新疆三工河流域地下水矿化度的时空变异及其分形特征

对面积约670 km2的新疆三工河流域地下水矿化度进行了取样检测,应用地质统计学方法对取得的数据进行了半方差函数分析,计算了平均值、方差、标准差、变异系数等传统统计特征值,并指出了用该方法表示地下水矿化度所存在的不足.在此基础上,将分形理论与地质统计学原理相结合,计算了三工河流域在1998、2002年地下水矿化度的分维值,分别为1.75,1.59;其变异系数分别为0.51,0.54,即2002年地下水矿化度的均匀性要比1998年的稍差.研究结果表明,地下水矿化度并不是具有理想分形特征的介质,它只是在一定的空间尺度内才具有分形特征.通过对1998年及2002年地下水样品的分析,得出该地区地下水矿化度在时间与空间上皆存在明显的变异性.在空间尺度上,地下水矿化度在研究区的北部大于中部,中部大于南部;在时间尺度上,随着时间的推移研究区北部的地下水水质正向矿化度加重的方向发展.     

焉耆盆地绿洲区近50年地下水文时空变异及水盐演变

以地统计学理论和焉耆盆地绿洲区浅层地下水矿化度不同时期(1960年和2005年)的实测数据为基础,对取得的实测数据进行了半方差函数分析,结果表明:焉耆盆地绿洲区地下水矿化度和埋深在时间和空间上都存在明显的时空变异性.在空间尺度上,地下水矿化度在开都河中下游地区及其两岸灌区有增大的趋势;在时间尺度上,地下水随时间推移向盐化加重方向发展.近50年水盐动态表明焉耆盆地一直处于积盐过程,而绿洲区则处于脱盐过程,盐分都积累在博斯腾湖区,在1982年后转移至孔雀河流域.焉耆盆地地下水盐化态势表明,近年来地下水各项离子质量浓度都在积聚.绿洲区水土资源开发不仅改变了水盐分布,而且也深刻影响了地下水水体.     

黄淮海平原浅层地下水埋深对气候变化响应

地下水是陆地水循环的重要组成部分,它受气候条件和植被地形及人类活动的影响.地下水埋深对气候变化的响应研究是气候变化影响研究的前沿和热点之一,对于水资源管理及其相关研究与应用具有重要意义.本文利用陆面水文模型VIC驱动统计模型RTFN开展气候变化的敏感性试验,探讨黄淮海平原地区浅层地下水埋深对气候变化的响应.研究表明,地下水埋深对降水变化的敏感程度远大于温度变化,埋深较浅区比埋深较深区敏感.在温度变化2～5℃,降水变化±15%的情景下.黄淮海平原区平均地下水埋深变化范围大致为-81～96mm.由于地下水具有自记忆性,导致埋深对降水盈余响应滞后.该地区最大的埋深变化出现在8月.     

塔里木南缘策勒绿洲地下水空间变异性与土地覆盖关系研究

基于策勒绿洲78个取样点的地下水埋深、矿化度和pH值的观测资料, 应用遥感、地理信息系统、 空间插值和地质统计学分析的方法对所取数据进行空间变异性分析.结果表明: 1)地下水埋深和pH值服从正态分布, 矿化度服从对数正态分布;2)地下水埋深、矿化度和pH值都具有强烈的空间相关性, 在步长为8 km范围之内, 地下水特征的空间变异是各向同性的, 当步长＞8 km时, 四个方向上的半变异函数发生了不同的变化;3)受盆地地形影响, 地下水埋深从南到北变浅, 东部区域埋深最浅, 最小为1.56 m;矿化度分布趋势则是从南到北逐渐增大;pH值高值区发生在绿洲东南部和中北部, pH值高的区域矿化度较低, 而pH值低的区域矿化度较高;4) 绿洲耕地主要分布于地下水位埋深为5～25 m, 且矿化度＜2.0 g·L~(-1) 的区域;林地和草地分布于绿洲边缘区, 该区域地下水埋深浅, 平均水位＜10 m, 而地下水矿化度较高, ＞2.0 g·L~(-1) .     

基于模糊综合评判的广州地下水特殊脆弱性评价

考虑地形因素、地层因素、水文地质因素和人类活动对地下水特殊脆弱性的影响,从中选取9个评价因子,通过模糊综合评判法,构造非线性隶属度,计算各个指标的隶属度函数,然后通过模糊矩阵以及结合G IS空间分析技术,对广州地下水特殊脆弱性进行评价。结果表明,广州地下水特殊脆弱性指数处于2.99~22.16之间,可划分为5个等级,总体上地下水容易受到污染,但存在明显的区域差异。脆弱性较高地区主要分布在广花盆地中部,该区域地下水开采量较大,土地利用变化较快,且地形坡度小,含水层富水性大,地下水埋深小;脆弱性中等地区主要分布在广州中部、南部以及西部的部分地区,其地下水位具有一定防污能力,但由于人类活动较为频繁,地下水较容易受到污染;脆弱性较低地区主要分布在广州东部及北部,其地下水埋深较大,含水层较厚,对污染物的隔污及净化能力强,人类活动对地下水影响小。针对不同地区的脆弱性特点,需要采取不同措施,以促进广州地下水资源的保护与可持续利用。     

张掖城市湿地地下水防污性评价研究

通过系统分析张掖城市湿地水文地质条件,采用DRASTIC法,选取了地下水位埋深、净补给量、含水层介质、土壤介质、地形、包气带介质和渗透系数共七项影响因子对张掖城市湿地城市区地下水防污性进行了评价。结果表明,张掖城市湿地地下水防污性较好地带主要分布在研究区南部新墩镇——二十里铺一带地下水深埋区,水位埋深一般大于10 m,...     

鄂尔多斯白垩系盆地地下水的形成与演化：来自Cl及其同位素36Cl的证据

鄂尔多斯自垩系地下水盆地地处中国西部干旱-半干旱地区,其南部和北部分别被黄土和沙漠覆盖,地下水水化学组成在区域上差异显著,北部以淡水为主,南部以微咸-半咸水为主.在沙漠区和黄土区的深层含水层中(埋深大于400 m)分别采集了5组和3组水化学同位素样品.T和14C的分析结果表明,地下水的滞留时间在20343 a内,并且未...     

白杨河谷地地下水系统特征研究

地下水系统特征是水资源开发利用的重要基础依据,可评判出该地区的承载力及开发前景。以新疆白杨河谷地为研究对象,对研究区含水层组中的构造裂隙水、断层脉状水、第四系松散岩类孔隙水特征、地下水循环过程进行研究,同时基于2012年8月-2013年10月地下水动态监测资料,对第四系地下水水位动态变化特征进行评价分析。结果表明:(1)白杨河谷地区地下水含量极其丰富,尤其是第四系潜水具有很好的开发利用前景。(2)大气降水和冰雪融水是研究区地下水的主要补给来源,地下水降低主要是因机井开采、泉水溢出、潜水蒸发、植被蒸腾和侧向径流,不同区域地下水年龄更新周期存在较大差别。(3)地下水动态主要受气象水文因素影响,受人工开采的影响不大。研究区北部山前深埋带地下水埋深70～120 m,富水性好,渗透性强,地下水动态历时曲线表现为"波动型";中埋带主要分布在布尔阔台冲洪积平原中部、白杨河冲洪积平原TK10～TK16一带,远离山前暴雨洪流补给,地下水埋深适宜,渗透性较强,富水性较好,接近下游潜水—承压水区;浅埋带主要分布于莫合台、白杨河林场一带浅埋区,地下水水位动态曲线呈单谷型,年变化幅度比较平缓(一般小于1 m)。研究结论可充分掌握区域地下水承载能力,为远期水资源保护与科学开发提供参考依据。     

民勤绿洲天然植被生长与地下水埋深变化关系

甘肃石羊河流域民勤盆地水资源短缺,生态环境脆弱,弄清地下水埋深与天然生态植被生长的关系,是精准调控地下水开采、针对性制定生态保护政策的重要理论依据。利用民勤盆地2000—2017年LANDSAT遥感数据,计算归一化差值植被指数（NDVI）年均值,结合85眼监测井的地下水埋深实测数据,分析了植被生长与埋深的关系。结果显示:研究区植被NDVI较低,多年均值约0.1,2012年后NDVI趋于增大,反映人工造林等措施成果明显。地下水埋深总体趋于增大,2008年后增幅减缓,目前埋深西部大于20 m,东部、北部小于20 m。区内适宜植被生长的埋深范围为2.5~3.9 m,多年平均适宜生态水位约2.66 m;埋深小于4 m时,NDVI与埋深表现为高度负相关(R<-0.8),即埋深越小,NDVI越高;埋深大于4 m时,两者无明显关系。较前人成果,文章从长序列时间、盆地空间尺度分析了民勤绿洲区天然植被生长与地下水埋深的变化,得到浅埋区生态水位,进而圈定了生态治理重点靶区。     

阜阳市现状地下水水位水量适宜性分析

为实现构建水位和水量双指标相结合的地下水水资源控制管理模式,以安徽省阜阳市为例,分析了阜阳市地下水动态特征,制定了研究区浅层下水水位水量适宜区间,并分析了现状条件下研究区地下水水位水量的适宜性。研究结果表明:研究区北部平原区浅层地下水适宜水位埋深确定为1.5~3.0m,枯水期或春季可适当调整,但建议最大埋深不宜大于3.8m,南部平原区浅层地下水适宜水位埋深可确定为1.0~3.0m,局部地区根据具体要求可做适当调整;现状条件下,阜阳市浅层地下水水位埋深基本位于制定的适宜水位埋深区间内,间接反映出,在现有开采井布局、作物种植结构和灌溉制度前提下,该区浅层地下水开采量较适宜,同时间接验证了制定的地下水适宜水位埋深的合理性。     

Modeling of groundwater draft based on satellite-derived crop acreage estimation over an arid region of northwest India

Over-exploitation of groundwater for agricultural crops puts stress on the sustainability of natural resources in the arid region of Rajasthan state, India. Hydrogeological study of groundwater levels of the study area during the pre-monsoon (May to June), post-monsoon (October to November) and post-irrigation (February to March) seasons of 2004–2005 to 2011–2012 shows a steady decline of groundwater levels at the rate of 1.28–1.68 m/year, mainly due to excessive groundwater draft for irrigation. Due to the low density of the groundwater observation-well network in the study area, assessment of groundwater draft, and thus groundwater resource management, becomes a difficult task. To overcome the situation, a linear groundwater draft model (LGDM) has been developed based on the empirical relationship between satellite-derived crop acreage and the observed groundwater draft for the year 2003–2004. The model has been validated for a decade, during three year-long intervals (2005–2006, 2008–2009 and 2011–2012) using groundwater draft, estimated through a discharge factor method. Further, the estimated draft was validated through observed pumping data from random sampled villages (2011–2012). The results suggest that the developed LGDM model provides a good alternative to the estimation of groundwater draft based on satellite-based crop area in the absence of groundwater observation wells in arid regions of northwest India.     

地下水对银川平原植被生长的影响

植被是反映区域性生态环境状况的重要指标之一,而地下水对植被的生长有着重要的影响。结合MODIS-NDVI遥感数据与地下水位观测数据,从大尺度上研究了银川平原地下水与植被的关系,并结合实测的数据,利用最小二乘法拟合出地下水位埋深与NDVI变化率的关系曲线,定量分析了地下水位埋深对植被生长的影响,并对适宜植被生长的地下水位埋深进行了探讨。研究结果表明：地下水位埋深在3 m时,植被长势最好;而适宜植被生长的地下水位埋深范围是1~5 m;当地下水位埋深超过5 m时,地下水位埋深对植被的影响逐渐减弱;当水位埋深超过8 m时,地下水位埋深对植被的生长没有影响。     

Modelling the response of vegetation restoration to changes in groundwater level,based on ecologically suitable groundwater depth

Groundwater-level fluctuations at a large scale have a significant effect on the preservation and restoration of vegetation. This study determined suitable groundwater depth within which natural vegetation grows well, and analysed the effect of groundwater regulation on vegetation restoration in Tianjin City, northern China. Normal and lognormal distributions were used to fit the curve of the relation between vegetation and groundwater depth. The groundwater depth range corresponding to the higher frequency of vegetation distribution was regarded as the ‘suitable water depth’ range for vegetation growth. The suitable groundwater depth for shrub growth was 3–5 m and for grass growth 1–3 m. A groundwater flow model predicted the future changes of groundwater depths in the vegetation distribution area under the condition that the current levels of groundwater extraction are maintained. The results showed that there is potential for the extraction of groundwater in shrubland areas, but for grassland areas the water-table elevation showed a downward trend, meaning that water shortages in some areas may be more severe in the future. Finally, based on the current groundwater extraction regime, two regulation schemes were developed: (1) for shrubland, groundwater extraction was reduced by 10% in the ecological water deficit areas, and extraction was increased by 10% in the ecological water surplus and suitable areas, and (2) for grassland, groundwater recharge was increased by the restoration of the wetland areas. In conclusion, the groundwater depths in most of the area would be more suitable for vegetation growth under the regulation schemes.     

天然电场选频测深法在地下水勘探中的异常理论分析与实践应用

选频法是音频大地电场法的进一步应用与发展。本文通过实践应用说明选频法在浅层地下水勘探中的有效性,并对选频法测深极距(MN)与地下水埋深之间的关系开展对比分析和初步理论研究。首先,采用水平交变电场、交变磁场共同作用下的均匀半空间中低阻导电球体简化地质地球物理模型,对选频法测深曲线开展正演计算;然后,对选频法在广西“十二五”农村饮水安全工程应用中的131口钻井出水量情况进行统计,并对其中98口钻井的钻探情况开展详细列表统计分析,对比研究测深曲线异常处MN极距大小与实际钻探出水深度之间的关系。理论分析与实践应用表明,选频法在浅层地下水勘探中效果明显,是一种确定浅层地下水井位的有效方法;同时,实践统计结果表明,选频法测深法异常曲线处MN极距的大小与实际钻探出水深度之间存在1∶1的近似关系,验证了理论模拟计算结果的正确性;另外,本文的研究成果表明,在浅层(<200 m)天然电磁法勘探中,天然电场观测值的大小除了与大地的电阻率、信号的频率有关外,还与电极距大小是相关的。     

相关分析法在地下水位预测中的应用

针对邢台县的地下水开采情况,采用1991-2005年15年的埋深和雨量资料,采用相关分析法,用埋深和降雨量建立相关关系,对邢台县的地下水位进行预测,建立预报模型,预测其未来的变化,做到对其未来的变化趋势心中有数,对水资源的管理和国民的生产生活都是十分有益的,为经济社会发展服务。     

Groundwater modeling of the Silver Bell Mountains, Arizona, USA

This study examines the groundwater characteristics in the Silver Bell Mountains, Arizona, USA, using a numerical model. Groundwater modeling is developed to describe the flow pattern in the study area and subsequently explores the possible interaction with regional porphyry copper deposits. A conceptual model is developed for the study area and regional hydrogeological conditions are simulated using the finite-difference groundwater flow model, MODFLOW-2005. The model results show that groundwater flow in the Silver Bell Mountains is strongly influenced by topography and its velocity varies with depth. In addition, the numerical model supports the idea of a continuous sustained interaction between groundwater flow and porphyry copper deposits in the Silver Bell Mountains. This interaction may result in continuing leaching of trace elements from the ore deposit, an important implication for continuing supergene alteration and enrichment of the porphyry copper deposit.     

Distribution and evolution features of salinized soil in Hebei Plain

In order to study the distribution and evolution features of saline soil, the correlations between the groundwater depth, salinity and salinization of soil are examined through analyzing the hydrometeorological data and distribution maps of saline soil, groundwater depth and salinity in 1957 and 2005. The results show that the area of salinization has generally decreased. The area of salinization decreases with the increasing groundwater depth, and the dynamic evolution characteristics appeared between the groundwater depth and area of salinization. The area of heavy salinization is greatest when the groundwater salinity is > 5 g/L, the area of moderate salinization is greatest when the groundwater salinity is between 2-5 g/L, the area of light salinization is greatest when the groundwater salinity is 1-2 g/L and the area of non-salinization is greatest when the groundwater salinity is <1 g/L. The area of heavy salinization was characterized with groundwater depth <2.5 m and salinity >1.8 g/L. The area of non-salinization was characterized with groundwater depth >4.0 m and salinity 0.2-1.5 g/L.     

南水北调中线河南省受水区浅层地下水水位演化规律

南水北调中线工程供水后对河南省受水区浅层地下水位、用水结构等产生了重要影响。首先回顾了河南省平原区以往地下水位埋深变化,并通过收集、统计2008—2018年河南省受水区浅层地下水位的监测成果,基于ArcGIS软件,针对南水北调中线供水前后河南省受水区浅层地下水位变化进行量化分区;结合降水量、地下水资源量、供水量等资料对供水前后河南省受水区用水结构变化等进行分析。结果表明:自20世纪60年代至2008年,河南省平原区浅层地下水位平均埋深整体逐渐增加;河南省受水区地下水资源量随降水量增加呈线性增加趋势;南水北调中线一期供水后,2015—2018年平均地下水供水量在地下水资源量中的占比较2008—2014年减少9.55%;受水区浅层地下水位有所回升,且主要体现在埋深 > 8~12 m范围向埋深 > 4~8 m及≤4 m范围的转变,埋深 > 12~16 m及 > 16~20 m范围在受水前后基本保持不变,埋深 > 20 m的区域范围有所减少;2008—2014年各监测点分布县区的浅层地下水位呈下降趋势,2015—2018年供水期间有2/3以上县区浅层地下水位逐渐恢复;农林渔业用水和工业用水占比在供水后均有所减小,城乡生活、环境综合用水占比增加明显。研究结果表明南水北调中线工程对河南省受水区浅层地下水位恢复及缓解供水矛盾问题等产生积极有效的影响。      

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.