黑河流域地下水同位素特征及其对古气候变化的响应

通过环境同位素及其Tamers、IAEA模型应用研究表明,黑河流域平原区地下水补给及更新与古气候变化密切相关,8000~5000a BP、3500~2500a BP和近1000年以来的多雨期是主要补给期;潜水较年轻又更新快,承压水较老又更新慢;东部地下水更新较快,西部更新较慢;祁连山前戈壁带地下水更新较快,细土平原更新较慢;近河道带地下水更新速率大,远离河道则小。东部以山区降水通过出山地表径流补给为主,西部冰川雪融水和山区基岩裂隙水是主要补给源。因此,遵循地下水补给与更新的自然规律,与地表水联合优化调控,有利于该区地下水可持续利用及下游区生态环境保护。     

降水和开采变化对石家庄地下水流场影响强度

为能精确识别降水和开采对石家庄地下水流场影响强度,应用小波变换和相关分析等研究方法,对区域平均地下水位、地下水降落漏斗面积及中心水位与降水和开采变化之间的互动特征进行了研究。结果表明:① 1961—1973年期间,平均地下水位随降水量增大呈幂函数递减趋势;1974—2010年期间,降水量每减小100 mm,漏斗中心水位下降速率增大7.35 m,平均地下水位下降速率增大2.15 m;② 1961—1973年期间,开采量每增加1亿m3,平均地下水位下降0.28 m,漏斗面积扩大11.74 km2,中心水位下降0.52 m,1974年以来累计超采量每增加1亿m3,漏斗面积增幅1.52 km2,中心水位降幅0.18 m;③ 降水量每减小100 mm,降水贡献度减弱3.0%,人类开采影响强度增大2.76%。     

不同气候条件下华北粮食主产区地下水保障能力时空特征与机制

华北平原是我国小麦、玉米等粮食作物主产区, 粮食产量占全国的10.6%。同时, 该平原也是我国地下水超采最为严重地区之一, 在13.92万km2的国土面积上分布着石家庄漏斗、保定漏斗和邯郸漏斗等地下水位降落漏斗群, 漏斗面积超过9 700 km2。该灌溉农业以开采地下水为主要供给水源, 农业开采量占华北平原地下水总开采量的65%以上。2009年12月《科学时报》刊发文章指出, 华北平原地下水危机影响我国的粮食安全。农业灌溉用水及其开采地下水的强度和超采程度, 与气候变化密切相关。气候变化不仅影响粮食作物灌溉需水量变化, 而且, 还显著影响农业开采量和地下水补给量变化, 尤其连年降水枯水或连年降水丰水, 对粮食主产井灌区地下水流场及其保障能力影响十分明显, 是一个重要研究课题。深入开展该课题研究, 对华北平原农业区地下水资源合理开发利用和提高粮食安全保障能力具有重要意义。     

花岗岩—花岗岩接触带的元素、核素迁移地球化学——高放废物安全处置的天然类比

两种不同时代、相互接触的花岗岩,由于其化学成分上的差异以及后期水—岩反应,在漫长的地质历史时期内必然导致其中元素、天然放射性核素的迁移,这种迁移行为可类比为高放废物深地质处置库中放射性废物的近场迁移行为。广西资源县境内的某处印支期花岗岩(全岩Rb-Sr年龄214±3 Ma)和海西期花岗岩(锆石U-Pb年龄196±31 Ma)接触带,根据全岩化学成分、O、Pb同位素待征和铀系核素的~(234)U/~(238)U,~(234)U/~(230)Th,~(230)Th/~(238)U,~(226)Ra/~(230)Th等核素活度比值,其两侧花岗岩在其演化过程中成为一个相对开放的比学体系,但由于其附近没有明显的开放性断裂,其中常量元素、微量元素及天然铀系核素在接触带中的迁移距离仅约1～2m,接触面薄弱带中发生的水-岩反应仅使化学组分迁移约30 cm。花岗岩裂隙是流