娘子关泉域降水补给的时滞研究

针对娘子关泉域降水补给的时滞问题展开研究,根据泉域水文地质条件的灰色系统特征,提出了带有时滞的灰色关联分析模型,并运用该模型对泉域不同区域的降水量与泉水流量进行了时滞分析,结果表明,娘子关泉域不同区域的降水对娘子关泉的补给时滞存在差异,位于中间主流带的阳泉市、平定、盂县、昔阳与和顺的降水时滞为2年;位于西南、西北径流区边缘的寿阳和左权的降水时滞为4年。      

娘子关泉域岩溶地下水位变化特征及成因

利用多年观测资料,结合地下水补、径、排条件,分析娘子关岩溶地下水动态变化特征及成因。结果表明:（1）娘子关泉群流量在1980-2004年前总体表现为下降状态,2004年之后趋于稳定并略有回升;（2）岩溶地下水位动态空间上表现为地下水补给区比径流区变化大,时间上则分为两个不同时间段:1980-2004年表现为持续下降状态,2005-2014年表现为波动缓慢下降,部分地区水位小幅回升;龙庄岩溶地下水1998年1月到2004年1月水位下降22.9 m,平均年变幅3.82 m,2005年5月到2014年5月水位升高1.5 m,年均变化-0.17 m。      

娘子关泉域岩溶水脆弱性模糊综合评价

地下水脆弱性评价是区域地下水资源管理和保护的重要手段之一,针对娘子关泉域岩溶水的特殊性,基于欧洲脆弱性评价方法,选择包气带厚度、入渗补给量、包气带岩性、岩溶含水层的导水性能(泉水响应)四个因子,采用模糊综合评价法评价地下水脆弱性,并且绘制地下水脆弱性分区图。评价结果表明,极易污染区主要分布在娘子关泉群出露的地区,即泉源处;极难污染区主要分布在盂县—阳泉—平定—昔阳—和顺一带以西地区,寿阳县大部分地区。评价结果在合理制定保护娘子关泉域方面具有一定的参考价值。     

娘子关泉域径流-排泄区岩溶水污染特征及成因分析

娘子关泉域径流-排泄区主要分布于山西省阳泉市,泉域内岩溶水是阳泉市重要的供水水源。分析评价了泉域径流-排泄区水质变化,结果显示岩溶水污染严重,主要污染物为SO2-4、总硬度、TDS。岩溶水中SO2-4的浓度来源对判别总硬度和TDS的污染源具有指示性意义,应用硫同位素(34S)计算表明采煤是岩溶水水质污染的重要原因。与2003年水质对比,地表水和岩溶水中SO2-4来自煤系硫的比重都有所增加,尤其以岩溶水排泄区的增长速率最大。     

娘子关泉域岩溶地下水开发利用现状及保护管理建议探析

通过对娘子关泉域岩溶水开发利用现状及存在的主要问题的分析,提出应通过娘子关泉水流量保护目标、水质保护目标和岩溶水凿井开采总量控制目标,制定岩溶水资源保护与管理规范性文件、严格控制岩溶地下水的开采措施、提高污水回用率实现污水资源化和开展煤矿老窑水水污染调查与防治技术研究等保护管理措施,合理开发利用地下水资源,实现水资源可持续利用。     

煤矿开采对娘子关泉域岩溶地下水水质的影响分析

娘子关泉域内煤系地层分布面积近4 500 km2,占泉域总面积的60%以上,由于煤矿长期、大规模的开采对泉域岩溶地下水水质造成了较大的影响。分析煤矿采煤期间和闭坑后两种情况下矿坑水对岩溶水水质的影响及其污染途径。认为:煤矿开采期间,煤层及周围地层中有硫铁矿发生氧化及水解反应,矿坑水中硫酸根离子、总硬度、矿化度含量均比天然地下水高,煤矿关闭后会在矿坑内形成老窖水,造成严重污水环境问题,对此应足够重视,治理污染,保护娘子关泉域地下水。     

娘子关泉域岩溶水硫酸盐污染的地球化学模拟分析

通过分析娘子关泉域岩溶水的水文地球化学特征, 发现沿流动路径上硫酸根质量浓度逐渐降低, 矿化度逐渐降低, Ca2+, Mg2+与SO₄2-比值逐渐升高等特征.运用水岩作用的地球化学模拟软件模拟得出, 广泛出露分布的中陶统灰岩因含石膏而使地下水在补给—径流区和地下浅部即含有高硫酸根, 沿流动路径上在汇流区—排泄区地下水不断有侧向补给及与深部水的混合, 而表现出硫酸根质量浓度逐渐降低; 同时个别特高硫酸根的井水为石炭—二叠系中水污染中奥陶统含水层造成的.相对而言, 深部下奥陶统含水层的水质较好.      

山西娘子关泉的地下水储量估算

娘子关位于山西省平定县桃河、温河与绵河的汇流地段。泉水沿河谷二岸出露,泉区由十一个泉群组成,分布在程家村与苇泽关之间。据泉区下游河北省地都水文站测流资料,娘子关泉总流量为10—18米~3/秒。1965年山西     

优化技术在娘子关泉域岩溶地下水开采资源量评价与管理中的应用

我国北方岩溶地下水,多数是以泉域水资源系统为单元进行循环的,各岩溶地下水系统以规模大、系统结构复杂为典型特征.在岩溶地下水开发利用过程中,如何兼顾各开采水源地的开采量、井采与泉水流量间等关系,以避免出现水文地质环境问题,是多年来水文地质界一直关注的问题.本文将水资源系统与供水系统相结合,采用优化技术建立了娘子关泉域岩溶地下水评价管理模型,以此为基础提出了多种开发方案,为类似地区的地下水评价与开发管理提供范例.     

娘子关泉域岩溶水氢氧同位素特征及影响因素浅析

为了研究娘子关泉域岩溶水状况及补给运移规律,系统采集了泉域内岩溶水、地表水样品,分析测试了样品的δD、δ~(18)O值,利用氢氧同位素方法,通过分析氢氧同位素特征及其影响因素研究岩溶水的补给来源及各含水层的相互联系。研究结果表明,大气降水和河流渗漏补给是泉域内岩溶水的主要补给来源。由于大气降水的高程效应和温度效应,导致泉域内δD、δ~(18)O值存在一定的差异。由于受到强烈蒸发后的大气降水及河流渗漏水的补给,河流沿岸岩溶水的δD、δ~(18)O值相对较高。同时对娘子关泉群城西泉、五龙泉和集泉站的D和~(18)O同位素分析结果表明,城西泉水来源于近源低海拔的补给源;而五龙泉和集泉站泉水来源于深循环、远距离、较高补给高程与地表水交换弱的补给源。通过以上研究,进一步明确了娘子关泉域岩溶水的补给运移规律,为当地政府合理开发及可持续利用娘子关泉域岩溶水资源提供了理论支撑。     

北方岩溶地区水资源科学调配——以娘子关泉域为例

长期以来,在水资源评价及开发中,将地表水和地下水分割开来、使资源量计算重复,开发相互干扰。我国北方岩溶泉域大多是地表水-岩溶地下水联合系统,各种水资源有其不同的性状,其间又有密切的联系。本文以娘子关泉域为例,将地表水-浅层地下水-深层岩溶水-泉水作为统一的水资源系统,在研究其间转化关系的基础上,建立联合调度及管理模型,根据多种水文年组合,提出了长系列优化调度方案。      

综合勘查方法在超深水位岩溶区供水勘查中的应用——以娘子关泉域寿阳岩溶区供水勘查为例

在阳泉矿区寿阳区超深水位岩溶区,采用遥感、地震、地下水动态综合监测、抽水试验等综合勘查方法,基本查明了岩溶含水层段的空间分布特征及补径排条件,岩溶地下水的水化学特征及变化规律.在充分利用各种水文地质信息资料的基础上,对超深水位岩溶区进行了地下水资源评价,节约了近30%的钻探工程量,缩短了勘探周期,取得了良好的经济效益和社会效益.     

山西寿阳超深水位岩溶区供水勘查方法及开发利用——以娘子关泉域寿阳岩溶区供水勘查为例

在阳泉矿区寿阳区超深水位岩溶区,奥灰岩界面埋深在400~600m,岩溶水位埋深440~500m。采用遥感、地震、钻探抽水试验等综合勘查方法,基本查明了岩溶含水层段的空间分布特征及补迳排条件。特别是针对峰峰组的角砾状泥灰岩容易坍塌、掉块、缩径等特性,进行地层的稳定性研究和泥浆新工艺研究,利用地层特性和以往施工资料进行"事故多发段"的地层地质预报,结合利用岩屑准确鉴定奥灰岩的方法,大大减少了钻探过程出现的各种事故,在缺水地区找到了丰富优质的岩溶地下水,拟建了超深水位岩溶水源地,取得了良好的经济效益和社会效益。     

极端降水对娘子关泉流量的补给研究

采用广义极值Pareto分布模型（GPD）研究娘子关泉域的月最大降水,并在剔除人类活动造成的泉水流量下降趋势（亦即平稳化）后,研究不同重现期的极大月降水量与平稳化后的泉水年平均流量的关系,以获得极端降水与泉水流量的相关关系。结果表明,娘子关泉域的极大月降水与之后第2 年的泉水年均流量关系最为密切。此外,文中还给出了相应的量化关系表达式,并据此估算娘子关泉域重现期为20、30、50、100年的月降水量分别为280 mm、295 mm、315 mm、338 mm,其对之后的第2年的年均泉流量补给分别为1.58m3/s、1.83m3/s、2.16m3/s和2.55m3/s。      

应用环境氚和碳—14估算娘子关泉岩溶地下水年龄和汇水区面积

娘子关泉排泄不同岩溶子系统中不同年龄岩溶水的混合水,其中包括当年补给水、平均通过时间为5a的“近年水”和平均通过对间为1.4ka的“老水”。老水的汇水区约8000km~2,太原东山一带岩溶水可能通过远程慢速岩溶子系统补给娘子关泉。老水占泉流量的56%左右。近10ka来,老水已被更新约7次。     

应用回归分析方法推求降水入渗补给系数

降水入渗补给系数是地下水资源计算的重要参数之一。目前利用地下水动态资料推求降水入渗补给系数的方法最多，可是在现状地下水开采条件下，地下水动态已改变了其天然状态，降水后的地下水动态已不能真正反映降水入渗补给所引起的地下水位回升，通过动态资料直接推求降水入渗补给系数就显得较为困难。为了消除现状条件的影响，应用部分无影响的动态资料，建立起降水量与地下水位升幅值之间的回归方程，通过插补计算推求降水入渗补给系数，为地下水资源计算提供可靠的依据。     

岩溶峰丛洼地区降水入渗系数——以寨底岩溶地下河流域为例

大气降水入渗系数α、地下水径流模数M是最基础的水文地质参数,文章以封闭型寨底岩溶地下河流域结合2013年3月至2014年2月一个完整水文年的水位、流量、雨量高频率监测数据,采用水量均衡法得到了岩溶区枯平丰水期大气降水入渗系数,分别为0.352、0.528、0.726,平均入渗系数为0.635。地下水径流模数分别为8.32、19.80、61.15 L·s-1·km-2,年平均径流模数为33.36 L·s·-1·km-2。其计算方法和计算结果对同类型岩溶区水资源评价等有一定的借鉴意义。      

地表水渗漏对娘子关岩溶泉泉水水质的影响

娘子关泉水作为阳泉市主要的供水水源,受特定地质结构与人为污染等因素的影响,水质呈现逐年恶化的趋势,部分组分含量目前已处于超标或临界超标状态。在分析泉域岩溶水系统地质结构基础上,通过泉域内各主要河流渗漏量实测与水化学测定,采用物理混合方法评价河流渗漏途径对娘子关泉水水质的污染影响程度。