海河流域中东部平原区深层地下水补给与释水机制探讨——兼谈深层地下水资源可利用性

通过对近30年以来海河流域中东部平原区深层地下水实际开发利用状况的分析,阐明了深层地下水资源实际利用的特殊性;从深层地下水的自然属性出发,通过对深层地下水补给与释水机制及其开采过程中激发释水效应的剖析,揭示了深层地下水自然释水和开采条件下释水的规律,提出了便于实际应用的广义“深层地下水释水”理念。在此基础上,论证了深层地下水储量资源的可利用性。     

北京永定河流域地下水氢氧同位素研究及环境意义

利用氢氧同位素方法对北京地区永定河流域地下水状况及补给运移规律进行了研究。在系统采集了不同地点、不同深度的地下水样品的基础上,分析测试样品的δD、δ^18O、T。通过分析研究成果资料,初步判断出本区地下水的状况及补给运移规律：浅层地下水主要以近10a左右的“新水”为主,而且其主要补给方式是地表大气降水的垂直入渗补给;中深层地下水普遍混有“新水”,且新水比例有增大趋势;深层地下水基本以50a以上“老水”为主,但局部已混有“新水”。本区地下水的状况反映出浅层水补给深层水的越流现象普遍,这会引起深层地下水水质下降。由此可见,本区地下水水资源由于人工不合理的开采利用,状况不容乐观。     

关于河北平原区深层地下水资源属性的探讨

以河北平原为例,采用同位素、地下水资源评价和地下水水位动态3种思路分析了深层地下水资源属性。根据实测地面沉降量反求深层地下水储存资源量的构成,确定了在以往的深层地下水资源计算时储存资源量少计算了32.77%,弹性释放系数比以往的数据大;根据深层地下水动态特征,分析认为深层地下水资源在同一水文年内可以得到部分恢复,在深层地下水降落漏斗区地下水循环速率将加大,并根据沉积学的观点,认为河北平原含水层在各期古河道带交叉重叠部位或在重叠部位附近可能是连通的,浅层地下水可以沿着各期古河道带沉积的砂性土构成的含水层向下补给深层地下水,其补给量远大于通过巨厚的黏性土层向深层地下水的越流补给。     

海河流域地下水资源演变现状与可持续利用前景

本文在客观评价海河流域平原区地下水资源现状的基础上，揭示了海河流域地下水系统与人类活动之间相互作用和响应的规律，并立足维持现状开采和补给条件下警告性预测了海河流域平原区地下水资源可持续利用阈值及其恢复时限性。     

黑河流域地下水同位素年龄及可更新能力研究

通过对黑河流域地下水的放射性同位素如氚(T)和¹⁴C的测定, 对该流域浅层和深层地下水的年龄以及其更新速率进行了估算. 结果表明: 整体上看, 从黑河流域的上游、中游至下游, 浅层和深层地下水年龄逐渐增加, 地下水更新速率也逐渐增大. 其中, 黑河上游浅层和深层地下水平均更新速率分别为1.96%·a^-1和1.76%·a^-1, 可更新能力最强; 中游浅层和深层地下水平均更新速率为1.25%·a^-1和0.68%·a^-1, 可更新能力次之; 下游浅层和深层地下水平均更新速率分别为0.74%·a^-1和0.18%·a^-1, 可更新能力最差. 黑河流域不同地带地下水由于循环条件的不同, 浅层和深层地下水年龄存在较大的差异. 其中, 中游山前平原补给条件较好, 浅层和深层地下水年龄较小; 中、下游远离河道地区浅层和深层地下水补给条件差, 显示了更老的年龄. 黑河流域埋深40 m以上的浅层地下水平均更新速率(1.13%·a^-1)高于埋深40~100 m之间的中层地下水(0.65%·a^-1)以及埋深100 m以下深层地下水(0.55%·a^-1). 因此, 在黑河流域地下水开发过程中要合理开发浅层地下水, 适当缩减开发深层地下水.     

矿区流域不同水体同位素时空特征及水循环指示意义

为了探究平朔矿区所在流域不同水体同位素的时空变化规律,揭示采煤活动下区域水循环规律,于2020年8月和12月对流域内地表水、地下水和矿井水进行采样,测试样品的D和¹⁸O同位素组成,并利用贝叶斯混合模型MixSIAR计算了矿井水不同来源的贡献率。结果表明：(1)地表水和矿井水δD和δ¹⁸O夏季较冬季高;地下水δD和δ¹⁸O季节差异不明显。地表水氢氧同位素值沿程呈增加趋势,但局部受到矿井水的补给,出现贫化;地下水氢氧同位素值沿径流方向呈逐渐增加趋势。(2)采煤区氢氧同位素值较非采煤区明显增加。受季节效应影响,在空间分布上8月浅层地下水氢氧同位素高值区域较12月明显增多。(3)δ¹⁸O与δD关系图表明,地表水在接受大气降水的补给之后受到了蒸发分馏作用的影响;浅层地下水的补给源较复杂,深层地下水由于采煤形成的导水裂隙带受到了浅层地下水和地表水的补给;矿井水受地表水、浅层地下水和深层地下水的补给。(4) MixSIAR模型揭示出深层地下水是矿井水的主要补给来源,占61.60%～67.20%,且补给比例冬季大于...     

黑河下游额济纳盆地深层地下水来源的探讨

本文作者在额济纳盆地进行了长达3年的研究,获得了大量盆地地下水资料和水化学、同位素分析数据,在此基础上,利用水化学和环境同位素示踪技术,结合盆地水文地质条件,对盆地深层地下水的补给来源和循环特征进行了探讨.水化学和同位素结果显示,黑河流域深层地下水补给来源具有多源性,主要为核爆前形成的“老水”,水循环缓慢.在进行流域水资源开发时,对深层地下水的利用一定要慎重.     

基于锶和氢氧同位素的敦煌盆地地下水演化与补给分析

应用锶和氢氧同位素分析了敦煌盆地地下水补给来源与浅层地下水更新能力和演化过程。结果表明：敦煌盆地浅层地下水源于疏勒河、党河的入渗补给和祁连山雪山融水侧向补给,深层地下水源于前期的雪山融水补给;浅层地下水更新能力相对较强,深层地下水更新能力中等;浅层地下水中⁸⁷Sr/⁸⁶Sr均介于0.708～0.716之间,地下水中化学成分的演化既受到碳酸盐岩、硫酸盐岩溶滤作用的影响,又受到硅酸盐岩溶滤作用的影响。该区域水资源保护和可持续发展利用提供理论依据。     

河北省邯郸、邢台东部四县地下水越流问题的同位素分析

深层地下水的属性、深浅层地下水的水力联系(越流)是水文地质工作者一直研究和争论的问题。在对邯郸、邢台东部四县深、浅层地下水的氢、氧同位素样品的采集与测试中,发现该区地下水中氚同位素含量较高(15～30 TU,最高达51.1 TU)。本文利用区域大气降水中氚同位素衰减规律与特征,结合研究区地下水的水位和水质动态特征、含水层及隔水层的岩性特征,对特定水文地质条件下浅层地下水向深层地下水越流的可能性进行了分析研究,认为:本区存在浅层地下水越流至深层地下水的可能,在深层地下水中出现的高氚含量是其重要的证据。     

海河流域平源浅层地下水消耗与可持续利用

通过对海河流域平原区地下水储量消耗过程、空间分布及机理研究，揭示了区内地下水系统与相邻层圈之间之分通量因人为活动影响而发生剧变的规律，并在现状开采与补给条件下警告性预测了地下水资源可持续利用前景。     

同位素水化学指示的新疆孔雀河流域地下水与地表水关系

地下水是孔雀河流域农业灌溉的主要水源之一,其对本地区经济发展的支撑作用日益增强.为实现孔雀河流域水资源合理开发和生态保护,采用环境同位素和水化学方法,研究了孔雀河流域地下水与地表水关系.结果表明:地下水的主要补给来源为河水.含水层成因类型和现代河道分布共同控制着孔雀河流域地下咸淡水的空间分布格局;氢氧稳定同位素对不同水...     

西北内陆张掖盆地地下水温度变化特征及其指示意义

通过西北内陆张掖盆地地下水温度变化特征研究表明:最近20年(1990-2009)研究区内潜水和承压水温度分别下降了0.78℃和1.17℃,与气温升高导致山区冰雪融水和降水量增加有关;同时,人类开采取用地下水强度增大使得研究区内潜水和承压水温度变化趋势近同.盆地平原区地下水温度变化与山区气温和降水量变化成反比关系,即山区...     

海河流域地下水资源特征和开发利用潜力

海河流域水资源严重短缺,地下水长期超采是制约社会经济可持续发展的主要瓶颈.开展流域地下水资源及开发利用潜力研究,对支撑服务地下水超采治理、地下水资源可持续利用和生态环境保护都具有重要意义.经系统评价,海河流域天然资源量252.99×108 m3,生态水位约束条件下的浅层地下水开采资源量172.98×108 m3,可更新...     

豫北平原浅层地下水资源可持续开发利用

豫北平原隶属黄河、海河两大流域,在平原区松散岩类中蕴藏着较丰富的地下水.随着工农业和城市化的发展,地下水资源的开发利用程度在逐步升高,合理地开发利用地下水资源的重要性日趋显著.主要论述了浅层含水岩组的特征、水动力条件、开发利用现状及与地下水开采相关的环境地质问题.分析了天然资源量的组成,说明了可采资源量的计算方法,指出有开采潜力区和超采区的分布.针对所存在的问题,提出了浅层地下水资源可持续开发利用的措施.     

中国地下水资源演变趋势及影响因素分析

中国地下水资源发生了显著变化,全面摸清地下水资源演变趋势及其影响因素是治理和管理地下水资源的基础。基于全国水资源调查评价、中国水资源公报等资料,对中国60余年来地下水资源的演变规律与影响因素进行了系统分析。结果表明:全国地下水资源量总体稳定,但区域演变趋势差异明显,海河区、辽河区、黄河区呈明显衰减态势;地下水补给结构发生重大变化,由自然补给演变为自然与人工补给并存的模式;地下水排泄结构发生巨大变异,由天然排泄逐渐演变为以人工排泄为主。海河区、松花江区、黄河区、西北诸河区等区域地下水补给排泄关系严重失衡,超采问题突出;降水变化、下垫面条件改变、人类活动干扰是地下水资源变化的主要原因。     

中国地下水资源演变趋势及影响因素分析

中国地下水资源发生了显著变化,全面摸清地下水资源演变趋势及其影响因素是治理和管理地下水资源的基础。基于全国水资源调查评价、中国水资源公报等资料,对中国60余年来地下水资源的演变规律与影响因素进行了系统分析。结果表明：全国地下水资源量总体稳定,但区域演变趋势差异明显,海河区、辽河区、黄河区呈明显衰减态势;地下水补给结构发生重大变化,由自然补给演变为自然与人工补给并存的模式;地下水排泄结构发生巨大变异,由天然排泄逐渐演变为以人工排泄为主。海河区、松花江区、黄河区、西北诸河区等区域地下水补给排泄关系严重失衡,超采问题突出;降水变化、下垫面条件改变、人类活动干扰是地下水资源变化的主要原因。     

黑河流域水循环过程中地下水同位素特征及补给效应

通过环境同位素及其Tamers、IAEA模型应用研究表明,黑河流域水循环过程中地下水同位素特征与补给源属性和数量密切相关,具有非均一性;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,下游区依赖中游区河水下泄状况,蒸发特征明显。东部同位素较新且地下水更新较快,西部同位素较老且地下水更新较慢;祁连山前戈壁带地下水同位素与山区河水相近,细土平原带地下水补给河水;高台一带受酒泉低氚值地下水补给影响而河水和地下水氚值都偏低;近河道带地下水年龄较新,远离河道则较老。因此,充分利用地下水与地表水之间转化规律,联合优化调控,有利于该区地下水资源可持续利用。     

海河流域平原浅层地下水消耗与可持续利用

通过对海河流域平原区地下水储量消耗过程、空间分布及机理研究,揭示了区内地下水系统与相邻层圈之间水分通量因人为活动影响而发生剧变的规律,并在现状开采与补给条件下警告性预测了地下水资源可持续利用前景.     

“三滩”傍河水源地地下水水位降落漏斗区水质演化

本文在1987～2006年兰州断陷盆地典型水源地地下水环境监测资料基础上,通过2007年10月环境地质补充调查采集地下水样品11组、地表水1组,综合分析了断陷盆地地下水集中开采区浅层地下水水化学特征及时空分布规律,以及黄河条带状为补给区的地下水与开采降落漏斗的水质演变关系。根据多年开采过程中地下水水化学成分的变化及影响因素,阐明了水化学组分与地下水位的密切关系;利用开采量水质时空变化对比资料,得出地下水位下降排泄区与傍河区地下水存在的水力联系。依据本次环境地质调查结果和水样实测数据,进一步论证了傍河区地下水受黄河激发补给因素控制的结论。