淮北平原浅层地下水埋深区域分布特点

利用淮北平原180个浅层地下水观测点实测埋深资料,在绘制区域多年平均地下水埋深、枯水年、丰水年地下水埋深等值线图的基础上,分析各年型浅层地下水埋深分布特点,同时对大埋深站点分布情况进行专项分析。得出淮北平原浅层地下水多年平均为2.48 m,且西北深、东南浅的分布结论,可为合理高效开发利用淮北平原浅层地下水提供一定参考。     

淮北平原降雨入渗补给系数随地下水埋深变化特征

水文地质参数对地下水资源评价起着至关重要的作用。其中,降雨入渗补给系数是影响浅层地下水水量、水质的重要参数。它对研究区域水量转化和水量平衡也十分重要。但是由于受降雨量、土壤类型、植被、地下水埋深等诸多因素的影响,准确判断降雨入渗补给系数存在很大困难。如果没有考虑这些因素的影响,尤其是降雨量和地下水埋深的影响,所推求的降雨入渗补给系数就会存在较大误差。结合安徽省淮北平原区五道沟水文实验站观测的降雨量、地下水补给量、地下水水位资料,利用两种不同的方法推求了不同降雨量等级的次降雨入渗补给系数。根据统计学理论研究了不同降雨量条件下,次降雨入渗补给系数随地下水埋深变化的分布规律,建立了次降雨入渗补给系数与地下水埋深的回归模型,并进行了相应的检验。研究表明,在控制地下水埋深的条件下,次降雨入渗补给系数随地下水埋深的变化符合指数分布;在地下水位自由变动的条件下符合伽玛分布。     

泰安市平原区地下水埋深变化趋势分析

通过收集分析2000-2016年泰安市平原区降雨资料和地下水位统计资料,计算出泰安市平原区多年逐月平均埋深和降雨量,并对2020年泰安市平原区降雨量和地下水位变化情况,对比历年资料进行分析,通过制作泰安市降雨量和地下水位变化的关系图,分析降雨量与地下水位变化的关系,分析多年来泰安市平原区地下水埋深的变化趋势,提出降雨量和地下水位呈正相关的变化趋势,建议根据雨量和埋深变化建立预警机制,以指导泰安市平原区地下水的保护和开发利用。     

滹滏平原地下水系统脆弱性最佳地下水水位埋深探讨

笔者以滹滏平原为研究区,采用统计分析的方法,分析了地下水防污性与地下水资源脆弱性随地下水位埋深之间的变化关系.结果表明,当地下水位埋深增大时,地下水防污性增强的地区,地下水资源脆弱性也增高;通过二者之间变化关系,认为受地下水位埋深制约及地下水位埋深对二者的不同影响,存在使地下水系统脆弱性最佳的地下水位埋深区间;通过地下水位埋深对地下水防污性与地下水资源脆弱性影响及其制约关系,确定滹滏平原淡水区和咸水区地下水系统脆弱性最佳地下水位埋深分别为27~30 m和15~19 m.     

汾河灌区地下水埋深变化规律分析

利用山西省汾河灌区1993～2007年各站点的地下水埋深实际观测资料,对灌区地下水的时空变化规律进行了分析;阐明了地下水埋深的季节变化大致可分为3个阶段：相对稳定阶段（11月～翌年3月中旬）、埋深最浅阶段（3月中旬～5月）、变化频繁阶段（6月-10月）。     

西辽河平原地下水补给植被的临界埋深

许多地区地下水是生态稳定的重要支撑或补充,确定地下水补给地表植被的临界埋深对地下水管理和生态安全至关重要。以西辽河平原为例,主要研究成果如下:①根据地下水补给植被原理划分包气带水分运动结构,描述地下水补给植被的作用机理和物理过程,定义地下水补给植被的临界埋深及相关物理概念。②根据植被根系吸收潜水蒸发的物理机制,地下水面附近由毛管水上升形成的潜水影响层是临界埋深计算的关键。③推导土壤毛管有效孔径计算推理公式,通过构建土壤微结构模型求解推理公式中的孔隙特征参数,解决毛管水最大上升高度的精确计算难题;④结合不同群落植被根系层厚度,形成地下水补给植被的临界埋深计算模型。⑤通过野外调查和观测试验实证,表明计算结果可靠,研究成果在科尔沁草原得到了及时应用。     

喀什地区地下水埋深及其动态特征浅析

随着喀什地区对地下水资源的开发利用不断增加,建立、健全地下水监测和控制体系尤为迫切。长期监测了喀什地区平原区地下水动态埋深变化,并利用ArcGIS软件对2011年全年和2012年第一季度的监测数据进行分析,评价了喀什地区地下水位动态变化状况。结果表明,喀什地区喀什噶尔流域和叶尔羌流域地下水埋深自上游至下游逐渐变小,至平原区埋深最小,大部分区域小于5m。全年内6、7、8、9月份因地下水蒸发量和开采量较大,埋深均大于6.9m。2012年与2011年同期(第一季度)相比,喀什市及其周边地区埋深增大0.2～0.4m,可能与人工开采活动有关,两河流域下游埋深亦有所增大。     

潜水蒸发与土质及地下水埋深关系

本文分析了不同土体和潜水埋深对潜水蒸发的影响和作　用机理，为节水灌溉和防治土壤盐渍化提供理论依据。     

近30年德令哈市东南部地下水埋深动态变化规律探究

揭示区域地下水埋深长时间尺度下的时空动态变化规律性,对于区域地下水资源开采与利用具有重要意义.以德令哈市东南部为研究区,基于区域五个测井地下水埋深常年观测数据,借助数理统计学、Personal相关性、线性倾向估计和Mann-Kendall趋势检验法等方法及原理,进行该区近30 a(1981-2016)地下水埋深基本特征...     

沧州区域浅层地下水埋深特征值逐日与五日观测对比分析

本文根据大量的地下水埋深资料对沧州区域浅层地下水埋深特征值，即月、年平均埋深，月、年最大、最小埋深，分别进行了逐日观测与五日观测资料的对比分析，得出了咸、淡水分区各项特征逐日与其五日观测资料的对比系统，从而为将五日资料换算为逐日资料提供了依据。     

保定平原区地下水生态水位阈值的探讨

地下水具有重要的生态价值,地下水生态系统中的地下水位、水质和包气带含水率与含盐量的变化驱动着表生生态格局的演变,但目前对各变量的生态阈值研究尚处于起步阶段,理论与方法体系还不完善。以保定平原区为例,采用地下水位及地下水生态环境的历史回归法、GIS法、差分网格计算法等方法,从时空角度分析了地下水位变化的驱动力以及生态效应,在此基础上确定不同水文地质单元的生态水位阈值。研究表明：（1）20世纪50—60年代,研究区依赖于地下水的生态格局基本维持着天然状态;1959—2000年,地下水位持续下降,局部地段出现降落漏斗;2000—2008年,地下水位骤降,降落漏斗迅速扩张,地下水与地表水补排关系发生变异;2008年至今,部分区域地下水位逐渐上升。（2）研究区内山前地带地下水生态水位埋深为10~15 m,拒马河冲洪积扇群与漕河—瀑河冲洪积扇群为5~10 m,唐河—大沙河冲洪积扇群为3~5 m,冲积平原中定州—望都范围为3~5 m,保定市为10~15 m,其余均为5~10 m,冲湖积平原环淀区域小于3 m。（3）以确定的地下水生态水位为标准,初步估算研究区现状地下水位恢复至生态水位的需水量为57.14×108 m3。研究成果对恢复当地地下水生态环境格局有重要意义,对华北平原地下水生态水位的确定也具有借鉴意义。     

安徽淮北平原浅层地下水水质特征分析

以安徽淮北平原浅层地下水中的水质状况为研究对象,有针对性地采集了浅层地下水水样151个,应用多种方法测试了26种水样指标。综合分析结果表明:安徽淮北平原浅层地下水色度、浊度超标率小于10%;pH均值为7.6,为中性偏碱性水;HCO3—Na.Ca、HCO3—Na、SO4—Na、HCO3.SO4—Na.Mg等4种水化学类型占62.9%;硬度和TDS均值分别为481mg/L,641mg/L;Fe、Mn超标率分别为50.8%,46.9%;F-均值为1.4mg/L,低洼地势含氟矿物的溶解是导致F-局部偏高的主要原因,最高可达4.1mg/L;CODMn变化范围为1.0～3.5mg/L,有机污染程度低;三氮浓度随深度的增加而减少,农药化肥的过量使用是导致NO3--N和NH4+-N超标的主要原因,NO2--N超标19.1%,且与Fe2+浓度呈正相关关系(相关系数为0.933)。主成分分析发现,地下水的交换吸附作用、溶滤作用,原始沉积环境以及农业生产活动是影响其水质的主要因素。     

淮北平原浅层地下水多年动态变化及监测统测评估

【研究目的】变化环境下地下水时空规律的研究有助于水资源精细化管理和区域水资源安全保障。【研究方法】本文基于淮北平原区典型气象站1953—2019年月降雨数据,采用小波分析及M-K检验法,研究多年尺度降雨周期性变化及趋势规律;结合395个国家级监测井及地下水统测数据,采用主成分分析法进行监测井优化评价。【研究结果】淮北平原多年降雨量呈现多时空尺度变化特征,南部地区主周期较北部地区偏小,但周期尺度较多,变化更为复杂;西北部的浅层地下水位持续下降,其余区域水位处于有升有降的波动状态;南部区域浅层地下水水位在1970年、2003年及2019年3个时段呈现出先降低再恢复,北部部分区域地下水水位则呈现先升高再降低的特征,研究区水位总体存在下降趋势,但2000年以来水位总体有所回升;经主成分分析优化后的277个监测井（221个水利井和56个自然资源井）能代表395个原国家监测井的总体水位变化情况。【结论】国家地下水监测工程长序列监测数据能够很好地服务于流域尺度水资源评价及管理,但省市级尺度或重点区域还需要进行优化和加密,地下水位统测可有效填补,该工作应在重要河湖两侧、淮河北岸一带、东北部山前平原等高水力梯度区域进行加密。     

北京平原区地下水位预警初步研究

借鉴美国地质调查局在宾夕法尼亚的地下水位预警方法,从统计学的角度,探索了北京平原区地下水预警方法。对监测井多年长期监测资料进行百分位统计分析,把同一时间(月平均、旬平均、日平均)地下水水位(头)标高值的最小值至百分位5、百分位5至百分位10、百分位10至百分位25、百分位25至百分位75范围内的地下水位分别定义为红色、橙色、黄色和蓝色预警,形成地下水位预警判据。根据地下水水位实时监测数据,实时判定监测井代表区域的地下水预警等级,同时修正和完善地下水位预警判据,称之为监测井单点预警,监测井代表的同一层位的区域的集合,构成不同含水层的地下水位区域预警。对北京平原区2009年12月的地下水位预警结果为:潮白河冲洪积扇顶部和中部潜水含水层地下水位为红色预警,前缘为黄色预警,冲洪积平原为蓝色预警区;城区以南地区为红色预警,海淀山后的西北部地区为红色预警,永定河冲积扇和冲积平原大部分地区黄色和蓝色预警,大石河冲洪积扇地区均为蓝色预警;承压水含水层在潮白河冲洪积扇的前缘为红色预警,冲洪积平原为蓝色预警,北运河山前地带均为橙色预警,城区东、东南地区为橙色和黄色预警,少数地区为橙色预警,除上述地区以外,承压水均为蓝色预警。北京市平原区主要地下水开采地区地下水位已经处于历史的较低水位处,特别是潮白河冲积扇中上部地区以及平谷盆地,地下水位几乎全部处于红色预警区。该预警方法原理明确,方法简便,有望在地下水主要开采区推广应用。     

柳江盆地浅层地下水硝酸盐背景值研究

为探索地下水硝酸盐背景值获取方法,文章以柳江盆地为研究对象,在对比分析国内外研究方法的基础上,首先采用绝对含量和毫克当量百分位数双因子法从宏观上剔除硝酸盐异常数据,然后再利用层次聚类分析结合主成分分析法,分析地下水水化学特征及识别异常分类,进一步剔除异常数据。最后剩余数据进行分布类型检验,采用浓度累计频率法确定地下水硝酸盐背景值范围。研究结果表明,绝对含量和毫克当量百分位数双因子法虽然不能完全剔除异常值,但可为后续层次聚类分析异常识别减少异常信息和子集;层次聚类分析法注重对各亚类的水化学特征分析来识别分析异常数据,具有识别人为异常和天然异常的优势。对比分析常用的数理学方法计算表明,2种方法结合,更能有效识别异常,计算出的地下水硝酸盐背景值更合理。异常数据剔除分析表明,柳江盆地浅层地下水硝酸盐异常与农业化肥的超量施用和居民生活污水与垃圾粪便的下渗污染具有密切的关系。     

既地下水采补平衡又冬小麦稳产的探讨

河北省太行山山前平原浅层地下水位持续下降,问题十分突出,然而,该区域又是我国优质冬小麦的重要产区。能否实现在浅层地下水采补平衡的同时做到冬小麦稳产,是该区域水资源保护和农业生产管理工作中亟待回答的重要问题。基于分布式水文模型的模拟结果表明：在该区域若要实现地下水位止降回升这一压采目标,仅利用浅层地下水进行灌溉,冬小麦的产量会减少40%以上。考虑到南水北调中线工程的引水线路自南向北贯穿河北省太行山山前平原,建议在冬小麦关键需水期的灌溉中采用“一水用浅层地下水另一水用南水北调水”的“修改的春浇两水”模式。基于模拟结果的估算表明：在这种限水灌溉模式下有望实现浅层地下水采补基本平衡且冬小麦基本稳产。值得注意的是,这种“修改的春浇两水”模式,需要南水北调中线引水工程每年提供的灌溉水量大约为8.6×108 m3,灌溉成本较纯井灌至少增加562.5～1282.5元/hm2。本研究可为我国最典型的浅层地下水超采区——河北省太行山山前平原探索保产量与节水并举的新路径提供定量化的参考。     

消除气压效应估算黄土潜水的蒸发蒸腾强度

潜水蒸发蒸腾（ETg）是干旱半干旱地区浅埋深地下水最主要的排泄方式,也是地下水系统中重要的均衡项。如果存在气压效应,用于估算地下水蒸发蒸腾强度的传统水位波动法则不适用。以黄土潜水为例,提出了一种基于水位变化和大气压变化规律的水位图方法,用于消除气压效应以获取潜水蒸发蒸腾强度。研究表明,大气压变化通常在午夜前,一般为22:00—24:00,会出现一个峰值,该时间段气压效应可以忽略,而且潜水蒸发蒸腾强度最小,此时潜水位的变化速率相当于净补给速率;在获取潜水净补给强度后,选择第二个时间段,0:00—4:00,此时潜水蒸发蒸腾强度最小,且气压一般处于连续下降阶段,可以用来估算气压效应系数。在此基础上,可利用水位均衡和水位波动法方便地估算潜水蒸发蒸腾强度。该方法数据获取容易,估算结果也较为准确。     

豫北平原地下水开发利用与水质演化规律

本文通过对豫北平原多年的地下水开发利用及浅层地下水水化学资料分析,发现原为咸水-微咸水的大部分地区浅层地下水已淡化,咸水-微咸水分布区已由大面积分布演变为孤岛状,淡水资源量大幅增加。浅层地下水水化学现状、地下水14C同位素、地下水动力场也提供了浅层地下水淡化的证据。     

地下水NO -3污染的微生物修复实验研究

随着农业的发展,尤其是化肥和农药的超量施用,产生了一系列的环境问题,已危及地下水的质量安全.大量的氮素没有被农作物吸收,经微生物硝化作用后,以硝态氮的形式进入土体和地下水.浅层地下水已普遍受到氮素不同程度的污染.本文以硝态氮污染为例,在实验室探索了硝态氮污染地下水微生物修复的实验方法,通过室内模拟含水层地下水静止条件和流动条件下,利用优选的菌群制剂和少量营养碳源,对试验区高含NO - 3地下水的修复试验效果是显著的,去除率可达90%～100%.其作用还是持续的,静止条件下试验进行到256d时,其去除率仍达89.74%;流动条件下试验进行到112d时,试验主孔下游的观测孔3#、4#中的去除率也还有16.22%和27.26%.试验结果为野外现场原位微生物修复提供了技术支撑.     

三江平原沼泽湿地和农田的演替过程对地下水的影响

三江平原是我国重要的商品粮基地和沼泽湿地集中分布区。60 a来,随着农田面积持续增加和种植结构调整,湿地退减和地下水水位下降备受关注,地下水是否超采争议不断。文章选取1956—2019年7期遥感影像数据,采用单一土地利用动态度进行沼泽湿地和农田的演变进程特征分析;以1980年、2019—2021年4期同期统测数据和国家地下水监测工程数据为基础,探讨了湿地农田化对地下水水位的影响。结果表明：（1）1956—2019年沼泽湿地呈现减少态势,旱田呈现先增加后减少的态势,水田呈现先增加后稳定的态势,在1956—1996年具有“沼泽湿地变旱田”的特征,2.36×104 km2的沼泽湿地变成旱田,在1996—2019年具有“旱田改水田”的特征,1.15×104 km2的旱田变成水田;（2）三江平原1980—2021年36 546 km2的区域地下水水位降幅小于5 m,3 669 km2的区域地下水水位降幅大于10 m,建三江垦区存在超采地下水现象;（3）与1980年枯水期地下水水位相比,以降深10 m计算,2021年地下水降落漏斗面积为3 669 km2,较2019年面积增大269 km2,向北东方向略有扩张;（4）2019年建三江垦区在强降水的条件下地下水仍难以实现“以丰补欠”的自然调节,地下水储量减少5.81×108 m3。此研究成果为区域水平衡研究奠定了基础,对科学认识水土资源合理开发利用具有重要意义。