论内陆干旱区依赖地下水的植被生态需水量研究关键科学问题

地下水资源在内陆干旱区具有重要的植被生态功能, 依赖地下水的植被生态系统的需水量是目前流域水资源综合管理的重要组成部分.在分析地下水资源生态功能研究进展的同时, 系统阐述了内陆干旱区依赖地下水的植被生态需水量研究的几个关键科学问题: ①依赖地下水的植被生态系统的识别方法; ②地下水对植被生态系统作用机制的分析; ③地下水关键属性安全界限的确定; ④地下水系统结构分析; ⑤生态用水配置方案的确定; ⑥区域尺度地下水-天然植被系统关系的概念模型.并逐一提出了这些问题的解决方案, 能够为干旱区植被生态系统保护和恢复提供思路, 也能够为水资源开发利用与以植被生态系统保护为中心的干旱区生态文明建设提供地学支撑.      

干旱区绿洲地下水位调控方法与模型研究进展

适宜的地下水位是干旱区绿洲健康稳定发展的基础。从地下水生态水位的调控机理、调控方法、调控模型和应用实践入手,综述了干旱区绿洲地下水生态水位调控的研究进展:地表水与地下水相互转化规律是干旱区绿洲地下水生态水位调控的理论基础,掌握人类活动强烈影响下的地表水与地下水的响应关系是关键;地下水的补给、排泄和开发利用是实现地下水位调控的三个主要途径,不同调控方法在作用环节、适用性及效果方面存在显著差异;基于不同的研究重点,目前形成了以水资源配置、水循环过程和生态过程为核心的三类调控模型;建议继续深化强人类活动影响下干旱区绿洲生态水文响应机理与演变规律研究,构建基于调控措施-循环转化-响应反馈的地下水生态水位调控体系。     

城市水生态管理问题分析

随着经济社会的发展,济南市水生态系统出现了一系列问题,如泉水景观萎缩、水资源量收支失衡、水环境污染、用水配置不合理等,针对这些水生态环境问题,提出了济南市水生态管理的一系列有效措施: 以地下水作为居民饮用水,合理使用黄河客水与其它地表水;把南部山区— — 地下水补给区建成水源涵养生态功能保护区; 在强污染负荷条件下,利用生态工程技术恢复稳定健康的水生态系统等。      

永定河北京段秋季生态补水对玉泉山 泉的补给效果探究

生态补水是恢复北方缺水河道地表水、地下水水力联系的重要方式。针对永定河（北京段）生态补水对玉泉山泉补给过程,采用六氟化硫（SF6）作为示踪剂和氘（D）、氧（18O）环境同位素分析方法,研究了生态补水条件下区域地表水、地下水转化规律。结果表明：（1）研究区存在沿断裂形成的强渗透带,生态补水沿渗透带对玉泉山泉地下水有显著补给作用,永定河河水补给玉泉山泉地下水有两条补给路径：一是沿永定河断裂后经强渗透带补给玉泉山,二是沿着永定河断裂带径流,顺八宝山断裂向北东方向过田村,最终补给玉泉山泉地下水;（2）区域地下水流速差异不大,两条路径的平均流速分别为3.38 km/d和2.96 km/d;(3)河水补给占玉泉山泉地下水总补给量的比例为18%。研究成果对于加强在人工补水河道地表水对地下水的补给过程中的水资源合理利用、高效补水以及水资源变化预测具有重要意义。     

西北典型内陆流域地下水与湿地生态系统协同演化机制

以生态输水为代表的湿地修复工程在西北内陆流域得到了广泛应用,生态输水情形下地下水与湿地植被的交互作用决定着湿地生态系统的演化过程。以西北典型内陆流域—石羊河流域青土湖湿地为研究区,基于地下水-湿地生态系统多要素一体化动态监测网络,结合稳定同位素和卫星遥感技术手段,分析生态输水情形下的地下水动态变化与湿地植被恢复情况,从水文地质角度揭示地下水与湿地生态系统的协同演化机制。结果显示:夏季末和秋季生态输水时,湖水补给地下水且土壤含水率增大,最大土壤含水率可达0.45 m³/m³;冬季湿地湖面和表层土壤冻结,湖水对地下水补给量减少,春季冻土和湖面消融导致地下水略有回升,同时增大土壤含水率;夏季在下次生态输水前湖面面积最小(湖面面积最小约为1 km²,地下水水位最大埋深为3.6 m),部分区域地下水补给湖水,此时表层土壤含水率也最低(最小土壤含水率为0.01 m³/m³);夏季末和秋季生态输水通过将生态水储存在地下水和土壤中进而作用于次年的植被恢复与生长,增大生态输水所形成的湖面面积有助...     

地下水对气候变化的敏感性研究进展

地下水是人类生活、生产、生态用水的重要水源。地下水含水层的补给及其开发利用是水资源可持续开发利用与管理的重要组成部分。浅层地下水的补给主要受制于气候变异与变化。气候变化影响研究从地表水扩展至地下水不仅有利于正确地评估可利用的淡水资源,而且对于改进气候模型,更完整的描写水文循环有重要的科学意义。自21世纪以来,欧美等国开始研究不同时空尺度的地下水补给的定量估算方法,并在气候变化对水资源影响的研究中,考虑了气候变化与人类活动对地下水补给的影响。目前在我国,无论对地下水观测资料的诊断分析,或对地下水补给模型的研制都尚属空白或起步阶段。本文对当前国际上研究地下水补给以及地下水对气候变化敏感性的研究现状予以综述,目的是为了推动我国关于气候变化对水资源影响的深入研究。     

2022年世界水日的呼唤——让不可见的地下水可见

生机勃发的三月,春雨与融雪正悄然渗入地表以下,缓慢形成不易察觉的地下潜流,唤醒滋润着大地万物。这种潜流就是地下水,它在我们的视线之外,往往被忽视,但其影响随处可见。地下水分布广、储量大、总体质量优良、可调节季节变化,是可靠的供水水源,是重要的生态环境要素,维持着河川基流,维系着生态系统健康。地下水与生活、生产、生态息息相关,需要加强对它的关注,让不可见的地下水变得“可见”,更好地服务经济社会发展和生态文明建设。     

试论永定河与北京市地下水的补给关系

一、前言中华人民共和国成立后,古老的北京成为人民的首都。从此她进入了一个新的建设时期,由于其迅速的发展,从速解决水源问题,是直接影响首都发展的重要问题之一。弄清北京市地下水的补给来源,是解决北京市地下水天然储量多少的最关键性的问题,亦是直接影响着首都长期开发和利用地下水源最根本的问题。因为地下水源的丰富和稳定与否,是与其中补给来源有密切的关系。因而讨论这个问题是非常重要和有意义的。     

张掖城市湿地的形成及其生态系统演化

湿地生态系统的形成一般应该具备三个条件：相对低洼平缓的地势、维持湿地生态的水源补给以及适宜的气候条件。新构造运动、水文地质条件、第四纪气候演变是张掖市北郊湿地形成的主要控制因素和影响因素。新构造运动及第四纪气候变化也使湿地生态系统涵养环境由地表水环境演变为地下水环境。     

新疆柴窝堡盆地地下水化学及稳定同位素研究

地下水是维持乌鲁木齐河流域社会经济发展和生态系统的最重要的水源,尤其是柴窝堡盆地因大量开采使得地下水水位下降、湖面萎缩,地下水系统动态特征发生了变化,所以研究区内地下水水流系统及其补径排关系对于深入研究盆地地下水流系统特征和合理开发利用地下水水资源能够提供重要的基础资料,尤其是对调整地下水资源的开采布局具有现实意义。本次研究主要以地质、水文地质背景资料为基础,结合地下水补给环境的差异,利用水化学和水的稳定同位素进行示踪研究,确定了柴窝堡盆地地下水的补给来源和排泄途径,区分出盆地排泄带不同点的补给区,包括东山、南山和西山补给区,对同一补给区又细分出不同的水流系统。     

奎屯河流域南洼地地下水补给特征分析

独山子石油化工基地第二水源地(简称二水源)位于新疆奎屯河流域南洼地,认识和掌握南洼地地下水补给特征是研究和评价独山子石化基地用水保障程度的重要基础。通过南洼地地下水和主要河流的水化学、环境同位素特征分析,对南洼地地下水的补给得到如下认识:二水源西北缘和中部主要接受奎屯河、小巴音沟水的补给,其东南缘主要接受乌兰布拉克沟和乔路特沟地表水的补给;就整个二水源来讲,奎屯河与小巴音沟的补给是主要的。     

干旱区内陆河流域的生态安全与生态需水量研究——兼谈塔里木河生态需水量问题

结合对干旱区生态安全和生态需水量关键科学问题的探讨,提出干旱内陆河流域生态脆弱区的生态安全分析是以水过程研究为核心的,水文过程控制着生态过程,对流域生态系统的稳定性有着直接影响,而水资源开发利用和水循环对生态系统功能有重要影响,天然植物恢复和生长的合理地下水位的研究是确立生态需水量的基础.并实证分析和计算了维系塔里木河生态安全的生态需水量,塔里木河干流现状生态需水量为31.74×108 m3,其中,上、中、下游分别为9.95×108 m3、18.47×108 m3和3.32×108 m3.     

江汉平原东部地区浅层地下水水化学特征

浅层地下水是江汉平原东部地区重要的供水水源,但面临着污染及天然水质异常等问题.基于水化学与氢氧同位素结果,并运用数理统计和因子分析等方法,查明了研究区浅层地下水的化学特征、控制过程以及影响因素.结果显示,浅层地下水的化学类型主要为HCO₃-Ca型;其中潜水中Ca2+和Mg2+含量与承压水接近,Fe、As和NH₄+含量低于承压水,而Cl-、SO₄2-、Mn和NO₃-含量高于承压水.浅层地下水主要为大气降水补给,其中潜水经历了一定程度的蒸发以及与地表水的混合.在影响浅层地下水化学特征的因素中,地质成因在总体上可能起主导作用;人类活动的输入显著地改变着潜水的化学特征,而浅层承压水则主要受径流过程中水-岩相互作用的影响.      

盘山县降水与地下水相关性研究

地下水是人类生产、生活的重要供给水源,降水入渗是地下水的主要补给来源,研究降水与地下水的关系,可为区域地下水补给、蓄存、利用的合理调度提供重要依据。根据盘山县已有的降水与地下水数据分析地下水潜水埋深与降水量之间的关系,对统筹安排、合理规划地下水的开发利用及地下水生态保护有着重要意义。     

地下水支撑生态系统研究综述

地下水支撑生态系统（GDEs）是指部分或全部依赖于地下水的生态系统,开展GDEs研究,不仅对于了解GDEs的生态水文特征和过程具有重要学术价值,而且对于保护地下水生态环境、促进地下水可持续利用具有重要的现实意义。通过GDEs的自然和人类活动影响因素、GDEs的类型划分与识别方法、GDEs的生态水文过程模拟等方面的综述,探讨了当前存在的问题,并对未来研究趋势进行了展望。综述认为,GDEs主要受气候变化和地下水利用的影响;GDEs的类型划分要方便野外调查和管理;GDEs的识别,要综合利用水文地质调查、"3S"技术和地下水动物取样分析的方法。建议今后GDEs生态水文过程的模拟要侧重于地表水和地下水的相互作用以及地下水对植被、溶质输移和热交换等方面的贡献大小的研究。     

Sr同位素在地下工程水文地质中的示踪意义——以锦屏一级水电站坝区地下水为例

天然水中的Sr同位素比值是环境地质、水文地质作用重要的示踪剂。研究地下水中的Sr同位素比值(87Sr/86Sr)能够较好的反映地下水的水岩相互作用。通过对研究区Sr同位素比值(87Sr/86Sr)的分析,能够在一定程度上说明研究区含水系统的地下水补给、径流、排泄特征。从而为地下工程的防治水措施及排水方案的设计提供可靠依据。本文以锦屏一级水电站坝区地下水为例,探讨了天然水中87Sr/86Sr的分布特征以及水文地质示踪意义。为坝区地下工程开挖的涌水问题中的涌水水源问题提供了较为可靠的依据。     

基于水化学和氢氧同位素的兴隆县地下水演化过程研究

地下水的补给来源及其水-岩作用过程研究对于识别地下水水化学成分的形成机制、合理开发利用和地下水污染防治具有重要意义。为了了解兴隆县地区地下水水质及其水源涵养条件,为区域地下水污染防治和饮用水源安全提供支持,论文基于兴隆县地下水的水化学和氢氧稳定同位素（δD和δ18O）特征,综合利用Gibbs图解、主要离子比值和统计分析方法,深入讨论了兴隆县地下水的水化学特征、补给来源和水文地球化学演化过程。研究结果表明,兴隆县地下水呈弱碱性,主要为HCO₃—Ca·Mg型水,总溶解固体（TDS）变化范围为52.2~556.8 mg/L,平均值为238.0 mg/L;地下水主要来源于大气降水补给,蒸发作用对地下水水化学组分的影响较小;区域地下水的水化学组分主要受碳酸盐岩组成矿物白云石和方解石的溶解-沉淀过程的控制,受上覆铝硅酸盐矿物水解影响不大;区域东部和南部地下水Sr2+含量较高,推测碳酸盐岩下伏侵入岩及古老变质岩分布对Sr2+富集有一定影响;地表水和地下水水力联系密切,部分区域地下水受人类活动影响,造成地下水NO₃-含量超过饮用水卫生标准限值。     

气候变化和人类活动对华北平原水资源影响分析

华北平原是我国粮食的重要产地.地下水资源是该地区的主要供水水源,在开采量增加和气候变化的影响下,水资源问题制约着该地区的发展.特别是近些年来降水量减少、气温呈上升趋势,使本来就少的水资源更削弱了补给资源.通过对降水、蒸发、地表径流、地下水流场变化、地下水资源的系列变化分析,认为降水量减少、气温升高、人类治水工程和开采地下水等因素是造成本地区水资源减少的重要原因.     

甘南黄河水源补给区生态补偿方式的选择

甘南黄河水源补给区生态环境日趋恶化,严重影响着黄河流域的生态安全,亟需建立健全生态补偿机制.作为生态补偿的关键环节,补偿方式尤其应该得到关注.在概括介绍国际上生态补偿项目补偿方式的基础上,利用问卷调查资料,分析了甘南黄河水源补给区农牧民对不同补偿方式的偏好、不同补偿方式对生态补偿项目持续性及农牧民生计能力的影响.结果表明:甘南黄河水源补给区的农牧民对现行退牧还草工程的补偿方式不太满意,大部分农牧民希望提供有助于能力建设的补偿方式.基于提高项目可持续性以及农户能力的设计理念,提出现阶段甘南黄河水源补给区生态补偿项目应选择能力补偿与现金/实物补偿相结合的补偿方式.     

干旱区绿洲地下水生态水位阈值研究进展

地下水生态水位是干旱区绿洲水资源管理、地下水保护和生态环境保护的关键指标.从地下水生态水位的概念、确定方法、阈值区间等方面入手,综述了干旱区绿洲地下水生态水位研究的重要进展及未来发展建议:(1)干旱区绿洲地下水生态水位存在显著的多功能性和尺度特征;(2)生态调查统计与分析、模型计算分析和遥感统计分析是确定地下水生态水位...