河水入渗过程中蒸发损失的实验模拟研究

为了深化河流入渗机理的认识以及提高地下水资源评价的精度,本文就河水入渗过程中蒸发损失量的计算进行了室内模拟试验研究.试验结果表明,常年有水河流的河水入渗量的蒸发损失率小于10%,即有90%以上的河水入渗量补给地下水.     

北京怀柔地区入渗河水空间分布研究

河水入渗路径和范围对确定地下水补给条件,以及水资源调控和合理利用有着重要意义。针对2015年以来怀柔地区地下水水位回升现象,开展了地下水动态影响因素研究,采集了河水和地下水样品,测试了水化学和氢氧稳定同位素组成。δD-δ18 O数据表明该区有河水入渗补给地下水,河流附近地下水为地下水与入渗河水的混合物。利用地下水δ18O值以及二元混合模型计算了地下水中入渗河水的比例,揭示出地下水中河水占比减小方向与地下水水力梯度下降方向一致;局部河段附近地下水Cl-含量增加,表明河水入渗会引起地下水水质变化。入渗河水影响范围的圈定为评价入渗河水对地下水的影响提供了重要数据。该项工作对理解研究区地下水水文过程、控制因素以及水资源管理具有指导意义。     

地下水与河水相互作用的研究进展

本文从地下水与河水的水流形态和水位动态变化 ,分析了二者的补排关系 ;详细介绍了地形地貌、水文地质、气候和人为因素等对地下水与河水相互作用的影响 ;综述了研究地下水与河水相互作用的研究方法 ,如野外实验和室内实验方法、动态资料分析方法、基流切割方法、水化学方法、地下水动力学方法等 ;评述了研究河流与含水层相互作用的解析模型和数值模型的发展状况。最后 ,指出多种方法的相互验证、数学模型中补排量和边界的处理、地下水与河水交错带的研究、河流与含水层相互作用的生态意义、加强相关学科的交流与合作将是未来的发展方向。     

污染河水中磷对浅层地下水的影响

室内试验选用3种天然砂土作为渗透介质,以生活污水模拟排污河水,发现中砂(＞92%)对总磷的去除效果明显好于粗砂(60%～80%),并且随渗透介质深度的增加总磷的去除率增加.磷的去除机理主要是吸附和沉淀,由于吸附作用很快达到饱和,所以沉淀反应是排污河中磷的最重要的去除机理.野外抽水的试验结果表明:凉水河中的总磷对地下水影响较小.虽然在排污河形成早期总磷在粗砂中会产生穿透,但随着时间的推移,由于河流底泥的形成,磷大部分被截留于底泥和介质内部,能够直接进入地下水的量很少.     

地下水中砷元素的形成及其控制因素

研究了长江中下游地区和吉林省地区地下水中砷元素形成和主要控制因素及其分布规律。结果表明,地下水中砷主要以H_3ASO_3、H_2AsO_4~-、HA_3O_4~(2-)等形式存在。它的形成和分布与含水介质及其上覆土层的砷含量、地下水的酸碱度、地下水的迳流条件、氧化还原环境、有机物质及铁锰等有密切的关系。     

水位变化影响下的河水-地下水侧向交互带地球化学动态

为了解不同水位变化影响下的河水与地下水侧向交互带地球化学特征动态,以重庆市马鞍溪为研究对象,选取丰水期向枯水期过渡的10-12月为研究期,对河水、地下水及交互带的水位、水温、溶解氧（DO）、pH值、电导率（EC）进行监测,结合对水体主要离子浓度的分析。结果表明,随枯水期到来,侧向交互带水位发生较大变化,交互带与河水间的水位梯度缩小,河水入渗动力逐渐减弱。水位的变化及入渗水温的降低,使交互带微生物活动减弱,pH值上升且变幅减小,DO上升。在其影响下,交互带EC下降,变幅减小,交互带对NO₃-、SO₄2-的净化能力降低,对Mn、Zn等重金属固定能力增强。通过分析交互带地球化学特征的变化,可推断出随马鞍溪枯水期的到来,侧向交互带边界由距河岸30~50 cm移动至距河岸30 cm以内。     

阜阳地区浅层地下水中砷的分布特征和影响因素

以阜阳地区39个浅水水样为例,分析了阜阳地区浅层地下水中的砷的分布特征和影响因素,结果表明：浅层地下水中的砷与pH、Eh、磷酸盐和碳酸氢根有着一定的关系,是影响浅层地下水中砷的含量变化的主要因素。     

水流场及水化学过程对地下水中砷富集的影响

大同盆地是我国典型原生高砷地下水分布区,为精细刻画地下水系统中砷迁移富集的机理,在盆地高砷地下水分布区建立了面积为150m×250m的多水平试验监测场,开展了系统的水文地质与水文地球化学监测研究。结果表明,富砷沉积物是地下水中砷的直接来源,高pH值、强还原性的地下水环境及竞争吸附离子的存在是含水沉积物中砷向地下水迁移富集的主要控制因素。场地范围内地下水水化学组成及砷的空间分布特征明显受水流场影响,沿地下水径流方向,砷质量浓度逐渐升高。     

开采浅层水增雨水入渗引河水补源实现水资源可持续利用

南皮县淡水资源严重短缺,制约工农业与经济社会的发展.春季开采浅层地下水包括微咸水和半咸水抗旱灌溉,腾出地下含水层空间;汛期增加降雨入渗,减少径流流失,防渍防涝,把时空分布不均的天然降雨转化为地下水资源;秋冬利用河道沟渠引蓄河水补源,淡化地下水质,增加地下水可采量.地上水地下水联合运用,保持水资源采补平衡.实现旱涝碱咸综合治理、水资源可持续利用与经济社会可持续发展.     

石羊河流域平原区土壤入渗特性空间变异的研究

在野外原位入渗试验的基础上,建立了简化Philip入渗模型及其土壤转换函数,借助ARCVIEW软件生成了石羊河流域平原区土壤入渗特性参数的空间分布图,并分析了入渗特性的空间变异特征。研究表明,简化Philip入渗模型是点面转化中比较理想的模型,模型参数α的土壤转换函数可以简便地估算土壤入渗特性,两者的结合是研究大尺度土壤入渗空间变异的一种有效方法。     

黄河下游地上悬河段开采条件下侧渗量变化研究

本文主要通过模型的方法定量研究黄河下游悬河段地下水与黄河关系.在黄河影响带水文地质条件分析的基础上,将黄河作为地下水系统的混合边界条件处理,运用地下水模型软件FEFLOW建立研究区地下水流模拟模型.以模型为工具,重点评价了原阳水源地规划开采规模为40×104m3/d情况下,地下水流场和动态的变化趋势,计算了黄河侧渗量的变化情况.结果表明,地下水流场在开采10年后趋于稳定,地下水最大水位降深为20m,激发黄河水对地下水为补给量为1.02×103m3/a,占水源地开采量的69.7%.本研究还计算了8个规划新建和扩建傍河水源地条件下地下水变化趋势和黄河侧渗量的增加量.研究表明,黄河对于研究区地下水可再生能力的提高具有重要意义,规划新建和扩建傍河水源地新增地下水开采量4.86×108m3/a是有保证的.     

洛河冲积平原包气带对入渗水污染物净化能力研究

包气带是地下水补给和地下水污染的主要通道,包气带的性质直接控制了地下水的污染化速度和程度。文章以洛阳市区洛河河床岩性(以砂砾石为主)以及由亚粘土、亚砂土、中细砂等介质构成的包气带为研究对象,分析河床和包气带对污染物的自净能力,并对其天然的自净机制进行了简要分析,结论如下:洛河河床岩性对各种污染物(NO3-除外)的净化能力均达到90%以上;亚粘土、亚砂土、中细砂等包气带介质层对重金属(Cu2+等)有很强的净化能力,而对Cl-、Cr6+的净化能力则较弱,在短时间内介质中就达到饱和而失去净化能力;在环境条件相近及水文地质条件基本相同的条件下,包气带厚度与地下水的污染程度呈负相关关系;污水经过包气带,能有效地去除污水中的有害物质,防止地下水污染。 更多还原     

长江河源区的河水主要元素与Sr同位素来源

长江源区河水化学成分来自雨雪、蒸发盐岩、碳酸盐岩和硅酸盐岩。主要支流楚玛尔河、北麓河的主要阳离子为Na 、Ca2 和Mg2 ,占阳离子总量的97%以上.Ca Na,Mg Na,K Na的比值较低,87Sr 86Sr为0 709180±20～0 710280±11,河水成分以蒸发岩类溶解为主。发源于唐古拉山北坡的长江源头,及其支流主要阳离子为Ca2 ,Mg2 ,Na 占阳离子总量的97%以上,Ca Na,Mg Na,K Na的比值较楚玛尔河等河流高,87Sr 86Sr为0 708954±20～0 710455±18,表现为以碳酸盐岩和硅酸盐岩的溶解为主。计算表明,长江河源区河水中主要化学成分来自蒸发岩中Na 和Cl-,在河流水化学成分中占比例最大,长江河水中Cl-含量从河源区向下游明显逐渐减小,反应出河源区高寒干旱环境下河流蒸发岩的化学侵蚀作用较强的特征。     

水动力因素对砷在河砂中迁移影响的柱试验与模拟

河岸带作为一种典型的地下水-地表水相互作用带,不同水动力学条件下砷在该作用带中的行为较少有研究报道。基于此,采集河岸带河砂开展室内柱试验,分析不同水动力因素（包括流速和粒径）对砷在河砂中迁移的影响并建立相关模型。结果表明：(1) 0.5 mL/min流速下,河砂对As(V)的吸附速度和达到平衡所需的时间均比As(III)快,且粒径越小,该现象越明显;1.0 mL/min流速下,不同粒径的河砂对As(V)的吸附速度随粒径的增大而增大,对As(III)的吸附则没有明显差异;(2) 相同粒径的填充柱中,河砂对As(III)和As(V)的吸附能力均随流速的增加而降低;(3)不同流速和粒径条件下,As(III)和As(V)在砂柱中的迁移过程均更符合Thomas模型,拟合R2高于相同条件下Yoon-Nelson和Adams-Bohart模型。其中,低流速下,Thomas模型对0.15～0.25 mm粒径中As(III)和As(V)迁移过程拟合的R2（≥0.94）显著优于1.00～2.00 mm的较大粒径;高流速下,该模型对不同粒径中砷迁移过程的拟合R2差异不大。研究有助于加深对地下水-地表水相互作用下水动力因素对砷迁移转化规律影响的认识,并丰富和完善高砷地下水形成的机制理论。     

斥水性土壤水分入渗试验和模型

为研究斥水性土壤水分入渗规律,并探寻适用于斥水性土壤水分入渗的数学模型,以妫水河流域亲水性和斥水性土壤为研究对象,开展室内一维垂直土柱入渗试验;分别采用Kostiakov分段函数、Fourier级数、一阶Gaussian函数以及Gaussian分段函数对斥水性土壤入渗率进行拟合。试验结果表明:亲水性土壤入渗率随时间呈单调减小变化趋势,斥水性土壤入渗一段时间后累积入渗量会出现翘尾现象,入渗率为先增大后减小的单峰曲线。模型图形分析表明: Kostiakov分段函数入渗率在拐点处同时存在一个极大值和极小值,Fourier级数存在多个波峰,一阶Gaussian函数不能反映入渗率在拐点后大于拐点前的试验现象,因而均难以真实反映斥水性水分入渗过程。忽略水分开始快速入渗过程,Gaussian分段函数模型不仅能够反映入渗率在拐点前的单调增以及拐点后的单调减过程,同时也能够体现入渗率在拐点后大于拐点前的试验现象。     

冯家江流域水体中氮的空间分布特征

冯家江是北海市区重要的生态廊道.研究冯家江流域水体中氮的空间分布特征、污染来源、影响因素,对掌握冯家江流域氮污染现状及污染防控等具有重要的现实意义.本研究应用地统计学方法分析了冯家江流域地表水及沿岸地下水中氮污染物的空间分布特征.结果表明,地表水中氮污染物呈现出"高氨氮、低硝氮"的特征,NH3-N 质量浓度平均值高达5...     

Net infiltration in the Gran Sasso Massif of central Italy using the Thornthwaite water budget and curve-number method

The study was carried out in order to determine the net infiltration in the Gran Sasso Massif, central Italy, a typical central Mediterranean karstic hydrogeological system. It relied on the Thornthwaite water-budget method, which was modified in order to account for the local hydrological setting. The changes to the method were as follows: (1) use of the curve-number (CN) method of the US Soil Conservation Service to estimate runoff; (2) addition of runoff to the water budget of endorheic areas; and (3) assessment of snow melt in mountain areas. The analysis of net infiltration in individual land units in extensive and complex groundwater systems, such as the Gran Sasso, is a useful tool for the indirect study of groundwater flow. The generalized direction of Gran Sasso groundwater flow is toward the south, i.e., from the areas with the highest net infiltration to the areas with the lowest net infiltration, where the largest springs are located at low altitude. The average annual net infiltration, estimated by the above method, is 506 mm/year, i.e., about 53% of the average annual rainfall (945 mm/year). The results of the Gran Sasso water budget, obtained by the modified Thornthwaite method integrated with the CN method, are considered to be satisfactory because the computed inflows (17.3 m³/s) and the measured outflows (17.4 m³/s), which are estimated for a period of about 40 years (1950–1990), are very similar. Electronic Publication