云南省地下水资源潜力评价现状与问题分析

在系统梳理云南省地下水资源调查评价和开发利用历史与现状的基础上，阐述了地下水资源潜力评价方法及结果，云南省县级以上城市所在的山间盆地地下水开采利用率大多达30.32%~51.49%，广大山区为9.63%~30.00%，现状地下水资源潜力为134.48×108 m3?a-1。目前基础性的水文地质调查研究程度为普查阶段，在滇西北、滇西地区还有大面积的空白区，故全省性及区域性的地下水资源潜力评价成果只达到推断及预测的精度，此次系统地分析了其中存在的主要问题为对水资源及环境系统认识不清、评价内容和标准不全、水质水量动态监测预报不足等，并提出了解决问题的对策。      

内蒙古河套平原浅层高铁高氟地下水分布与成因

为了查明内蒙古河套平原高铁高氟地下水的分布与形成原因,通过实地调查、监测、资料分析和试验测试等方法手段,详细研究了地下水中铁、氟的分布、地球化学特征及其来源。结果表明:高铁水主要分布在平原中部的冲湖积平原,地势低洼和地下水的排泄地带含量最高;高氟水主要以条带状分布在山前的冲洪积扇地带;在调查研究区12510.83 km2的范围内,深度在10~40 m的浅层地下水中,分布有高铁水9310.66 km2,高氟水2308.35 km2,分别占调查研究区总面积的74.40%和18.45%;研究认为,河套平原高铁高氟地下水的形成主要是由自然地质环境所致,是不同地质环境条件下环境水文地球化学作用的结果;地下水中的铁主要来源于由黄河携带来的大量的第四系沉积物,而溶出的主要原因是地下氧化还原条件的变化;地下水中的氟主要来源于平原周边的山区,气候、地质构造、水文地质和水化学条件是氟富集的主要因素;研究表明河套平原高铁水与高氟水不存在正相关关系。     

北京市平原区地下水分层质量评价

本文提出了一套基于ArcGIS平台的区域地下水水质评价方法,实现了单因子指标质量评价和多因子综合质量评价。方法不仅能够批量处理地下水水样和地下水质量评价结果的网格化成图,并且保留了以往容易被忽略的水质"极差点"。最后应用该方法对来自于北京市平原区1 035眼水井中的丰、枯水期近3 000余个水质数据进行了评价,结果表明平原区单因子超标的主要有总硬度、溶解性总固体、锰、氨氮、铁、氟、硝酸盐、亚硝酸盐。北京平原区地下水由浅层到中层再到深层,水质越来越好,其超III类水的面积分别为3 649 km2、2 258 km2和737 km2。区域评价结果表明,平原区地下水丰水期的水质普遍略差于其枯水期水质。     

滹沱河地下水库建设条件分析

对滹沱河地下水库建设条件进行了分析,得出如下结论:滹沱河地下水库边界为一近封闭的边界,库容量达10.04×108 m3,滹沱河河床可作为地下水库天然渗漏场。通过入渗试验得出,在动水条件下,单位河长稳定入渗量为29.18×104 m3/km.d(平均河道宽度222m),入渗速率1.31×104 m3/m2.d,垂直入渗系数31.62m/d,入渗水对地下水的补给系数为0.91。利用库区原有的取水设施年开采能力可达2.19×108m3。根据预测结果,2020、2030年在不同的保证率下,尚有盈余水量进行地下水库的调蓄,且调蓄水源的水质对地下水水质影响不大。     

湖南龙山洗洛地区岩溶地下水开发前景探讨

解决水资源紧缺、水资源持续开发利用的研究向来备受关注。本文在干旱缺水问题十分突出的湖南省龙山县,对其东侧约7 km的洗洛地区进行了综合水文地质勘查工作,以期探讨其岩溶地下水的开发前景。研究查明了该地区的水文地质条件及富水规律;认为洗洛岩溶槽谷发育区至少含两层岩溶地下水,地下水综合开采条件良好,最枯单孔涌水量1 889.57 m3/d。洗洛地区有望成为一岩溶地下水可采量3～5×104m3/d的中至大型水源地,可解决约10万人的饮水困难。     

Evaluation of groundwater quality in coastal areas: implications for sustainable agriculture

Seawater intrusion is a problem in the coastal areas of Korea. Most productive agricultural fields are in the western and southern coastal areas of the country where irrigation predominantly relies on groundwater. Seawater intrusion has affected agricultural productivity. To evaluate progressive encroachment of saline water, the Korean government established a seawater intrusion monitoring well network, especially in the western and southern part of the peninsula. Automatic water levels and EC monitoring and periodic chemical analysis of groundwater help track salinization. Salinization of fresh groundwater is highly associated with groundwater withdrawal. A large proportion of the groundwaters are classified as Na–Cl and Ca–Cl types. The Na–Cl types represent effects of seawater intrusion. The highest EC level was over 1.6 km inland and high Cl values were observed up to 1.2 km inland. Lower ratios of Na/Cl and SO₄/Cl than seawater values indicate the seawater encroachment. A linear relation between Na and Cl represents simple mixing of the fresh groundwater with the seawater. The saline Na–Cl typed groundwaters showed Br/Cl ratios similar to or less than seawater values. The Ca–HCO₃ type groundwaters had the highest Br/Cl ratios. Substantial proportions of the groundwaters showed potential for salinity and should be better managed for sustainable agriculture.     

柳林泉域滞流区岩溶水的热源及其Na+、Cl-来源探讨

柳林泉域滞流区岩溶水以高温、高Na+和Cl-浓度为主要特征。文章在区域地质及水文地质条件分析基础上,采用化学计量学原理,判断了该区岩溶水的热源及Na+和Cl-的来源。结果显示:在泉域的补给区、径流区和排泄区的上青龙、龙门会、杨家港和寨东泉组,岩溶水中的Na+和Cl-主要来源于岩盐的溶解,其中多余的Na+可能来自于阳离子交换、黄土中含Na+矿物的溶解及城市污水的排放;滞流区和排泄区的刘家疙瘩泉组岩溶水中高浓度的Na+和Cl-也主要来自于岩盐的溶解,而多余的Cl-可能由岩溶水中的Na+交换吸附介质中的Ca2+或Mg2+所致。西部滞流区岩溶水的热源主要包括地温梯度增热、当地正常地温、岩石中放射性元素产热和石膏的溶解放热,其贡献率分别为45%、28%、20%和7%。      

基于遥感技术估算藏东南山区地下水径流模数方法

如何科学评估野外场地条件下的地下水径流模数对于满足工程水文地质需求具有重要应用价值.结合现场调查、遥感解译和气象水文观测等技术手段,通过建立线性回归模型,开展了帕隆藏布流域场地条件下的地下水径流模数估算研究.结果表明:研究区具有典型的季节性积雪融雪规律.冬季积雪在夏季大量融化产流,作为地下水的一个额外补给源.去除融雪产流对径流模数影响后,研究区岩浆岩裂隙型、变质岩裂隙型、碎屑岩裂隙型、碳酸盐岩-碎屑岩裂隙溶隙型含水介质地下水径流模数分别在1.081~2.792 L/s·km2、1.833~3.225 L/s·km2、1.128~2.889 L/s·km2、3.455~3.879 L/s·km2之间.估算结果显示本文所建立的地下水径流估算模型可作为藏东南地区及类似条件区域地下水径流模数估算新方法,为雅鲁藏布江下游梯级开发等大型基础工程提供重要的水文地质参数支撑.      

Using time series analysis to assess tidal effect on coastal groundwater level in Southern Laizhou Bay,China

Sea water intrusion is an environmental problem cause by the irrational exploitation of coastal groundwater resources and has attracted the attention of many coastal countries. In this study, we used time series monitoring data of groundwater levels and tidal waves to analyze the influence of tide flow on groundwater dynamics in the southern Laizhou Bay. The auto-correlation and cross-correlation coefficients between groundwater level and tidal wave level were calculated specifically to measure the boundary conditions along the coastline. In addition, spectrum analysis was employed to assess the periodicity and hysteresis of various tide and groundwater level fluctuations. The results of time series analysis show that groundwater level fluctuation is noticeably influenced by tides, but the influence is limited to a certain distance and cannot reach the saltwater-freshwater interface in the southern Laizhou Bay. There are three main periodic components of groundwater level in tidal effect range (i.e. 23.804 h, 12.500 h and 12.046 h), the pattern of which is the same as the tides. The affected groundwater level fluctuations lag behind the tides. The dynamic analysis of groundwater indicates that the coastal aquifer has a hydraulic connection with seawater but not in a direct way. Owing to the existence of the groundwater mound between the salty groundwater (brine) and fresh groundwater, the maximum influencing distance of the tide on the groundwater is 8.85 km. Considering that the fresh-saline groundwater interface is about 30 km away from the coastline, modern seawater has a limited contribution to sea-salt water intrusion in Laizhou Bay. The results of this study are expected to provide a reference for the study on sea water intrusion.     

三江平原地下水流场演化趋势及影响因素

近年来,三江平原部分区域地下水位呈持续下降的态势,引起广大学者和相关部门的高度关注,为了查明三江平原地下水流场时空演化规律,揭示其主要影响因素,以三江平原1980年72组及2019、2020年同期1 092组地下水位统测数据和44组国家地下水监测数据为基础,应用ArcGIS插值分析、栅格代数运算、对比分析等方法,查明了三江平原地下水流场时空演化特征,阐明了不同影响因素对地下水流场演化的控制作用。结果表明:与1980年相比,三江平原地下水位整体呈下降趋势。西部平原区地下水位累计降幅1～5 m的区域面积2.6×104 km2;东部建三江垦区累计降幅大于5 m的区域面积为1.17×104 km2,其中,累计降幅大于10 m的区域面积为3 400 km2,地下水位年均降幅约0.29 m。地下水开采引起地下水流场变化,“西砂、东黏”的水文地质条件促使区域地下水降幅的时空演化差异;水田种植规模的不断扩大引起地下水超采,浅地表黏土层阻挡降水入渗补给,地下水无法实现以丰补欠自平衡,造成了建三江垦区地下水位的持续下降。本研究成果为进一步查清三江平原地下水变化规律和现状特征奠定了基础,为科学指导地下水资源合理开发利用和管理提供了技术支持。     

城市化对呼和浩特市潜水补给影响研究

城市化对地下水补给的影响已严重干扰了区域地下水均衡,引发了各种生态环境问题。在呼和浩特市自然地理及水文地质调查的基础上,运用GIS并结合地下水均衡计算的方法,探究城区扩张下以呼和浩特市为中心的研究区潜水补给量的变化。结果表明：从1986—2014年,研究区城镇面积扩大了约358倍。在城市化引起的地下水开采量增大、土地利用方式改变、景观河改造等因素影响下,研究区潜水疏干面积从119 1 km2扩大到10476 km2,年侧向补给量减少9 06115×104 m3;降水入渗补给量减少84385×104 m3;农灌水回渗补给量减少27944×104m3;河道渗漏补给量减少8638×104m3;城市供水管网漏失入渗量增加1 752×104m3。对比1986年和2014年,研究区潜水补给量从13 22501×104 m3减少至4 70703×104 m3,减少了644%,其中减少比例最大的是侧向补给量和降水入渗补给量。城市化使呼和浩特市潜水补给量大大缩减,迫切需要合理规划城市发展和地下水资源开采。     

Seawater Intrusion in the Longkou-Laizhou Area, Shandong

The extensive intrusion (covering an area of 83.7-238.3 km~2 and accounting for 18.6-31.5% of the total area of the plain), the presence of a transitional zone 1.5-6.0 km in width, and the interconnection in distribution between the seawater intrusion district and the region lower than the sea level caused by the strong drop of the groundwater level are major characteristics of the seawater intrusion in the study area. Cation exchange played an important role during the formation of chemical composition of the groundwater in the seawater intrusion district.     

鄂尔多斯浩勒报吉水源地开采地下水的环境影响分析

干旱半干旱区的地下水开发利用容易对原本脆弱的生态环境造成不利影响。内蒙古鄂尔多斯市浩勒报吉水源地属于半干旱区的地下水水源地。2009—2014年间,该水源地为满足工业供水需求开采地下水6.0×104~7.3×104 m3/d,产生了负面的生态环境后果。为核查环境变化与地下水开采的确切关系,调查分析了2004—2016年气象条件、地下水开采历程、地下水位、湖泊面积和植被指数的变化特征,建立定量指标进行了地下水开采的环境影响判别。结果表明,在2008—2014年期间,距开采区中心10 km范围的地下水位普遍下降1 m以上,奎生淖和敖各窖淖2个湖泊的面积萎缩约30%,水源地的植被指数对气候条件变化的敏感性增强。该水源地以往论证得到的可开采量偏大,应考虑生态环境约束将开采规模控制在3×104 m3/d以下。     

山西太原晋祠—兰村泉水复流的岩溶水文地质条件新认识

晋祠泉和兰村泉是山西著名的岩溶大泉,受自然条件变化和人类活动的影响,两个泉于20世纪末相继断流。针对山西省政府提出的要使晋祠、兰村泉水复流的生态修复目标任务,文章在泉域水文地质调查基础上,就泉水复流密切相关的四个关键性岩溶水文地质条件问题开展研究并提出了新认识。核实了目前划定的晋祠—兰村泉域边界,依据最新资料对现行的晋祠、兰村泉域边界提出了7处修正,修改后晋祠泉域面积由2 030 km2变为2 713 km2,兰村泉域面积由2 500 km2变为2 614 km2。汾河二库在蓄水后库区的主体部分划归到晋祠泉域而非兰村泉域,其渗漏补给是造成近年来晋祠泉域区域岩溶地下水位大幅回升的主要原因。确定了晋祠泉域内盘道—马家山断裂带是一个岩溶水强富水带,也是岩溶地下水从北部中、上寒武统含水岩组向南部中奥陶统含水岩组的转换带。圈定了晋祠泉域:玉门河南峪村—杜儿平煤矿东侧—官地矿与白家庄矿交界处—龙山—明仙村东—晋祠泉的岩溶地下水强径流带。这些认识是开展晋祠—兰村泉域岩溶地下水资源评价、地下水开发管理和保护的基础,更是制定晋祠、兰村泉水复流方案的重要依据。     

新疆天山北麓中段孔隙水水化学特征及苏打水的成因

天山北麓中段受构造控制,水文地质条件较为复杂.研究孔隙水水化学特征及苏打水（NaHCO₃型）形成机制对了解天山北麓中段地下水水文地球化学过程与地质条件之间的联系具有重要意义.基于新疆天山北麓中段平原区209组地下水水样,结合地质条件,采用半变异函数模型、绝对主成分得分多元线性回归模型（PCA/APCS-MLR）剖析了潜水和承压水中水化学类型空间分布特征、地下水化学组分源贡献率、苏打水形成的地质条件控制因素以及水文地球化学作用.结果表明:山前倾斜平原潜水、冲积平原潜水和承压水分别以Na₂SO₄、NaHCO₃和Na₂SO₄型水为主,其中苏打水分别占总水样的7.18%、14.83%、6.22%.承压水中Na+、HCO₃-、TDS空间自相关性较强,潜水中Na+、HCO₃-、TDS空间自相关性较弱,当水中TDS < 1 000 mg/L时更有利于NaHCO₃型水的形成.溶滤-富集因子（F1）、外界输入因子（F2）、原生地质因子（F3）和地质环境因子（F4）对地下水中水化学指标的平均贡献率分别为29.44%、15.99%、7.70%和6.71%.苏打水形成过程不仅受控于矿物溶滤、阳离子交换、混合作用和脱硫酸作用等多种水文地球化学作用,还受到地质环境、地质构造及水文地质条件的影响.      

城市扩张下的北京平原区降雨入渗补给量变化

结合WetSpass模型与地理信息系统(geographic information system,GIS)、遥感(remote sense,RS)技术分析了城市扩张引起的土地利用类型变化对北京平原区降水入渗补给量的影响.在估算出1982年和2007年降水入渗补给量的基础上,将2007年土地利用类型还原成1982年的情景重新估算,利用转移矩阵分析两年土地利用类型的相互转化关系,同时,基于GIS空间数据统计功能,计算出不同土地利用类型下的地下水补给量.结果表明,1982年至2007年,研究区内水浇地减少874 km2,其中517 km2转变为城镇建设用地.相对于1982年,2007年城镇建设用地扩张了831 km2,区内降水入渗补给量减少约3 000万m3.研究成果可以为北京平原区的地下水资源保护及土地资源配置提供较为科学的参考.      

基于水化学、同位素特征的济南岩溶地下水补给来源研究

文章利用水化学、2H、18O同位素、87Sr/86Sr比值、13C和14C同位素对济南岩溶地下水补给来源、地热水补给来源进行研究。结果表明,岩溶冷水水化学类型以HCO3-Ca、HCO3·SO4-Ca型为主、地热水以SO4-Ca型为主。在旱季,间接补给区对泉群地下水补给比率在66.00%~73.58%之间,直接补给区仅占到26.42%~34.00%,旱季泉水的主要来源为间接补给区岩溶地下水。地热水受到了更新世以来的降水补给,是不同时期降水补给所形成的混合地下水,接受补给区域应为高程较高的张夏或者炒米店-三山子组地层,补给高程在350~550 m之间。      

Groundwater calcrete deposits in Australia some observations from Western Australia

Groundwater calcretes are a non‐pedogenic form of calcrete occurring in broad fossil drainage systems. In Australia, they only occur north of about latitude 30°S and their formation requires arid conditions with very high potential evaporation as well as the periodic recharge of groundwater systems. They are linear, tabular limestone bodies, averaging about 10 m thick, occurring at or close to the surface and forming gentle mounds. The most extensive are located in the centre of the zone of distribution, where the climatic conditions are optimal, and are of the order of 100 km by 10 km. Some groundwater calcretes are fossil and strongly dissected, others are modern and still in process of formation.

A model of carbonate precepitation below the water table, i.e. in the phreatic zone, resulting in continuous calcrete growth, accounts for their morphology, their textures and the apparently inverted stratigraphy suggested by carbon‐14 dating. In areas of maximum growth, small anticlines develop which have structures engendered by both shear and concentric folding due to upward growth pressure.     

Major Ion Chemistry in a Freshwater Coastal Lagoon from Southern Brazil (Mangueira Lagoon): Influence of Groundwater Inputs

This paper characterizes major ion distributions and investigates whether groundwater exerts a major control on the chemical functioning of Mangueira Lagoon, a large (90 km long), shallow (∼4–5 m deep), and fresh coastal lagoon in southern Brazil. Water volumes equivalent to ∼80% of the total annual input are used in the summer for irrigating nearby rice plantations, the most important regional economic activity. While Na⁺ and Cl⁻ are the major ions in local groundwater, Na⁺ and HCO₃⁻ are the most enriched ions in lagoon water. The ion concentrations measured in Mangueira Lagoon were homogeneous, except for a few samples affected by rainwater and groundwater inputs. A shore-normal transect starting at the pump house of a rice irrigation canal indicated strong groundwater input at this canal. In spite of the small volume contribution (∼2% of precipitation), groundwater discharge accounts for 50–70% of major ion inputs into the lagoon, with ∼70% of the groundwater inputs being anthropogenically derived (e.g., from the rice irrigation canals). This may have serious implications for the management of the coastal water resources from Mangueira Lagoon and other similar areas as groundwater associated with agricultural systems may be contaminated by fertilizers and pesticides. The results imply that groundwater should not be neglected in dissolved species’ budgets even when its volume contribution is small.     

陕北能源化工基地烧变岩的分布特征及其水文地质意义

在分析陕北能源基地烧变岩岩性特征及形成条件的基础上,归纳叙述了烧变岩的分布规律和烧变岩分布区的水文地质特征、地下水形成条件,并简要论述了烧变岩的富水性及其水文地质意义.烧变岩主要分布在秃尾河、窟野河及其支沟的两侧,呈条带状展布,长度十到几十千米,宽度一般1～2 km,分布面积近700km2.烧变岩裂隙、孔洞发育,十分有利于上部萨拉乌苏组殚地下水的越流补给,通常以大泉的形式排泄于近沟脑的部位,流量、水质稳定;或于烧变岩底部盆形构造区富集,利用烧变岩地下水可缓解近期能源基地供水紧张的局面.