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。     

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。     

农业种植规模与降水量变化对农用地下水开采量影响识别

以石家庄平原区作为研究区域,运用相关分析及回归分析阐明农用地下水开采量与降水量及小麦—玉米种植规模之间的关系。降水量与农用地下水开采量之间的相关系数较小,但作为农作物需水的重要水源,降水量通过影响农业地下水开采强度影响地下水开采总量。农业地下水开采强度在丰水年时明显减小,在枯水年时明显增大。小麦和玉米作为主要的耗水型作物,其种植面积与农用地下水开采量关系密切,随小麦—玉米种植面积的增加(减小),农用地下水开采量表现出明显的增加(减小)趋势。1981年之前,小麦—玉米种植面积每增加1×104 hm2,农用地下水开采量平均增加0.69×108 m3;1981年之后,小麦—玉米种植面积每增加1×104 hm2,农用地下水开采量增加0.23×108 m3。     

灰关联分析法和模糊综合评判法在水库水质评价中的应用

采用吉林省水环境监测中心2006年的水环境监测数据,选择其中具有代表性的七项指标作为评价因子,分别应用灰关联分析法和模糊综合评判法对石头口门水库的水质进行了综合评价,并详细介绍了两种评价方法评价的计算过程。结果表明,2006年水库的水质总体属于Ⅲ类,满足国家生活饮用水标准,但已受到一定程度污染,有必要提出污染防治和治理对策。     

半干旱半湿润地区土壤盐分平衡情势评价方法及应用

了解土壤盐分平衡情势对于预警土壤盐渍化和指导农业生态环境调控具有实际意义。从地下水、气候、土壤理化性质和土壤初始盐源状况四方面考虑,构建了半干旱半湿润地区土壤盐分平衡情势的评价指标体系;采用综合指数法,以环渤海低平原区为典型区进行了评价应用。评价结果表明：环渤海低平原区土壤盐分平衡情势“良”级区分布面积占总面积的0.8%,“中”级区26.8%,“差”级区58.9%,“劣”级区13.5%,总体维持土壤盐分平衡的能力较弱。通过效验,评级结果与实际情况基本吻合,证明了评价方法的适用性。     

华北平原地下水演化地史特征与时空差异性研究

近万年以来华北平原地下水演化经历了百年、千年尺度的早全新世增雨、中全新世多雨和晚全新世干旱频发过程, 地下水净补给与降水、蒸发及径流之间水分通量随之变化, 并且在时空上呈现明显的差异性。基于全新世以来华北平原浅部地下水循环演化过程中水量均衡, 280~350 mm年降水量是阈值。当小于该阈值时, 地下水系统呈现负均衡; 现阶段不是区域地下水净补给最少时期, 而是处于全新世多年平均水平。目前, 华北平原区域地下水位不断下降是人类耗用地下水的强度远超过自然水循环的更新能力所致, 急需规范人类用水行为。     

华北平原区域水资源特征与作物布局结构适应性研究

据野外调查、遥感和综合研究表明, 近50年来华北平原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农业开采量增加的速率。在1977年之前, 每增产10000t小麦和玉米, 多年平均实际开采量增加0.14?108 m3; 在1978年以来, 每增产10000t小麦和玉米, 多年平均实际开采量增加0.04?108 m3。以2001~2005年平均耗用地下水的开采强度(0.53 m3/kg)计算, 粮食增产促使地下水开采量平均每五年递增2.45×108 m3/a, 实际平均每五年少增加9.45×108 m3/a。降水量减小, 补给量变少, 开采量增大; 降水量增大, 补给量较多, 开采量减小。在连续枯(丰)水年份, 当年降水量减少(增加)10%时, 地下水系统水量减少7.98% (增加7.67%)。因此, 需要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。     

基于土壤水势变化的灌溉节水机理与调控阈值

大量试验结果表明,在农田灌溉过程中,土壤含水率及水势变化具有入渗排气、渗吸增能、吸脱水减能和缓慢脱水减能的阶段性特征。当土壤处于水分亏缺状态急需补充水分(土壤吸水)时,土壤水势梯度大于1.0 cmH2O/cm;当土壤水分得到充分补给达到过水(土壤含水率不变,且水通量不为零)状态时,土壤水势梯度等于1.0 cmH2O/cm;当土壤中水分过剩而处于脱水(流出大于流入水量)状态时,土壤水势梯度小于1 cmH2O/cm。由此,根据上述特征指导农田灌溉调控节水,其中土壤层下部(深度15~60 cm)的水势梯度等于或小于1.0 cmH2O/cm可作为监测及预警节水灌溉的阈值。     

河北省平原区农田粮食增产与灌溉节水对地下水开采量的影响

河北平原是中国粮食和蔬菜的主要产区之一,也是以地下水作为主要供给水源的地区。近50年来粮食持续大幅增产,驱动区内地下水开采量不断增大。在这一过程中,农田灌溉节水有效地缓解了粮食增产对地下水开采量增加的速率,拓展了在有限的可利用地下水资源条件下粮食增产的发展空间。在1977年之前,每增产10000t小麦和玉米,多年平均地下水实际开采量增加0.14×108m3,1978年以来,每增产10000t小麦和玉米,多年平均实际开采量只增加0.04×108m3。因此,大力发展抗旱节水作物,合理调控农业种植结构,是缓解河北平原农田区地下水超采状况的重要途径。     

北方城市应急供水水源地研究

伴随着水资源短缺和城市供水风险的加剧,城市应急供水水源地开发成为维持城市可持续发展的必要条件。本文首先阐述了应急供水的概念并对应急供水及应急供水水源地进行了分类,又在全面分析北方城市应急供水水源要求的基础上,提出城市应急供水论证策略,并以长春市东南饮马河中游地下水源地为例在水量、水质、取水方案、环境影响和经济可行性分析方面进行了城市应急供水应用分析。