地下水更新能力评价指标问题刍议——更新周期和补给速率的适用性

地下水更新能力是近些年地下水科学与工程领域的一个研究热点,其定义目前尚未统一,评价指标也较多,其中较常用的有地下水更新周期、补给速率、年龄和滞留时间等。尽管这些参数间大都存在一定的数量关系,但由于它们代表的物理意义不同,所以得到的地下水更新能力的结论也会不同。以北京市平原区地下水为例验证了这种不同,并对更新周期和补给速率这两个存在密切数量关系的参数作为地下水更新能力评价指标的适用性进行了对比分析。结果表明:① 分别用更新周期和补给速率作为评价指标,得到的各地区(北京市平原区各区、县)之间地下水更新能力相对强弱的结论是不同的;② 与更新周期相比,由补给速率得到的评价结论具有较好的稳定性;③ 在作为地下水更新能力评价指标时,补给速率比更新周期具有更重要的实际意义。     

北京市平原区地下水资源开采现状及评价

本文分析了北京市平原区地下水资源的开采现状,探讨了水资源开发利用过程中存在的问题.在分析平原区水文地质条件的基础上,采用FEFLOW软件建立了相应的地下水数值模拟模型,基于识别后的模型进行了水资源评价.研究表明:2000～2003年研究区地下水系统均衡分别为-7.73×10 8、-6.02×10 8、-5.95×10 8和-4.38×10 8m 3,地下水系统的补给源主要是大气降水入渗补给和山前迳流补给,主要的排泄是人工开采.多年平均地下水补给资源量为22.98×108m 3.平谷和昌平地区地下水还有开采潜力,密云-怀柔-顺义(密怀顺)平原和城近郊区地下水已过量开采.山前郊县地下水水质优良,城近郊区、大兴、房山和通州部分地区地下水水质较差.文章最后分析了引起地下水污染的主要原因.     

北京市平原区地下水补给量计算方法对比研究

大气降水入渗是北京市地下水补给的主要来源。为丰富地下水补给量计算方法,以基于遥感数据的水量均衡法对比传统的地下水位动态法评价求取降水入渗量。水位动态法计算北京市平原区2011年地下水垂向入渗补给量为17.39×10~8m~3,遥感水量均衡法计算北京市平原区补给量为13.13×10~8m~3,同面积区两种计算结果相关性R~2=0.9631。两种计算方法各有其优缺点及适用条件。     

从地下水动态看黄泛平原区的地下水回灌

八十年代以来，随着工农业生产的高速发展，用水量急增，由于过量开采地下水，造成了局部漏斗，并有逐年扩大的趋势。八十年代中期。各县市不同程度的对地下水进行了回灌。从地下水动态变化情况看，湖西黄泛平原区回灌工程效果较好，漏斗区地下水位有了明显的回升。     

东刘家金矿矿区地下水动态与均衡分析

东刘家金矿矿区位于海阳市郭城镇,主要发育3组NE向断裂裂隙,含水岩组主要为第四系冲洪积、坡积孔隙含水岩组,碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组,碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组及基岩风化带裂隙含水岩组。文中在查清水文地质条件的情况下,详细分析了矿区含水层的富水性,地下水补给、径流、排泄及动态特征,矿区地下水开发利用现状。在此基础上,进行了地下水均衡计算,地下水补给来源主要为大气降水入渗和农灌入渗补给,补给方式为地表直接下渗补给、断裂带导水补给以及上覆松散层下渗补给,主要排泄方式为人工开采、矿坑涌水和蒸发,总体上矿区处于地下水均衡状态。研究成果为矿区在今后的开采过程中控制地下水,合理防治与排水,维持区域地下水自然动态等提供了科学的依据。。     

基于同位素技术的珲春盆地浅层地下水可更新能力研究

利用~3H的示踪作用对珲春盆地浅层地下水更新速率进行计算,为该地区制定地下水开发利用模式和水资源环境承载力研究提供科学依据。结果表明:总体上,珲春盆地大部分地区浅层地下水更新速率大于8%/a,可更新能力较强。珲春盆地东北部平安村、新华村、马新村和东部的红星村、电线村、东兴村等山前地区以及八一村、八二村等地浅层地下水更新速率大于10%/a,可更新能力较强;七户洞村、八棵树村、永丰村、立新村、新农村、柳亭村等地浅层地下水更新速率为8%/a~10%/a,可更新能力减弱;八家子村、西崴子村、孟岭村等珲春河下游地区浅层地下水更新速率小于8%/a,可更新能力最弱。更新速率为大于10%/a、8%/a~10%/a、小于8%/a的地下水分布面积占珲春盆地总面积的比例分别为67%、26%、7%。     

对平原区地下水水均衡关系计算公式的探讨

平原区地下水水均衡关系计算公式在应用上,产生了一些疑惑,公式中是加、减地下水蓄变量,通过公式演变推导,得出公式中应该是减地下水蓄变量。相对均衡差计算应该出现正、负百分数,表示计算误差为负、正均衡,说明地下水水位下降或上升,对计算精度要求提出建议。     

北京市平原区地下水资源分析计算系统的建立

介绍了地下水资源分析计算系统的设计目标与结构, 论述了系统的基本功能及其应用。该系统具有较强的实用性, 其计算方法可在水文地质计算中广泛采用。     

平原区地下水动态影响因素和动态类型

本文主要通过对松嫩平原各地貌单元和不同地层岩性地下水长期观测资料的综合分析研究,结合气象、水文及人为对地下水动态的影响,较全面的叙述了气象、水文、地形地貌、地层岩性、地质结构及人为因素对地下水动态的影响和主要地下水动态类型。     

金华地区地下水同位素特征及更新能力研究

金华地区位于金衢盆地东段,对其地下水同位素特征及更新能力研究对于整个盆地地下水资源研究具有重要意义,通过分析研究区内稳定同位素氘(D)和氧(~(18)O)以及放射性同位素氚(~3H)和碳(~(14)C)的空间分布特征,建立了金华地区降水线方程为:δD=8.29δ~(18)O+15.9,讨论了地表水、潜水、红层地下水的环境同位素的组成特征,对潜水及红层地下水的更新能力进行了评价。结果表明,金华地区降水线方程斜率及截距均大于全球大气降水;潜水、红层地下水及地表水三者联系密切;潜水、红层地下水在接受降水的补给后经历了不同程度的蒸发作用;红层地下水D和~(18)O同位素明显向下游富集;潜水~3H值介于6.6～19.0TU,~(14)C年龄显示为现代水,因此其可更新能力较强,红层地下水放射性~(14)C年龄为3020～5360BP,可更新能力较弱,红层地下水3H值介于4.4～12.3TU,表明红层地下水中有现代水的混入,δ~(18)O随着地下水的年龄的增加而偏负。     

北京平原区浅层地下水污染风险评价

本文依据北京实际情况,提出了地下水污染风险评价指标体系。以灾害风险理论为基础,提出了地下水污染风险评价方法,对北京平原区浅层地下水污染风险进行了分区评价。评价认为：北京平原区浅层地下水污染高风险区主要位于永定河冲洪积扇顶部。     

银川平原地下水位变化特征及其成因分析

基于2013~2015年地下水的监测资料,通过SPSS聚类分析和土地利用类型,分析银川平原水位动态变化在时间尺度、空间尺度上的变化规律及影响因素。分析发现：银川平原地下水动态分为径流型、灌溉型、降水-蒸发型和开采型4种类型,其中人为影响地下水位动态类型（灌溉型、开采型）分布最广,约占银川平原总面积的1/2。在时间尺度上,受不同因素的影响,4种动态类型变化趋势明显不同,从年内动态趋势看,径流型呈M型变化;灌溉型呈W型变化;降水-蒸发型呈Λ型变化;开采型呈Z型变化,对于开采型,通过模拟,认为夏季开采全年的45%~50%,冬季开采15%~20%是最优开采量。在空间尺度上,受地形因素影响,地下水动态类型自西向东呈径流型-开采型-灌溉型规律变化。在此基础上,探讨了银川平原地下水资源开采的合理方式,为地下水资源的可持续开发利用提供科学依据。     

基于氚同位素的安阳河中下游流域地下水更新能力研究

利用水中氚值与地下水年龄分布特征和多年平均更新速率,分析安阳河中下游流域地下水更新能力。应用MGMTP重建研究区1953—2016年大气降水氚值,应用集中参数模型(LPMs)计算地下水年龄,采用Le Gal La Shalle等提出的方法估算潜水与泉水多年平均更新速率。研究结果表明:(1)潜水与泉水由近20多年来大气降水补给。潜水样点受局部水文地质条件控制,补给径流条件差异明显。(2)小南海泉平均滞留时间23 a,多年平均更新速率3.6%,水量呈不断衰减趋势。(3)安阳河冲洪积扇扇后缘为补给区,受地表水渗漏与大气降水入渗补给,更新能力较强。扇中部至京港澳高速路地带为现代地下水,年龄40~60 a。扇前缘为现代与次现代地下水的混合水,年龄大于60 a,更新能力较弱。(4)剥蚀岗丘与冲洪积平原深层承压水为较老地下水,更新能力极弱。因此,对小南海泉域的保护需要加强,并在短时期内能取得明显成效。受南水北调中线水源补给及限量地下水开采影响,安阳市区地下水降落漏斗大幅度缩减。     

北京市永定河流域地下水^14C年龄的初步分析

应用同位素方法初步分析北京郊区永定河流域地下水的演化特点。沿永定河冲洪积扇地下水流动方向布置取样剖面，共有取样点14个，对采集的水样进行^14C和氚含量分析，并确定地下水同位素年龄。浅层孔隙水的^14C年龄的变化范围为730～4900a，深层孔隙水为13420-22480a；^14C年龄在垂直方向上由浅部至深部逐渐增大，最大变化幅度为从3010a增至22480a；浅层孔隙水的氚含量都在14．99～30．56TU之间，深层孔隙水大部分在0．51～4．71TU之间。运用地下水^14C和氚年龄在垂向和水平方向变化的结果，验证了地下水的流向并计算了地下水的流速变化范围为5．02～62．63m／a，从山前至平原浅层地下水径流速度逐渐变小，反映了地下水水平径流强度逐渐减弱，地下水交替逐渐变差，浅层孔隙水以垂向交替为主，深层孔隙水以水平径流为主。     

黑河流域民乐山前隐伏构造带地下水补给与更新

第四系地下水是民乐山前地区居民清洁饮水的重要水源,而复杂的隐伏构造对区内地下水的运移和更新具有重要的控制作用。本文应用环境同位素技术,深入讨论了该区地下水的补给、更新能力以及隐伏构造对地下水更新的影响。结果表明:(1)民乐山前第四系地下水的补给来源包括出山河水渗漏和当地降水入渗,二者对地下水补给的贡献分别为89%和11%;(2)地下水更新能力由山前向下游变差,山前一带地下水更新周期在20～30年之间,下游的六坝北部一带地下水更新周期大于50年;(3)隐伏构造具有明显的阻水作用,导致地下水径流速度减缓。     

北京市平原区地下水循环特征的同位素研究

同位素技术是研究区域地下水循环规律的主要手段之一。本文对平原区地下水进行了取样分析,运用同位素技术并结合水文地质条件,研究了北京市平原区地下水循环演化规律。运用^3H和^14C的测年技术确定了地下水年龄;利用D和18^O关系曲线探讨了地下水的起源;按照是否积极参加了现代水循环的原则将第四系地下水划分为浅层水和深层水;对浅层水和深层水的更新状况进行了研究。研究表明,浅层水广泛分布于北京平原区,径流条件好,更新快;深层水主要分布于永定河、潮白河冲洪积扇下部及冲洪积平原的深部地区,补给条件相对差,与现代大气降水联系弱,径流条件差,更新慢。     

北京市平原区中深层地下水位动态浅析

根据北京市的水文地质条件,阐述了中深层地下水位的变化趋势及降落漏斗的形成和演化。由于中深层地下水是生活和工业用水的主要水源,它的补给条件差,80％靠浅层水的越流补给。长期地下水监测资料表明,因不合理开采,已造成水位过度下降,漏斗面积不断扩大,局部水质恶化等环境地质问题。提出了相应防治措施,严格控制地下水资源开采,与地表水联合调度。