太原盆地地下水系统水化学特征及形成演化机制

在对太原盆地水文地质进行详细调查基础上,集成应用水化学统计、水化学模拟技术,系统研究了盆地地下水水化学类型、空间分布特征,并对其形成演化机制进行了系统分析,取得了一系列新的认识。按水质类型和分布特征,盆地浅层地下水-含水层埋深小于50 m大致分为盆地边缘地带浅层淡水、盆地中心浅层咸水和浅层高矿化硫酸盐水3种类型。高矿化硫酸盐水主要是由于接受了富含硫酸根离子的周边基岩水补给所致。盆地中深层孔隙水可分为盆地边缘中深层水、盆地中心中深层水和中深层混合水3种类型。浅层地下水存在2种形成机制,一种是高矿化Ca·Mg-SO_4^2-型岩溶水的混合补给形成,另一种高矿化水是在径流演化过程中受蒸发浓缩作用影响,使地下水矿化度不断增高而形成。自盆地边缘至中心地带,中深层地下水水化学特征具有明显的水平变化规律,在盆地中心形成2个高值区,水化学类型依次为Ca·MgHCO₃→Na·CaHCO₃·SO₄→Na·MgHCO₃·Cl→NaHCO₃。      

鄂尔多斯盆地水文地质特征及地下水系统分析

鄂尔多斯盆地是我国西北地区东部的一个大型构造沉积盆地,蕴藏着丰富的矿产资源,是我国正在建设 的重要能源基地;鄂尔多斯盆地同时也是一个巨型地下水盆地,赋存相对丰富的地下水资源,将为能源基地建设提 供重要水源。鄂尔多斯盆地是由多种不同类型岩石上下叠置构成的构造沉积盆地,因此它也是一个由不同含水岩 类的多个含水层系统上下叠置构成的巨型地下水盆地。鄂尔多斯盆地总体上构成一个半开启型的地下水盆地,盆 地内不同含水层系统地下水交替循环的方式和深度不同,以寒武系-奥陶系碳酸盐岩类岩溶含水层系统和白垩系 碎屑岩类孔隙-裂隙含水层系统的交替循环深度较大(可达1200～1800m);新生界松散岩类孔隙含水层系统和 石炭系-侏罗系碎屑岩类裂隙含水层系统的交替循环深度较小(一般小于300m)。鄂尔多斯盆地实际上包含了周 边岩溶地下水、白垩系自流盆地地下水和东部黄土区地下水共3个地下水大系统。在各地下水大系统内,又可根 据各自的地质-水文地质结构特征、地下水循环条件以及和地表水系的关系等,再进一步划分成7个地下水系统 及16个地下水亚系统。文章在对鄂尔多斯盆地的地质-水文地质结构特征和地下水循环条件进行分析的基础 上,对整个盆地地下水系统进行初步分析,为盆地地下     

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。     

Morphometric analysis of Araniar river basin using remote sensing and geographical information system in the assessment of groundwater potential

Morphometric analysis using remote sensing (RS) and geographical information system (GIS), in the recent study, has become an efficient method in the assessment of groundwater potential of a river basin. The present study focused on the morphometric analysis of Araniar river basin using RS and GIS techniques in the identification of groundwater potential zones for effective planning and management of groundwater resources of the basin. The study area was divided into six subbasins for the purpose of micro-level morphometric analysis. The main stream of the basin is of fifth order and drainage patterns of subbasins are mostly of dendritic and parallel type. Based on the linear, areal and relief parameters of subbasins, the groundwater potential zones of the basin were identified and the results substantiated with geomorphology map derived from RS data. The elongated shape, favourable drainage network, permeable geologic formation and low relief of the subbasins WS3, WS5 and WS6 make them the promising groundwater potential zones of Araniar river basin. The statistical analysis and overlay analysis of the morphometric parameters also indicated the subbasins WS3, WS5 and WS6 as high groundwater potential zones. The groundwater potential zone map when overlaid with groundwater fluctuation map indicated the suitable sites for artificial recharge structures.     

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。     

鄂尔多斯盆地地下水勘查

鄂尔多斯盆地矿产资源丰富，生态环境脆弱，地下水资源分布不均，水质复杂。在研究盆地周边岩溶区岩溶发育规律，地下水富集规律，地下水的补给、径流、排泄条件的基础上，将周边岩溶区划分为9个岩溶水系统，进一步划分为25个岩溶水子系统。白垩系自流盆地初步揭示了深部赋存有丰富的地下水，地下水受岩相古地理、地下水补径排条件等控制，水质差异较大。总结了东部黄土覆盖区的地下水类型及开发利用模式。     

从黑河流域地下水年龄论其资源属性

地下水资源的可持续性是当前干旱区流域水资源管理的首要问题之一 ,我国西北内陆干旱区地下水的可持续开发必须首先要了解地下水系统的更新能力 ,地下水的放射性同位素测年可以提供系统循环时间和更新能力的重要信息。本文利用地下水中放射性氚 (3H )和碳 (1 4C)测年方法 ,计算黑河流域地下水的年龄 ,进而讨论地下水的更新性。结果表明 :潜水年龄多数小于 5 0 a,具有可再生的资源的属性 ,其中山前戈壁带和张掖盆地细土平原潜水地下水年龄小于 4 0 a,为 196 3年以来补给。酒泉东盆地排泄区承压含水层中地下水的年龄为 2 338～5 5 6 9a,额济纳附近的深层承压含水层中 ,地下水的年龄为 5 4 86～ 86 30 a,地下水资源更新性较差。但是张掖盆地河流附近深层承压地下水年龄小于 5 0 a,具有一定的更新性。上述认识不仅对黑河流域水资源管理和生态环境建设具有重要意义 ,而且对西北类似的内流盆地的地下水系统的研究有着借鉴意义     

鄂尔多斯白垩系地下水盆地中深层地下水可更新速率

为了缓解鄂尔多斯能源基地的供水压力和为当地水资源评价、地下水合理开发利用提供依据,研究该区主要供水水源地的白垩系盆地地下水可更新能力。地下水中溶解无机碳的动力行为可以近似认为与地下水相同,因此,地下水系统中¹⁴C的输入、输出浓度可以提供地下水系统可更新能力的重要信息。利用鄂尔多斯白垩系地下水盆地中、深层地下水¹⁴C数据,以地下水更新速率为指标,通过同位素数学物理模型定量评价了盆地中、深层地下水的可更新能力。结果表明：研究区地下水可更新能力随埋藏深度的增大而减弱,中层地下水更新速率多为0.1%/a~1%/a,可更新能力较强;深层地下水更新速率绝大多数都小于0.1%/a,可更新能力较弱;盆地北区地下水可更新能力整体高于盆地南区。     

松嫩盆地的地下水化学特征及水质变化规律

松嫩盆地位于东北腹部, 是我国主要的大型地下水盆地之一.地下水资源十分丰富, 但水质问题复杂, 原生水质状况不佳, 人为污染比较严重.根据水利、地质部门多年积累的地下水水质监测资料, 对地下水中原生有害组分和人为污染组分的形成机理和区域分布规律进行了比较全面、深入的研究, 着重分析了在人为活动影响下, 盆地不同地下水系统内地下水水质的多年变化规律.认为地质构造上的封闭性、强还原/弱碱性/富含有机质的水文地球化学环境、地下水运动滞缓是盆地地下水中多种原生有害组分富集的基本条件.近半个世纪以来强烈的人类活动, 则是导致地下水水质发生趋势性变化的主要原因.提出了改善区域地下水交替循环条件, 治理环境污染, 治理和更新已成为污染通道的水井, 利用洁净松花江水开展地下水人工回灌等改良与保护地下水水质的主要措施.      

利用GRACE重力卫星数据反演黑河流域地下水变化

干旱区地表水资源有限, 地下水资源被超采利用, 黑河流域是西北干旱区典型内陆河流域, 有同样的地下水资源利用问题. 然而由于监测地下水变化的测井数目有限且分布不均, 难以从流域尺度上把握地下水资源的时空变化. 利用GRACE重力测量卫星数据反演黑河流域2003-2008年间的地下水时空变化, 为合理分配利用水资源提供科学依据, 为掌握无资料区域地下水水资源及其变化趋势提供了计算方法. 为验证GRACE反演结果的可靠性, 首先将计算出的黑河中上游地下水的变化, 与该区域实测地下水变化数据进行对比分析, 结果显示二者之间相关性较好, 在一定程度上表明GRACE数据具备反演整个黑河流域水储量变化及其各个组分的能力. 此后, 利用GRACE数据反演了全黑河流域的地下水变化, 对其时空变化进行了分析和讨论. 结果表明: 黑河流域2003-2004年间地下水减少的幅度越来越少, 2005年夏季期间地下水资源量增加量最多, 自此地下水增加幅度逐渐减少, 至2008年趋于平衡. 空间上流域局部变化波动较大, 2003-2004年间黑河上游地下水资源量处于减少状态, 2005年相对于6 a地下水平均含量有轻微增加趋势, 2006年处于6 a平均值状态, 2007-2008年有稍微上升趋势; 中游在2005年有略微的上升, 之后3 a下降; 下游地下水含量在6 a中整体呈上升趋势.     

沉积盆地中地质流体运动与油气成藏

沉积盆地内地质流体运动的驱动力主要有压实作用、地下水重力作用、构造作用和进入盆地中的热流。在不同的驱动力作用下,地质流体可有离心流、向心流、穿越流以及幕式和集中式等不同的运动特征,对油气成藏的影响亦存在差异。在压实作用驱动下,油气藏围绕盆地生油中心成环状分布。在重力作用驱动下,油气主要聚集在地下水的低势区,如盆地的斜坡和中心,或地下水中下游的靠盆地一侧。构造作用驱动下的油气运移比较复杂,油气主要聚集在冲断层一侧,但也可以长距离运移到斜坡带聚集。     

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...     

Numerical analysis and evaluation of groundwater recession in a flood detention basin

This study analyzes the groundwater environment in the Yangzhuang flood detention basin in Henan Province, China. A numerical model of groundwater flow is established based on the hydrogeological conditions in the basin and changes of groundwater level in the flood detention basin under flood detention and recession conditions. The results show that during flood diversion and storage, the groundwater level in the basin rises, mainly in four flood detention zones, with a maximum rise of 1.0 m. After the floodwater recedes, the groundwater level slowly drops in the detention basin along with flood discharge, finally returning to its original level fifty days later. This study indicates that groundwater recession in the flood detention basin is a slow process, where the rise of groundwater level may cause environmental problems such as soil swamping.     

岩溶区地表水与地下水资源及环境统一评价的流域边界划分研究

岩溶地区地表水流域与地下水流域边界的分异形式有三类,即:地表分水岭与地下水流域边界在平面分布上基本一致;地表分水岭超出了地下水流域边界;地下水流域边界超出了地表分水岭。岩溶区地表水与地下水耦合流域的顶界为地表水流域的水面及下垫面,底界为浅循环潜水含水层或潜水—承压含水层下伏的隔水层顶面,在大厚度岩溶含水层分布区,可以弱岩溶发育带的顶面作为底界。其中地表水与地下水两个子系统间的次级边界,为地表水流域的下垫面。结合专门调查（勘查）评价和区域调查评价的特性,提出评价单元划分的原则及方法。这有助于在新一轮自然资源调查评价中,以流域为单元系统地开展水资源及环境调查评价,实行地表水和地下水资源及环境的统一管理。      

Factors affecting groundwater chemistry in regional arid basins of variable lithology: example of Wadi Umairy,Oman

Understanding factors influencing groundwater chemistry in regional groundwater basins is important to prevent groundwater pollution especially in arid areas where rainfall is low and water resources are limited. The present study assesses such factors in the regional, geologically diverse, groundwater basin of Wadi Umairy in Oman. The basin is composed of five different lithostratigraphic units with different hydraulic properties. Water samples (41) have been collected from the different units and analyzed for the major ions. Factor analysis and conventional hydrochemical methods were used to define the factors that have significant impact on the aquifer's hydrochemistry. It was found that evaporation and mineral weathering/dissolution are the main factors defining the groundwater chemistry along the flow path from recharge to discharge zones, whereas anthropogenic activities and alkalinity are found to be of lesser effect, and the latter prevails when the rocks are predominantly monomineralic. It was concluded that in regional groundwater basins, recharge/discharge relations together with the flow scale control the hydrochemistry irrespective of lithological variation in the basin.     

“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。     

海河流域地下水资源保护

地下水资源在海河流域至关重要的资源。海河平原的浅层和深层含水层大面积处于严重超采状态。地下水资源的的过量开采造成了严重环境问题。为了保护地下水资源，评价了可行的技术。利用洪水和废水进行人工回灌已进行了试验。在很多地区可以应用地表回灌系统，城市地区实施深层含水层的回灌。更好地策略是减少地下水的抽取量，特别是为了减缓地面沉降和海水入侵。应该联合运用减少地下水抽水量和人工回灌，以解决地下水位持续下降和含水层恢复的问题。     

阿拉善诺日公地区地下水系统水化学特征分析

阿拉善左旗诺日公是我国典型干旱区,地下水是该区主要的供水水源。水化学研究对地下水流动过程具有指示意义。以阿拉善诺日公地区地下水为研究对象进行水文地球化学特征分析,研究表明:从北部基岩隆起区到豪斯布尔都盆地中心,地下水水化学特征呈现一定的规律性,水化学类型由低矿化度的Na-HCO_3·Cl、Na-Cl·HCO_3型,逐渐过渡到盆地中心排泄区高矿化度的Na-SO_4·Cl、Na-Cl·SO_4型水,水质状况变差,由淡水逐步过渡到微咸水。区域地下水整体从西北向东南排泄,TDS的升高较好地指示了地下水的径流方向。蒸发作用是本区地下水化学构成的主控因素,同时溶滤作用、离子交换作用及人类活动对地下水化学成分也有影响。本研究为该地区水资源评价及优化配置提供了科学依据。     

鄂尔多斯白垩系地下水盆地硫酸盐的水文地球化学特征及来源

鄂尔多斯白垩系地下水盆地蕴藏有丰富的地下水资源,地下水赋存于白垩系砂岩中。为了查明地下水微咸水的成因,对40件地下水样品的水化学组成、SO42-的区域分布特征和28件硫同位素组成进行了分析,并对34件岩石样品进行了溶滤试验研究。结果表明:SO42-是地下水中主要阴离子组分,具有东部低西部高,北部低南部高的区域分带特征;硫酸盐是白垩系地层中主要的易溶盐组分,并以石膏和芒硝形式存在;地下水中SO42-主要来源于地层中石膏和芒硝,其次是地层中的硫化物,少量来源于有机硫。     

Regional groundwater flow and geochemical evolution in the Amacuzac River Basin,Mexico

An approach is presented to investigate the regional evolution of groundwater in the basin of the Amacuzac River in Central Mexico. The approach is based on groundwater flow cross-sectional modeling in combination with major ion chemistry and geochemical modeling, complemented with principal component and cluster analyses. The hydrogeologic units composing the basin, which combine aquifers and aquitards both in granular, fractured and karstic rocks, were represented in sections parallel to the regional groundwater flow. Steady-state cross-section numerical simulations aided in the conceptualization of the groundwater flow system through the basin and permitted estimation of bulk hydraulic conductivity values, recharge rates and residence times. Forty-five water locations (springs, groundwater wells and rivers) were sampled throughout the basin for chemical analysis of major ions. The modeled gravity-driven groundwater flow system satisfactorily reproduced field observations, whereas the main geochemical processes of groundwater in the basin are associated to the order and reactions in which the igneous and sedimentary rocks are encountered along the groundwater flow. Recharge water in the volcanic and volcano-sedimentary aquifers increases the concentration of HCO₃ ^–, Mg²⁺ and Ca²⁺ from dissolution of plagioclase and olivine. Deeper groundwater flow encounters carbonate rocks, under closed CO₂ conditions, and dissolves calcite and dolomite. When groundwater encounters gypsum lenses in the shallow Balsas Group or the deeper Huitzuco anhydrite, gypsum dissolution produces proportional increased concentration of Ca²⁺ and SO₄ ^2–; two samples reflected the influence of hydrothermal fluids and probably halite dissolution. These geochemical trends are consistent with the principal component and cluster analyses.