许昌市地下水含水层组划分和同位素对比研究

许昌市为全国30个重点缺水城市之一,为查明许昌市地下水水文地质特征,对许昌市地下水类型、含水层组进行划分。将许昌市地下水分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水和基岩裂隙水四种基本类型。含水层组划分为浅层含水层(组)、中深层含水层(组)、深层含水层(组)、超深层(热储层)含水层(组)、二叠系碎屑岩含水层(组)、碳酸盐岩岩溶裂隙含水层(组)、层状岩类裂隙含水层(组)等七大含水层(组)。同时,通过对许昌市地层和地下水同位素分析结果进行对比研究,划定许昌市浅层地下水与中深层地下水含水层界线定为埋深60 m,与依据地层划分的界限一致。     

江苏沭阳主城区地下水水文地质特征分析

开展水文地质特征分析对本地区建立地下水动态监测网络、地下水资源开发利用与环境保护以及城市工程建设过程中地下水控制具有重要的意义。在分析沭阳主城区自然地质环境及地质特征资料的基础上,结合水文地质勘探与试验以及水质检测资料,分析地下水类型及其富水性分布规律、补给径流排泄条件以及水化学特征等。结果表明:研究区松散岩类孔隙水分为浅层地下水(第Ⅰ含水层组)和深层地下水(第Ⅱ、第Ⅲ含水层组)。浅层地下水富水性较好地段主要分布于研究区西北部淮沭河、新沂河和沭河周边一带,实测单井涌水量754.60 m3/d,其它地段属于富水性较差区,实测单井涌水量183.84~184.75 m3/d,局部水质较差,易受污染。深层地下水水富水性好地段分布于研究区西南及二斗渠以南一带,含水层厚度较大,实测单井涌水量597.77 m3/d,其它地段属于富水性中等,实测单井涌水量422.97~459.56 m3/d,水质良好。研究区地下水补径排条件受地形地貌、人工开采等因素影响明显,深层地下水局部地区已形成了水位降落漏斗。     

地下水氟离子分布规律与超标成因浅析——以北京南郊第四系地下水为例

饮用水中氟浓度超标,是导致地方性氟中毒疾病的主要因素。通过水质资料综合分析,结合农村安全饮水工程的施工及水质专项调查,开展了地下水中氟分布规律的研究,掌握了氟在地下水空间的分布规律。浅层地下水中氟离子浓度超标范围主要集中在东南部及南部地区,氟离子浓度与含水层深度呈反相关系,随时间变化幅度较大。深层地下水中氟离子浓度超标区主要集中在中部,当含水层埋深在300m以内时,氟离子浓度与含水层深度呈正相关系,随时间变化幅度较小。浅层地下水中氟的富集与气候条件、含水层岩性、地下水径流速度密切相关,深层地下水氟超标是由地质原因造成的。研究成果为水井施工设计提供了技术支持,为研究治理地下水中氟浓度超标的措施提供依据。     

河北省邯郸、邢台东部四县地下水越流问题的同位素分析

深层地下水的属性、深浅层地下水的水力联系(越流)是水文地质工作者一直研究和争论的问题。在对邯郸、邢台东部四县深、浅层地下水的氢、氧同位素样品的采集与测试中,发现该区地下水中氚同位素含量较高(15～30 TU,最高达51.1 TU)。本文利用区域大气降水中氚同位素衰减规律与特征,结合研究区地下水的水位和水质动态特征、含水层及隔水层的岩性特征,对特定水文地质条件下浅层地下水向深层地下水越流的可能性进行了分析研究,认为:本区存在浅层地下水越流至深层地下水的可能,在深层地下水中出现的高氚含量是其重要的证据。     

运城盆地地下水同位素年龄特征及其演化过程和可持续利用

通过分析运城盆地地下水的碳同位素组成,结合水化学特征,揭示了盆地深层承压地下水的补给期为22～3 ka BP （现代碳百分比(a¹⁴C) 6~38 pmC）。浅层地下水（71~89 pmC）由现代水或现代水和老水混合组成。深层地下水氢氧同位素组成特征（δ¹⁸O~-10‰; δ²H~-70‰）表明地下老水在气候较冷的环境下受到补给,而浅层地下水的氢氧同位素组成（δ¹⁸O~-8‰; δ²H～-51‰）特征与现代西安降水组成相似。浅层地下水NO^-₃平均含量（31mg/L）比深层地下水（1.8 mg/L）高,硝酸盐的δ¹⁵N－δ¹⁸O_NO3 组成 (0‰～5‰）揭示了硝酸盐的主要来源为综合肥料。此外,浅层地下水的TDS由于蒸散发、矿物溶解,可达8.5 g/L（平均2.0 g/L）,深层地下老水TDS可达1.8 g/L（平均1.1g/L）水质相对较好。研究区目前主要开采深层地下水,受断裂带影响,浅层地下水已经侵入中深层地下水并与之发生混合,严重影响了中深层地下水的水质。如果发生大规模的浅层地下水与中深层地下水混合,会造成中深层地下老水的NO^-₃、TDS等含量越来越高。     

国家地下水监测工程(自然资源部分)西辽河平原监测区建设成果概述

为落实国家地下水监测工程与地下水质监测工作任务,实现对西辽河平原地下水动态的有效监测,国家地下水监测工程(自然资源部分)在西辽河平原监测区共布设了国家级地下水自动监测井117眼,其中新建监测井93眼,改建机民井24眼,安装自动监测仪器117套。监测区控制面积57 000 km~2,主要监测层位为第四系松散沉积物孔隙水含水层,监测层位最大深度为206 m。建成了国家地下水监测工程信息服务系统,提升了地下水监测信息获取、分析、共享和服务能力。该项目的实施大幅度提高了监测区地下水的监测频次以及信息的时效性、可靠性和准确性。     

国家地下水监测工程(自然资源部分)西辽河平原监测区建设成果概述

为落实国家地下水监测工程与地下水质监测工作任务,实现对西辽河平原地下水动态的有效监测,国家地下水监测工程(自然资源部分)在西辽河平原监测区共布设了国家级地下水自动监测井117眼,其中新建监测井93眼,改建机民井24眼,安装自动监测仪器117套。监测区控制面积57 000 km²,主要监测层位为第四系松散沉积物孔隙水含水层,监测层位最大深度为206 m。建成了国家地下水监测工程信息服务系统,提升了地下水监测信息获取、分析、共享和服务能力。该项目的实施大幅度提高了监测区地下水的监测频次以及信息的时效性、可靠性和准确性。     

地下水质监测——水文地质系统污染预防的有效方法

地下水质监测在地下水保护和质量守恒方面起着重要作用。在捷克斯洛伐克开展的国家、区域和特殊场地监测项目主要涉及地下水质和区域污染扩散问题相关背景资料的收集。安装有数据自动收集系统的试验监测站，优化了监测方法、监测网的设计和采样技术。捷克斯洛伐克的地下水质监测为密集耕作区相关决策与政策的制定提供了依据。对捷克斯洛伐克多个地区的浅层脆弱性含水层的时空变化进行了评价，从而为土地利用综合规划和地下水保护管理提供依据。     

天津平原区地下水位动态特征与影响因素分析

天津市地下水位监测工作已经开展了将近40年,监测区覆盖整个平原区。根据多年地下水位监测资料,笔者对区内浅层地下水和深层地下水不同含水层组的水位动态特征及其影响因素进行了分析研究,认为：天津平原区地下水位动态受水文地质条件、降水和开采条件的控制,不同类型地下水动态规律在时空分布上有明显差异,除降水量、温度等自然因素外,开...     

关于河北平原区深层地下水资源属性的探讨

以河北平原为例,采用同位素、地下水资源评价和地下水水位动态3种思路分析了深层地下水资源属性。根据实测地面沉降量反求深层地下水储存资源量的构成,确定了在以往的深层地下水资源计算时储存资源量少计算了32.77%,弹性释放系数比以往的数据大;根据深层地下水动态特征,分析认为深层地下水资源在同一水文年内可以得到部分恢复,在深层地下水降落漏斗区地下水循环速率将加大,并根据沉积学的观点,认为河北平原含水层在各期古河道带交叉重叠部位或在重叠部位附近可能是连通的,浅层地下水可以沿着各期古河道带沉积的砂性土构成的含水层向下补给深层地下水,其补给量远大于通过巨厚的黏性土层向深层地下水的越流补给。     

滇中红层膏盐溶蚀特征及其对水质的影响

滇中红层多含有石膏、岩盐等可溶盐矿物,在可溶盐富集地段,地下水往往表现为咸水或微咸水而不适宜饮用。文章以楚雄市谢家河河谷为例,基于钻探、物探、测井、水质分析等综合勘察资料,研究红层膏盐在地下水循环中的溶蚀特征并分析膏盐溶蚀对水质的影响。结果表明:膏盐溶蚀形式主要为散点状膏盐的溶蚀孔洞和裂隙状石膏的溶蚀裂隙,溶蚀强度主要受控于含水介质孔隙发育程度和地下水循环速度;浅层地下水循环速度快,虽可溶盐溶蚀强烈,但对地下水水质影响较弱,水质超标面较小;深层地下水循环速度慢,可溶盐溶蚀后富集于深层承压含水层中,导致地下水水质超标面大;断裂及其影响带导水造成深层承压水向浅层地下水越流,导致浅层地下水水质变差。      

岩溶高原地下水径流系统垂向分带

大量的矿产资源采掘、地质勘探、洞穴探测、示踪试验等揭露和观测研究发现地下水径流系统的分带性是客观存在的。根据含水层的埋藏条件、地下径流的空间形态、地下水动力性质、地下水循环深度和流程的差异,岩溶高原地下水径流系统垂向上可划分为:浅循环径流带、深循环径流带2大类,进一步划分为:表层径流带、垂向渗流带、季节波动带、潜水—承压水径流带及层状承压径流带、带状承压径流带6个分带。岩溶高原地下水径流系统分带主要由地层沉积旋回、地质构造切割及组合、地形地貌起伏变化、岩溶发育分带特性所决定。      

地面核磁共振测深方法在武汉市岩溶地面塌陷探测中的应用研究

岩溶地面塌陷是隐伏岩溶区常见的地质灾害类型之一,是制约武汉市城市规划和建设的重大地质环境问题。地下水对岩溶地面塌陷的形成和发展发挥着至关重要的作用,地面核磁共振测深方法是目前唯一直接探测地下水的地球物理方法,对地下水探测具有独特优势。本文介绍了地面核磁共振测深方法在探测岩溶塌陷区地下含水层方面的潜力,并在武汉市岩溶塌陷区内外开展了探测实验,结果表明:地面核磁共振测深反演的含水量参数可辅助划定含水层顶底板埋深,确定含水层厚度,并量化含水层富水性特征;弛豫时间参数指示了含水层孔隙度大小,可为岩溶发育程度、岩溶裂隙充填情况等提供参考。结合钻孔资料,验证了地面核磁共振测深方法在岩溶塌陷区地下含水层探测中的可行性。      

江苏省南通市深层含水系统地下水水质咸化特征及成因分析

深层含水系统地下水水质咸化是南通市主要环境地质问题之一,文章从第四纪含水系统自身特有的水文地球化学环境以及地下水开采两方面,对南通市深层含水系统地下水水质咸化特征及形成原因进行分析研究.区内除长江沿岸局部地带出露泥盆系外,大部地区为第四系松散层覆盖,厚度一般200～360m,垂向上多层含水砂层相互叠置,赋存有丰富的地下水.自上而下可划分为浅层、中层以及深层含水系统,其中浅层、中层含水系统埋藏于180m以浅,多为咸水,开发利用程度较低;深层含水系统埋藏于180m以深,地下水具有水质优、水量丰富的特点,因而被广泛开发利用.深层地下水的大量开发利用,改变了地下水的天然动态,水位连年持续下降,并形成了规模较大的区域水位降落漏斗.1997年,南通市最低水位埋深45.0m,下降速率高达1.5m/a,水位埋深大于20.0m的范围达5100km2.此后,区域水位降落漏斗仍在继续扩大、加深,2000年水位埋深已降至56m.随着区域水位降落漏斗的形成和发展,该市深层地下水水质发生了相应的变化,水质动态总体呈咸化趋势,咸化速率由小于4mg/l*a到大于20mg/l\5a不等.在水位漏斗中心区、上部隔水层发育较差地段以及东部沿海地带咸化最为严重,并呈现自西向东咸化程度加重的变化规律.研究结果表明,引起本区深层地下水水质咸化的原因主要有四个方面(1)中层含水系统内咸水越流补给,导致深层含水系统水质咸化.在天然条件下,由于地下水运动缓慢,交替周期长,区内各含水系统地下水水质动态相对稳定.但是,人为强烈开采深层地下水,使其水位大幅度下降,造成中层含水系统与深层含水系统之间出现较大的渗透压,大大激化了中层含水系统的越流补给,致使高矿化水入侵深层含水系统,导致地下水水质咸化;(2)深层含水系统相对隔水顶板粘性土压缩释水补给导致深层含水系统水质咸化.地下水水头降低,打破了地下水原始平衡状态,深层含水系统上部相对隔水顶板粘性土层中的水,在水头差驱使下流向含水层,结果也降低了粘性土中孔隙水对上覆地层的支撑力,导致粘性土层压缩并向含水层排水,即粘性土压缩水;(3)深层含水系统中微咸水、半咸水的迳流补给导致深层含水系统水质咸化.地下水位大幅度下降,地下水水力坡度变陡,迳流速度加快,周边同一含水层高矿化度地下水迅速向漏斗中心流动,导致水质咸化;(4)成井工艺不合格造成深层含水系统水质咸化.因打井市场的开放,一些没有资质打井队伍也进入市场承担工程,由于设备、技术手段不足,采用通天回填现象较普遍,止水质量较差,如果上覆有咸水或微咸水,往往使井边附近地带的地下淡水明显咸化而很快不能使用.     

辽河三角洲地区地下水动态监测研究

辽河三角洲处于陆地和海洋的结合部,蕴含丰富的资源,具有十分重要的战略地位。项目通过三年的时间,查明了辽河三角洲地区主要含水层结构:第四系含水层系统(Q)、明化镇组含水层系统(Nm)、馆陶组含水层系统(Ng)。通过设立动态监测网,建立、完善地下水动态监测体系,实现地下水位和水质的实时监测;地下水水位动态:第四系松散岩类孔隙水较为稳定,水位动态变化不大;上新近系明化镇组和馆陶组地下水,受人类活动影响较大,由于多年连续大量开采,地下水位逐年下降,已形成了2个区域性地下水降落漏斗。地下水水质动态:第四系上更新统(Q3)浅层水Cl-、SO42-、Na+及矿化度持续升高,高矿化度水分布面积扩大,水化学类型复杂化,氯化物型和钠型水分布面积增大,向周边扩散;明化镇组和馆陶组地下水,水质优良,变化不大。针对地下水超采,注重水资源合理配置,适当减少新近系地下水资源的开采,充分利用地表水资源的对策。     

黄河三角洲浅层地下水埋深动态与降水的时空响应关系

为探究黄河三角洲浅层地下水埋深动态对降水的时空响应关系及其驱动因素,基于2006—2010年黄河三角洲14口监测井的浅层地下水埋深数据和气象站降水量数据,利用Kendall's秩相关、交叉小波变换和小波相干方法,分析黄河三角洲地下水埋深动态和降水之间不同的时空响应模式,结合土地利用、微地貌类型和土壤质地资料,利用地理探测器方法对地下水埋深-降水响应关系进行定量归因研究。结果表明:（1）地下水埋深时间序列与降水量时间序列呈负相关关系,根据降水量对地下水埋深的影响强弱,可划分为3种空间模式:模式1强负相关（-0.45~-0.30）、模式2负相关（-0.30~-0.15）和模式3弱负相关（-0.15~-0.01）,空间差异性明显。（2）从模式1到模式3,地下水埋深对降水的响应延迟时间逐渐变小,分别为178.36 d、146.43 d和35.51 d,在所有模式中,地下水埋深对强降水的响应都很敏感。（3）土地利用、微地貌类型和土壤质地对地下水埋深-降水的响应关系都有显著的影响,解释贡献率分别为微地貌类型（0.280 7） > 土地利用（0.244 1） > 土壤质地（0.163 8）,驱动因子之间均表现出非线性增强作用,土地利用和微地貌类型的协同增强作用最大,为0.749 0。研究揭示了黄河三角洲浅层地下水埋深变化与降水之间不同的时空响应模式并对其进行定量归因,为黄河三角洲地区水循环过程研究及地下水资源管理和生态保护提供科学依据。     

苏北沿海三市三维地下水流数值模拟

20世纪80年代以来,苏北沿海三市（连云港、盐城和南通）地下水过量开采导致部分地区水位持续大幅下降,引发地面沉降、水质咸化等问题。本文基于研究区大量地质、水文地质资料,以及2005—2013年地下水开采和水位观测数据,经过模型识别、验证,建立了能刻画苏北沿海三市地下水流场演化的三维非均质各向异性地下水流数值模型,模拟了研究区2005—2013年开采量由约2.03亿m³逐渐减少到1.56亿m³条件下深部地下水系统流场（包括第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ承压含水层）的动态演化过程。结果表明,各观测孔的水位实测值与模拟值吻合良好,水位及水均衡模拟结果显示各含水层水位下降得到有效控制,但是该区域地下水仍处于超采状态。为进一步控制水位下降,防治咸水扩散、地面沉降等地质环境灾害,模型预测并比较了现状开采和限制开采2种不同开采方案下2014—2020年苏北沿海三市深层地下水流场的变化趋势。预报结果显示,2种开采方案下,各含水层水位下降速率均减小,尤其是限制开采方案下,第Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ承压含水层的区域水位平均下降速率依次为0.15、0.16和0.15 m/a,分别比模拟期减小了46.43%、65.21%和48.28%,在开采强度降至最低的条件下储存量变化速率仍为负值,说明需要进一步加强地下水限制开采的力度。     

盐城市地下水水质控制因素分析

本文采用主因素分析的方法,结合盐城市近几年地下水水质监测资料,对盐城市淡水区和微咸水区地下水水质各监测组分按不同的分类标准分成全体组和离子组进行分析,确定地下水水质控制因素,并将计算结果与盐城市水文地质条件相结合,分析了计算得出的研究区地下水水质控制因素的形成原因及特点。最后根据分析结果制定一套适用于盐城市第Ⅲ承压含水层水质监测方案。为提高治理水环境的综合效益提供了科学依据。     

淮河流域片平原地区地下水中苯并[A]芘分布特征及应对措施研究

苯并[a]芘是多环芳烃中毒性最大的一种物质,具有三致作用。基于对淮河流域平原区四千余组水样的统计分析,阐述研究区内地下水中BaP分布现状,指出淮河流域平原地区浅层地下水（埋深小于50 m）及中深层地下水（埋深不小于50 m）中BaP分布现状,并分析其成因。浅层地下水中BaP检出率为1.85%,零散分布于整个研究区内,其中皖北豫东能源基地及河南部分人口密集乡镇超标点相对集中深层地下水中BaP检出率0.38%,主要分布于豫东皖北地区。流域内浅层水中BaP成因众多,其中煤炭燃烧、秸秆燃烧、生活排污是主要成因。在现状评价及成因分析基础上,提出开发利用地下水中避免BaP危害的措施。     

国家地下水监测工程数据在地下水动态月报评价中的应用效果浅析

地下水动态月报是水利部门定期发布地下水情的重要平台之一,传统的地下水监测数据收集方法使得月报发布存在滞后明显的现象。国家地下水监测工程(水利部分)的建设为月报编制工作提供了更加及时、覆盖面更广的监测网络和数据信息。选取江苏北部平原区与辽宁中部平原区为代表,对比分析了国家地下水监测工程监测数据与传统人工上报地下水数据,定量描述了两类数据表达区域地下水埋深空间分布特征的差异。研究表明,国家地下水监测工程的地下水监测站点分布和数量要优于历史人工测站的分布情况。