环形自然电场法和充电法在确定地下水流速和流向中的应用

在一定地质条件下,环形自然电场法和充电法是测量地下水流向和流速的快速、简便的方法。我们应用这两种方法在广东某地工程勘察中确定地下水流向和流速,取得了满意效果,查明了地下水径流分布规律。     

自动分离提纯系统的研制及其在同位素分析测试中的应用

传统自然流速层析柱法存在离子容易扩散、流速不可控等问题,而元素的自动分离提纯技术可以提高同位素分析效率,压缩在室内提纯化学元素所需的时间。为了降低这种扩散效应、缩短淋洗时间,本文研制了一种自动分离提纯系统,用于元素的自动分离、提纯。该系统由流体切换阀、柱塞泵、自动进样器等部件构成,所有部件与计算机联接,每个部件可单独控制。该系统装配了两根层析柱,通过控制切换阀,可使两者组合使用,甚至能进行逆向淋洗,这与传统自然流速法完全不同。将海水样品分别通过传统自然流速法和本系统进行淋洗提纯,使用加压自动分离提纯系统后,元素(尤其是阴离子)的扩散效应得到明显改善。上样量均为1.0mL时,采用传统自然流速法,硼元素的淋洗峰宽为2.5～3.0mL,而采用本系统淋洗峰宽仅为1.0mL。自然流速法下,不同酸度淋洗液的淋洗速度不同,而本系统的流速精确可控,可确保流速稳定。本文研制的自动分离提纯系统在分离效果和分离能力上均比传统重力法表现优异,在分离元素进行同位素分析方面具有较大的应用前景。     

基于同位素的豫北平原浅层地下水形成的认识

在进行地下水资源评价时,地下水的补给排泄均衡项有许多不确定因素,这大大降低了评价的精度。如何提高地下水资源评价的精度,成了水文地质工作者的一大难题。本文从地下水形成的补给源方面,用三种方法进行了提高地下水资源评价的精度的探索。①地下水同位素含量的变化与组合能反映地下水资源量的变化,因此,本文利用同位素技术确定地下水补给源,进行均衡区划分;②利用放射性同位素131I流速测井法计算河流补给量;③利用地下水同位素18O值,计算黄河水入渗补给地下水的比例。这三种方法可间接地提高地下水资源评价的精度。另外,在充分考虑了地下水的可恢复性,利用同位素T(3H)估算了浅层地下水更新速率,从另一个角度进行了地下水资源评价,这在制订地下水资源可持续利用规划中是至关重要的,本文也进行了这方面的尝试性的估算。     

地下水水量水质的最优控制——几何规划的应用

提出应用几何规划方法求解地下水水量水质的最优控制问题.为便于几何规划的实际应用,对于一堆稳态地下水水量水质控制问题,采用将流速因子从水质方程系数矩阵中分离处理的方法,使得浓度具有显式表示的可能,从而大大减少约束条件的数目.对于地下水水量水质控制中的负系数问题,应用A-W法处理.计算结果表明,提出的方法是可行的.     

河岸带潜流层温度示踪流速计算方法

为揭示低温水影响下的河岸带潜流层的温度场和流场分布特性,利用野外水温水位实时监测试验,研究河岸带潜流层温度场在不同季节、不同空间位置上的分布特性,并利用水温资料计算获得地下水流速。结果表明:河岸带潜流层温度场在夏季和冬季分别呈现出"上暖下冷"和 "上冷下暖"的温度分层现象;通过对温度示踪方法的4种计算方法进行分析比较,得到Hatch相位法计算的地下水流速具有较高的准确性,在2014年12月15—31日时段内流速大小为1.03×10-4~7.96×10-4m/s,在空间上,断面深度增加,地下水流速降低,且不同深度流速曲线接近平行。     

鄂尔多斯盆地周边岩溶地下水系统模式及特点

鄂尔多斯盆地周边岩溶分布区由22个汇水面积不等的岩溶地下水子系统组成。本文从区域构造与地貌背景条件出发,将这砦予系统归结为具有相似岩溶地下水系统循环特征的5种模式,每一种模式在岩溶地下水富集规律、水资源循环以及环境地质问题等方面有着不同的特征表现。     

用电位計测地下水的流向和流速

开發地下水源时,为了找到好的井址,以便多出水量,必須事先測定当地地下水的流向和流速。一般推断地下水流向需要測量許多鑽孔或井眼的地下水位,繪成地下水位等高线,然后按流向与等高线成直角的規律進行推断。对于局部地区也有用三点法來定流向的。至于测定流速不論使用哪种指示剂,都要有已經知道地下水流向的兩个鑽孔或井眼。在上坡井投入指示剂,从下坡井采水化驗,根据时間、距离來求流速。     

西辽河平原(内蒙古部分)地下水的环境同位素特征

根据2003年西辽河平原（内蒙古部分）地下水、河水及雨水的同位素测试结果,分析了该地区地下水的同位素分布特征及地下水的补排关系;利用浅层地下水³H浓度计算出不同流域的地下水平均年龄,同时利用¹⁴C数据计算出承压水的¹⁴C年龄及其区域流速.     

地下水渗流对地埋管换热影响研究

为研究地下水渗流对地埋管换热的影响,搭建地埋管换热研究试验台,模拟不同地下水流速(0 m/a、100 m/a、200 m/a)条件下的地埋管换热器,通过试验数据分析得出:随着地下水流速的加大,将更多的热量带到下游,地埋管换热器的换热量和综合导热系数逐渐增加,对上、下游温度变化作用更明显,水流方向的热影响半径依次变大。地埋管换热器工程建设中应注重前期水文地质条件的勘察,对整个地源热泵系统工程能长期稳定运行起到关键作用。     

碳酸盐岩地区地下水年龄的同位素研究

在太原地区测试了240个地下水、地表水和大气降水的~3H、~14C和~13C值。结果表明研究区有三维地下水流动系统,岩溶地下水补给、径流、排泄区应选用不同的地下水混合模型。通过年轻水混入校正、死碳稀释校正和~14C初始浓度变化校正,求得了研究区内13个点上的地下水年龄,并据此计算了地下水流速和径流量。      

基于示踪试验求解岩溶含水层水文地质参数

示踪试验作为重要的水文地质试验,长久以来以探明地下水的水力联系、测定地下水流速为主要目标。针对岩溶地区地下水流速较快的特点,提出了一套基于对流稀释作用的数学模型,利用电导率与溶质浓度的正相关关系,可方便准确地计算示踪试验投源井的天然径流量和地下水中示踪剂的背景浓度。根据后寨地下河流域陈旗典型试验区的计算成果,投源井的天然径流量为0.241 4 m³/min,辅以必要的水文地质调查,即可估算地下水流速以及含水层的渗透系数。     

南襄盆地地下水污染对水化学类型变化的指示意义

地下水水化学分类是按一定的规则将地下水中的化学成分归类,是认识地下水形成的重要途径。然而,在地下水受污染的条件下,污染质将成为地下水化学组分的一部分,指示着区域地下水化学类型受污染质影响。针对该问题采用了在舒卡列夫分类法中加入NO_3~-指标的方法,发现计入NO_3~-后水化学命名发生改变的点占17.2%,水化学类型新增了NO_3、Cl·NO_3、HCO_3·NO_3型水3种;原舒卡列夫分类中HCO_3型水所占面积略有增加,其它3种水化学类型面积有所减少。常规水化学分类法主要用于判断地下水的自然成因,而人类活动使浅层地下水的原生环境发生了较大变化,在进行与人为污染组分有关的地下水化学分类工作时,并不适用。因此,水化学分类中计入NO_3~-这一典型污染指示因子,有助于从污染角度研究地下水。     

区域流场作用下地下水地源热泵系统抽灌模式对地温场的影响

通过建立三维水热耦合数值模型,对区域流场作用下,地下水地源热泵系统运行一个采暖、制冷周期后,不同的抽灌井布局以及交替方式下,地下水地源热泵系统地温场的演变趋势进行模拟分析。结果表明,地下水的天然流速越大,越有利于热量的运移,有助于抽灌井连线垂直于地下水流方向的垂直布局以及地下水流向由抽水井指向回灌井的平行布局下的地温场演化,但不利于地下水流向由回灌井指向抽水井的平行布局下的地温场演化和温度恢复。一般的天然地下水流速条件下,由于含水层储能效应,进行抽灌井季节性交替模式的系统运行效率较高。     

地表水与地下水相互作用带中氮素污染物的反应迁移机理及模型研究进展

在地表水-地下水作用带内,水流途径、流速、滞留时间的差异及地表水-地下水的交换量从不同方面控制着氮素污染物的反应迁移过程,并影响污染物在地表水与地下水间的通量。因此,精细刻画地表水-地下水作用带内的水流模式是研究氮素污染物反应迁移及归宿的关键问题。受含水介质异质性、水流模式的复杂性及其与地球化学和生物地球化学过程的耦合作用影响,地表水-地下水作用带内氮素污染物的反应迁移和归宿极为复杂,研究十分困难。水流和污染物反应迁移耦合模型可将地下水流、污染物的物理迁移过程及其地球化学和生物化学过程有机整合在一起,能更好地揭示氮素污染物反应迁移的过程和机理,预测其发展趋势,可为研究地表水-地下水作用带内氮素污染物的反应迁移和归宿提供有力工具。     

某石化污染场地含水层自然降解BTEX能力评估

地下水污染问题是国家关注的重要环境问题之一,监测与评估含水层自然降解污染物能力是防治地下水污染的基本手段,也是国外地下水中修复技术研究热点课题。以华北平原某石油化工类场地为案例,通过调查场地水文地质条件、土壤及地下水污染现状,监测场地地下水中苯系物(BTEX)浓度及相关化学参数变化,运用微生物水文地球化学方法和水文地质方法,估算了该场地含水层自然降解苯系物量。这一研究成果为评估我国石油类场地地下水污染的自然修复能力提供了实证和基础数据。     

中国北方地下水系统划分方案研究

地下水系统是水文地质学的研究热点之一。学术界对“地下水系统”的概念尚没有明确和统一的认识,不同学者对“地下水系统”的理解各有侧重,划分依据与标准不一,划分结果各异,故在应用上常造成混乱。文中基于地下水流系统的概念,归纳了地下水系统划分的原则和依据,认为地下水系统划分应以自然状态不同级别的地下水流系统为首要依据,以含水层系统为判断水力联系和流动系统内部结构的重要基础,提出了一套划分中国北方地下水系统的方案,将其划分为4个地下水系统区块、10个一级地下水系统和56个二级地下水系统。地下水系统区块主要依据特大区域尺度上具有相似地下水循环特征且在地域上毗邻的盆地（流域）的组合体划分：一级地下水系统主要依据盆地（流域）尺度的区域地下水流系统和区域地下水流向划分;二级地下水系统主要依据区域水流系统的分区特征（受次级盆地或次级流域控制）划分。这一方案为中国北方区域地下水资源评价、地下水资源管理、地下水与环境等相关问题的研究提供地下水系统的框架基础。     

与土地利用有关的地下水水质预测

荷兰的地下水水质在许多方面受到威胁,由于强化饲养业而造成粪肥的过量,农业用水,农药,工业废水,有害垃圾堆的渗漏大量沉积物等均在地下水中发现痕迹。由于这样污染源的存在,供给饮用水的一些地下水开采水源地已经关闭或在近期内将关闭。所以,除了地下水开采对自然植被和农业产量的副作用之外,地下水的污染加剧越来越成为饮用水供水开采地下水的限约因素。由于地下水系统的特征(作用缓慢),地下水水质恶化的真实预兆必须看作是巨大冰山的顶部(Beugelink 1987年),这一过程的结果将对饮用供给水是一个严重的打击,(因为荷兰的饮用水约有65％,约7.0×10~8m~3)是地下水。     

地下水水文地球化学分类

一、地下水分类概述地下水的分类是水文地质学重要的任务之一,因为划分和正确确定地下水的各种类型,将有助于地下水的研究和利用。A·M·奥弗琴尼科夫根据地下水的埋藏条件将地下水分为三种基本类型(1)上层滞水;(2)潜水;(3)自流水。Γ·Н·卡明斯基运用了关于沉积作用“成因旋回”这一概念,把地下水分为三个基本成因旋回。地下水的化学分类法,不同的作者提出了不同的分类方法,其中大多数都在一定程度上利用了主要阴离子与阳离子     

地表暖化影响下温度示踪地下水流速方法

为构建温度示踪方法测算地下水流速技术体系,并应用于区域地下水资源评价,基于最小二乘法和垂向一维非稳定流水-热运移方程数值解法,提出地表暖化情形下地下水流速计算方法,并对雷州半岛东北部地下水流速进行测算。结果表明:研究区域地下水补给速度为0.796m/a,入渗以西北部降水和运河渗漏为主;地下水排泄速度为0.269m/a,排泄入海主要发生在东海岛、南三岛和硵州岛附近。温度示踪解析区域地下水流动情况与地下水位分布情况基本一致,观测和计算地温数据具有较强相关性(R^2>0.50)和较低均方根误差(均值0.748),表明提出方法率定得到的地下水流速具有较强的可靠性。参数敏感性分析结果表明,地质体热扩散率和地表温度均对地温计算结果产生较明显的影响,参数的准确率定对利用地温计算地下水流速十分重要。     

地下水的形成与寻找

凡是位于地面以下的水都叫做地下水,它也是工、农业生产,国防建设和人们日常生活中不可缺少的一种自然财富。地下水的来源是雨水和雪水,它们从地面向下渗透,存在于土壤和石头的孔隙或裂缝里,就形成了地下水。地下水还有一个来源就是岩浆活动时分离出来的水蒸气,也往往在地下岩石的孔隙中凝结为地下水。地下水有以下三种不同的情况:①在疏松土壤中存在的水,叫壤中水;②在岩石孔隙或裂缝中的水,叫裂隙水;③在石灰岩,白云岩等特殊岩石分布的地区,由于地下水对这些岩石的溶解作用而形成了地下渠道,地下水在其中潛流,叫潛流水。我国广西桂