强烈地下水开采的现状条件下,灌区地下水流系统转变为从四周流向漏斗中心,截断了从孔雀河上游渗漏到中下游河道排泄的水流系统.近50 a来,以潜水蒸发为排泄方式的地下水流系统投影面积萎缩了29％,而以地下水开采为排泄方式的地下水流系统投影面积从零增加到研究区面积的40％.潜水蒸发对自然生态系统具有重要的支撑作用,灌区地下水开采应有所控制以保障潜水蒸发型地下水流系统的发育条件.     

地下水循环结构的动力学研究进展

由地下水补给、径流和排泄过程构成的地下水循环运动,是水文循环的重要组成部分,也是水文地质学的基本研究对象.地下水循环在空间上表现为不同结构单元的组合,存在以含水层特性为依据的介质结构和以渗流场为依据的动力结构2种划分方法.地下水流系统是动力结构意义上的地下水循环单元.近10年来,区域地下水流系统理论取得了显著进展,更加全面深入地揭示了地下水循环结构的动力学特性.通过对河间地块地下水流系统的研究,发现潜水面最高点并非地下水分水岭的准确位置.在盆地尺度上,系统研究了沟谷地貌、降水入渗强度、渗透性随埋深变化和盆地厚度等因素对潜水面波形与地下水循环动力结构的影响,初步发现了动力结构的周期性或趋势性演化特征.通过大规模流线路径的精细识别或驻留时间的统计分析,提出了三维地下水循环单元的划分方法.在水文地质效应方面,发现地下水循环的动力结构对地下水年龄的分布有重要影响.地下水循环的动力结构反映了不同补给区和排泄区之间的水力联系,在盆地尺度地球化学过程、流域尺度生态水文过程中发挥着关键作用,未来的研究重点是三维地下水循环的动力特性和演变规律.     

深层地热资源评价中的回收率问题

回收率是衡量地热资源可开采量的指标.现行规范对回收率仅给出常数参考值,并未给出确定回收率的方法.对于开采深层地下热水这种普遍的地热利用方式,在确定回收率时应考虑其水资源属性.从深层地热开发技术的特点出发,提出确定回收率的约束条件为开采井水位、水温控制指标和地质环境保护.根据地下水动力学和热交换原理,提出了最大可能回收率的概念,给出了基于水位控制指标和基于联合控制指标的回收率确定方法.算例分析表明,回灌率是影响回收率的重要因素.     

珠江口盆地东部第三纪沉积环境与古地下水流模式

通过对珠江口盆地东部第三纪沉积环境的分析, 认为构造运动控制的海平面升降既影响着同期沉积物的沉积特征, 也决定了古地下水流的运动模式.珠江口盆地东部海陆交互式的环境演变, 使入渗势与压实势此消彼涨, 它们共同影响着第三纪古地下水流模式的变化.      

再生水入渗区典型抗生素分布特征与地下水微生物群落影响因素研究

再生水入渗携带的抗生素污染是地下水污染的来源之一,已经成为城市地下水资源的安全中不可忽视的问题。抗生素对复杂和脆弱地下水环境中的微生物群落及其功能的影响值得关注。本研究基于利用16S rRNA基因高通量测序方法,对3月和9月两个月份再生水渗入区城市地下水中微生物群落结构进行分析。结合现场调查测试和室内分析,测得样品中离子(K~+、Na~+、Ca²⁺、Mg²⁺、NH~+₄、F~-、Cl~-、SO■、NO~-₃、NO~-₂、HCO~-₃、CO■)浓度,并采用超高效液相色谱-串联质谱技术测得主要的抗生素浓度(环丙沙星、诺氟沙星、氧氟沙星、莫西沙星、磺胺吡啶和磺胺醋酰),对研究区地下水环境中微生物群落结构及与环境因子的响应规律进行探讨。结果表明：(1)研究区内3月份地下水中抗生素浓度要高于9月份整体抗生素浓度,以磺胺醋酰和环丙沙星为主,此外除了季节因素外,人类活动可能是影响抗生素分布的又一因素;(2)微生物群落主要由变形菌门(Proteobacteria,81.0...     

巴丹东、西湖地貌演化及其对湖泊水体特征的影响

巴丹湖区位于巴丹吉林沙漠的东南缘,发育很多被纵向沙垄一分为二、水体化学特征悬殊的双湖系统。前人对此类湖泊成因及风成地貌过程如何影响湖泊水文特征缺乏系统的研究。通过对沙漠东南缘局部风向和巴丹东、西湖湖盆形态的分析反演湖区的地貌演化,从而对湖泊水化学等特征的差异进行解释。水化学测试结果显示：巴丹东湖湖水的TDS为15 g/L左右,为微咸水;西湖的TDS是东湖的上百倍,为盐水。Google Earth遥感影像和DEM反映出巴丹吉林沙漠盛行NW风,东南缘风向及风力多变;巴丹东湖湖盆深于西湖湖盆。反演了巴丹湖地貌演化的3个阶段：(1)月牙湖形成阶段,即巴丹湖的形成阶段;(2)双湖系统形成阶段,气候干旱使湖泊水位降低、湖盆出露,在NW定向风作用下,新的新月形沙丘形成于湖盆上,将其分割从而导致巴丹东湖湖盆遭受风蚀;(3)纵向沙垄形成阶段,由于局部风向的改变,新月形沙丘在SW向风力作用下往NE向不断延伸,并转变成纵向沙垄。综合分析认为：气候变化是风成地貌演化的驱动力,多次风向的改变产生了湖盆地形西高东低的差异,导致东湖接受的浅层地下水补给大于西湖;当气候变得暖湿时,水位上升致两湖水体连通,由于东湖水位高于西湖,使东湖盐分释放、西湖盐分积累。因此,受地貌演化的影响,巴丹东、西湖形成了悬殊的盐度特征。     

“地下水科学的机遇与挑战”国际学术研讨会在京召开

由国家自然科学基金委地球科学部主办、中国地质大学（北京）承办的“地下水科学的机遇与挑战”国际学术研讨会，于2005年6月16-17日在京召开。研讨会的协办单位还有中国地质调查局、国际中国地球科学促进会（IPACES）、中国地质学会和中国建筑学会。来自美国、欧洲、香港地区的华人学者（20人）和大陆各高校院所的专家（30人）与会并作了学术报告。     

用渗透性随深度变化规律确定大尺度岩体变形模量

采用渗流场-应力场耦合的观点,用表征渗透性的单位吸水量数据,反求了岩体宏观力学参数——岩体变形模量。裂隙岩体的渗透性大小是裂隙宽度的函数,而岩体不同深度的裂隙宽度由应力大小和变形模量决定,因此可以通过裂隙宽度把渗透性参数和岩体力学参数结合起来。以小浪底水库左岸砂泥岩裂隙岩体T41地层为实例研究表明,该方法求得的岩体变形模量符合随着应力增大而增加这一规律,也符合风化岩体变形模量相对较小这一规律,并且数量级与收集到的相近岩体的变形模量一致,因此所求结果是可靠的。