确定平原地下水4He年龄方法的尝试

放射性衰变产生的氦组分（3H衰变质产生3He，U/Th衰变产生4He）广泛地用水地下水测年。本文分析了地下水中惰性气体的组成，采用过剩空气非分馏（UA）模型进行了单独氦组分的分离。结果表明，河北平原第三含水组（Q2）中的过剩4He是含水组内原地内原地产量和深部地壳通量的共同作用的结果。由于缺乏确定氦平衡参数的约束很好的客观分析，选择应用地下水流模型主观调节来估算迭代过程中的外部通量和流速场，然后根据这个模型所取得的4He年龄与应用其他方法包括14C测年和水文模型取得的年龄进行了对比。     

软基沉降的BP神经网络和灰色系统联合预测

使用BP神经网络插值方法对灰色数据进行了预处理,进而建立了预测软基沉降量的BP神经网络和灰色系统联合模型.实例分析表明,该模型短期沉降预测结果的最大相对误差小于2%,最终沉降预测结果的相对偏差小于5%,且灰色预测时取后期沉降瘦导颇算结果准确度高于取前期沉降数据的计算结果准确度.     

河北平原地下水4He年龄初探——以满城-任丘剖面为例

以满城-任丘剖面为例,采用过剩空气非分馏(UA)模型进行了单独He成分的分离,第三含水组中含有的过剩4He是含水组(Q2)内原地产量和地壳通量的综合结果.由于缺乏确定He平衡参数的约束条件,选择了应用地下水流模型主观调节来估算迭代过程中外部通量和流速场,然后根据这个模型所取得的4He年龄与应用其他方法包括14C测年和水文模型取得的年龄作对比,取得了河北平原第三含水组满城-任丘地下水的4He年龄为0～30 ka的结果.     

中国东南地区隐性滑坡遥感识别研究

我国东南地区植被发育,地质灾害发育规模小,以浅层的残坡积层滑坡为主,采用传统遥感解译方法识别此类地质灾害存在困难。为提高东南地区地质灾害野外调查的工作效率和正确性,提出了隐性滑坡遥感解译技术方法,其解译的直接目标不是地质灾害体本身,而是隐性滑坡,即地质灾害易发的边坡或斜坡。其技术路线包括:遥感解译GIS工作环境创建、易发程度初步分析、建立解译规则、确定解译点位和解译区段及划定重点调查区等内容。该方法在淳安县1:50000农村山区地质灾害详细调查工作中进行了实际应用,采用0.5m和1.0m分辨率的航片和5m×5m分辨率的DEM数据,基于ArcG IS平台创建了解译环境,共确定解译点位3025个和解译区段969个,划定重点调查区面积约914.18km2。经过野外实地调查,共确定地质灾害隐患和不稳定斜坡283处,其中位于解译区段内的隐患或者不稳定斜坡共计199处,占总数的70.3%;位于重点调查区内的隐患或者不稳定斜坡共计264处,占总数的93.3%。ROC计算结果表明隐性滑坡遥感解译的正确率为92.9%。野外调查及验证结果说明,隐性滑坡遥感解译技术方法能够合理地划定解译区段和重点调查区范围,从而有效地指导野外调查工作,该成果可为我国东南沿海地区如浙江省等地区的大比例尺地质灾害详细调查提供参考。     

长江干流丰水期河水硫酸盐同位素组成特征及其来源解析

碳酸盐岩的硫酸风化机制及其与碳循环的关系是全球碳循环研究中最为关注的科学问题之一, 其关键问题是识别硫酸盐来源.通过分析长江干流丰水期SO₄2-浓度及其硫、氧同位素组成特征, 探讨长江硫酸盐的来源及其主要控制因素.长江河水SO₄2-含量呈现逐年增加的趋势, 并且年增幅度逐渐加大.δ34S_SO4和δ18O_SO4变化范围为-3.5‰~5.6‰和3.7‰~9.2‰, 二者呈现显著的线性负相关关系.δ18O_SO4值从上游到下游的增加趋势受长江水δ18O_H2O值的空间组成特征的影响.研究表明, 大气降水(酸雨)和硫化物氧化是控制长江干流丰水期河水硫、氧同位素组成及其来源的主要机制, 为研究长江流域化学风化侵蚀作用和碳循环过程提供重要的理论依据.      

微量水氢氧同位素在线同时测试技术——热转换元素分析同位素比质谱法

水中氢氧同位素组成的时空差异性,为水循环、古气候环境反演、水源识别等研究提供了一种非常有效的技术手段。文章采用热转换元素分析同位素比质谱法(TC/EA-IRMS),实现了在线单次分析过程中同时测定微量水的δD和1δ8O,用样量仅需0.2μL;δD和1δ8O的分析精度分别为0.81‰和0.06‰。通过分类测试(δD值相差小于50‰的水样和标准水列为同一类进行测试)等措施可消除记忆效应,同时实现对测试结果的精确校正,而无需准确标定参考气和测定H3+因子。     

NO3-中15N和18O同位素新技术在岩溶地区地下水氮污染研究中的应用——以河南林州食管癌高发区研究为例

介绍了在野外用阴离子交换树脂收集地下水中的NO-3的新技术,以及用AgNO3 和氧化铜丝及铜颗粒燃烧反应测定氮同位素比值;用AgNO3+ C(石墨)生成CO2 测定NO-3 中氧同位素比值的密封石英管燃烧法。安阳和林州岩溶区饮用水中广泛的NO-3 - N污染大大超过饮用标准,食管癌的死亡率与饮用水中NO-3 、NO-2 、NH+4 和亚硝胺过剩的含量成正比。δ18O和δ15N资料证实,饮用水中的NO-3主要来自农家肥和化肥,这个地区没有发生有意义的反硝化作用,而以硝化作用为主。在食管癌低发区(东部)存在反硝化作用而使该区地下水中硝酸盐含量降低。δ18O和δ15N资料还表明氧化环境中可能出现局部反硝化作用。      

北方地区地下水系统退化的气候干旱化效应

北方气候干旱化趋势越来越强烈, 对生态环境产生了巨大影响.在分析气候干旱化研究现状基础上, 讨论了地下水系统在地球表层系统中的地位、对地球表层系统的调节作用以及对北方干旱化趋势研究的意义, 分析了地下水系统的退化对北方气候干旱化的作用.研究表明其已经产生了不可忽视的环境效应, 具体表现在地下水的过量开采使区域地下水系统退化, 导致地球浅表水、热、CO₂转换模式的改变, 造成水热失调, 加快局域气候干旱化.认为应该研究地下水系统演化规律, 揭示其时相变化对干旱化形成和发展的作用机理, 评估、预测未来地下水开发的相关环境效应, 提出防止干旱化的地下水开发调控模式, 从而为北方干旱化地区实施可持续发展提供科学依据.      

华北煤田矿山开采导致含水层破坏风险评估:以淄博洪山煤矿为例

煤矿由建设到关闭后多年的生命过程都对含水层具有破坏作用,造成生态环境破坏、影响社会经济发展,其风险具有长期性.在华北煤田水文地质结构及矿山地质环境问题分析的基础上,总结了含水层破坏形式及其风险组成,提出了含水层破坏风险评估与管理的技术思路.利用淄博洪山煤矿从开采到关闭多年的试验和监测数据开展了实证研究.结果表明:（1）矿业活动对含水层破坏形式表现为含水层结构破坏、地下水流场变化和地下水污染3类,洪山煤矿奥灰水遭受破坏的可能性高,危险性低、中等和高的危险区面积分别为20.61、22.39、19.26 km2;（2）社会、经济和生态易损性由破坏性、脆弱性和可恢复性三项指标表达,洪山煤矿社会经济高度依赖奥灰水,其易损性高.（3）含水层破坏风险是可利用地下水资源量减少、生态环境恶化、社会经济负面影响及其长期效应的综合表达,洪山煤矿关闭后奥灰水遭受破坏的风险高.      

鄂尔多斯盆地多级次地下水流系统中硝酸盐分布特征及其成因

水资源短缺的鄂尔多斯盆地内地下水遭受硝酸盐（NO₃-）污染等问题日益突出，识别盆地不同地下水流系统的NO₃-分布规律及其成因，对地下水资源的合理利用与保护具有重要意义。选取鄂尔多斯盆地北部湖泊集中区白垩系地下水系统为研究对象，基于水化学和聚类-主成分分析划分地下水流系统级次，在此基础上对比分析不同级次地下水流系统中NO₃-分布特征，综合水化学和环境同位素分析识别多级次地下水流系统中NO₃-来源及其潜在过程。研究表明:研究区ρ（NO₃-）超出地下水质量标准（GB/T 14848-2017）Ⅲ类水标准的地下水样品集中在局部-中间地下水流系统，其超标率达到28%；区域地下水流系统中ρ（NO₃-）均值约为1 mg/L。研究区不同级次地下水流系统中ρ（NO₃-）分布特征主要与人类活动影响程度有关，而地下水蒸发富集和反硝化衰减作用对ρ（NO₃-）的影响可以忽略。其中，局部-中间地下水流系统受到人类活动产生的污染影响显著，其NO₃-污染主要来源于无机铵肥和粪便污水等；区域地下水流系统可能尚未受到人类活动污染，其NO₃-来源于天然有机氮矿化。