采煤对海流兔流域大气降水-地表水-地下水-矿井水转化关系的影响北大核心CSCD

煤矿开采使流域水文地质条件发生改变,研究采煤影响下流域降水-地表水-地下水-矿井水转化关系对揭示区域水循环过程意义重大。以海流兔流域为研究区,利用数理统计法、Piper三线图和氢氧同位素关系图等方法,分析采煤影响下降水-地表水-地下水-矿井水的转化关系。结果表明:在煤矿开采影响下采矿区地表水中SO_(4)^(2-)、Na^(+)、Mg^(2+)等含量增幅较大;流域降水、地表水与地下水转化关系以地表水下渗补给地下水为主,平均贡献率为56.7%;矿区及以下流域海流兔与纳林河不同水体间的转化关系仍以地表水补给地下水为主,与上游天然流域相比平均贡献率分别增至69.3%和59.4%;矿井水主要来源为上覆萨拉乌苏组地下水,补给比率为72.4%,煤矿开采使上覆含水层地下水向采空区汇流速度增大。     

会仙喀斯特湿地地下水分水岭移动特征研究

会仙喀斯特湿地分布于漓江流域和柳江流域的分水岭地带。该湿地仅由地下水补给,地下水水位对维持该湿地生态系统起着决定性的作用。2019年,在会仙湿地具有代表性的6个水位观测点(4个地下水水位观测点,2个地表水水位观测点),利用压力传导型水位计,自动记录了一个水文年的地下水和地表水水位。研究结果表明,雨季与枯季会仙湿地的地下水水位存在明显差异,地下水水位的变化幅度最大可达2.5 m;核心区的地下水分水岭具有可移动性,在雨季降水量增加时,其向东移动,在雨季降水量减小和枯季水位下降时,其向西移动;暴雨过后,地下水和地表水水位都迅速回落至暴雨前的水平,地表水体和会仙湿地地下水系统都没有起到储蓄洪水的作用;枯水期地下水水位继续下降,并且低于149 m,导致枯水期会仙湿地严重萎缩;在枯水期,通过外部输水补给,保持会仙湿地的地下水水位不低于149 m,是减缓该湿地退化的关键措施。     

海河流域地表水与地下水耦合模拟

近10年来海河流域地下水超采严重,急需加强流域地表水与地下水统一管理。地表水与地下水的耦合模拟研究是实现流域地表与地下水资源综合管理的重要支撑。本文探讨了当前3种不同的地表水与地下水耦合方式,基于现有数据条件和应用管理的需求,提出了将成熟的流域地表水SWAT与地下水MODFLOW模型进行松散耦合的技术框架,并构建了海河流域地表水与地下水耦合模型。在流域地表空间上,根据流域特性和管理需求,划分了283个子流域和2100个水文响应单元（HRU）;在平原区地下空间上,基于15个大的岩性分区剖分出若干个4km×4km网格。通过GIS平台,建立流域地表水与地下水计算单元的转换关系。并利用1995．2004年水文气象数据进行验证分析,取得较好模拟精度。该耦合模型不仅能够支撑流域现状管理,而且可用于气候变化与南水北调工程对流域水资源影响评估分析。     

应用同位素研究黑河下游额济纳盆地地下水

黑河下游额济纳盆地位于两北内陆干旱区,大部分地区为戈壁沙漠,降水稀少,蒸发强烈,生态环境脆弱。盆地内天然植被的生长发育主要依靠于区域地下水,研究盆地地下水形成和循环机制,对流域治理、生态环境建设具有重要意义。本文采用环境同位素示踪技术,结合水化学分析方法和区域水文地质条件,研究分析了盆地地下水循环特征、地下水与地表水的相互关系和流域不同地区地下水补给来源等,为黑河下游水利工程规划和水量调度提供科学依据。     

应用水资源管理模拟模型研究2000年乌鲁木齐河流域供水方案

乌鲁木齐河流域包括乌鲁木齐市区及其南、北郊区,是全国着名的缺水流域。据分析1990年已经超采地下水资源1.2×10⁸m³,到2000年,流域及城市缺水将十分严重。乌鲁木齐河流域属于内陆河流域,在水资源开发利用过程中,地表水与地下水多次转换,目前该流域水资源的重复利用率已达167%.建立有效的地表水和地下水联合利用模拟模型,可了解地下水资源的动态变化及分析地表水和地下水的相互转换对可利用水资源总量的影响。通过分析得出,节流措施大大地提高了地表水的可利用量,而减少的地下水的可利用量却不多。在开源措施方面,对规划工程进行了方案组合,分析了其实施的必要性。通过大量运算提出该流域2000年六种供水方案,为解决乌鲁木齐市城市发展缺水问题及供水措施规划提供决策参考。     

乌江流域上游段土地利用类型对水体碳酸酐酶活性的影响及其生态意义（英文）

在乌江流域上游段选取来自不同土地利用类型的34个地表水采样点和27个地下水采样点,比较研究不同土地利用类型对地表水及地下水水体碳酸酐酶(CA)活性的影响。结果表明,在乌江流域上游段来自不同土地利用类型的所有采样点的地表水及地下水中均能检测出CA活性。比较来自不同土地利用类型的地下水及地表水平均CA活性,总体而言,平均CA活性从高到低均依次为:乔木林地、灌木林地、灌草丛地、农业用地和居民区,而且,来自乔木林地、灌木林地和灌草丛地的地下水平均水体CA活性显著高于地表水。相关性分析结果表明,地表水和地下水中水体CA活性与HCO3-浓度均呈正相关。本研究结果表明水体CA对流域岩溶碳汇潜力的贡献值得进行广泛而深入的研究。     

乌江流域上游段土地利用类型对水体碳酸酐酶活性的影响及其生态意义

在乌江流域上游段选取来自不同土地利用类型的34个地表水采样点和27个地下水采样点,比较研究不同土地利用类型对地表水及地下水水体碳酸酐酶（CA）活性的影响。结果表明,在乌江流域上游段来自不同土地利用类型的所有采样点的地表水及地下水中均能检测出CA活性。比较来自不同土地利用类型的地下水及地表水平均CA活性,总体而言,平均CA活性从高到低均依次为：乔木林地、灌木林地、灌草丛地、农业用地和居民区,而且,来自乔木林地、灌木林地和灌草丛地的地下水平均水体CA活性显著高于地表水。相关性分析结果表明,地表水和地下水中水体CA活性与HCO3-浓度均呈正相关。本研究结果表明水体CA对流域岩溶碳汇潜力的贡献值得进行广泛而深入的研究。     

基于水化学和稳定同位素定量评价巴音河流域地表水与地下水转化关系

以分析青海巴音河流域地表水与地下水转化关系为目标,2016年8月,沿巴音河采集了23组地表水样、13组地下水样和9组泉水样,室内分析得到了其对应的主要水化学离子和氘氧稳定同位素数据,运用统计分析、Piper三线图、Gibbs图分析了流域水化学特征;以溶解性总固体（TDS）、氯离子（Cl^-）和氧同位素（δ¹⁸O）作为示踪剂,定性分析了巴音河沿程地表水与地下水的转化关系;基于质量平衡法,运用δ¹⁸O定量计算了巴音河沿程地表水和地下水之间的转化量。研究结果表明：TDS、Cl^-、δ¹⁸O可用于定性分析巴音河流域不同河段地表水与地下水之间的转化关系,定量评估其转换强度;巴音河流域地表水和地下水的水化学类型主要为HCO₃·Cl-Ca·Mg,地下水水化学类型更为多样,地表水受控于岩石风化作用,地下水与泉水受到岩石风化与蒸发作用的影响;地表水与地下水水力联系密切,沿巴音河流向,二者相互转化频繁,上游河段,地下水主要接受地表水渗漏和沿途侧向径流补给,补给比例分别为65.33%、34.67%,至黑石山水库上游,地表水接受上游地下水和溢出泉水的补给,补给比例分别为49.54%、50.46%;中游河段,地下水接受地表水和北部山区侧向径流补给,补给比例分别为65%、35%;下游河段,地表水接受地下水和泉水补给,补给比例分别为53.12%、46.88%。研究结果有助于建立流域水循环模式、揭示水资源形成机制,可以为巴音河流域水资源可持续开发利用和生态环境保护提供理论和技术支持。     

额济纳盆地浅层地下水演化特征与滞留时间研究

以地球化学和氚(3H)同位素测年技术相结合,通过额济纳盆地地下水、地表水地球化学及同位素的研究,探讨中国西北干旱区内陆河流域下游盆地地下水地球化学演化规律和平均滞留年龄.额济纳盆地浅层地下水状况主要受地表水补给状况的影响,离河道近的水样矿化度低;而离河道较远的戈壁区,地下水矿化度高.水体化学成分主要受岩盐、石膏、白云石等矿物的溶解及蒸发作用的影响.通过利用指数-活塞模型流模型(EPM),计算出额济纳浅层地下水年龄在13～58年之间.     

基于网络分析的湿地水文关系研究——以美国奥克弗诺基流域为例

湿地与周边水文系统通过复杂的水文过程相互联系和影响,具有整体性和复杂性.研究湿地与周边水文系统相互作用过程和机理,对湿地保护和恢复起着重要的作用.以美国奥克弗诺基(Okefenokee)流域为案例,构建包含沼泽地表水、沼泽地下水、高地地表水和高地地下水4个水文子系统的流域水文网络模型,采用生态网络分析方法中的效用、控制和单位元分析研究水文单元间作用关系.控制分析的结果显示,高地地表水和地下水两个子系统对沼泽地表水和地下水子系统的支持程度达到100％.无论是沼泽还是松林高地,其地表水和地下水之间存在高度的相互依赖和互补性.效用分析结果表明,沼泽地表水和高地地下水之间存在着互利的水文关系.而单位元分析结果显示,沼泽地下水深层渗漏和高地松树生态系统的蒸散过程是袭夺流域湿地系统水资源的重要一环.上述结果表明,生态网络分析方法可以有效地分析水文单元之间的作用过程、描述水文单元之间直接和间接的水文关系,可以用于流域湿地水资源管理.     

贵州省南北盘江流域地下水污染现状研究

贵州省境内的南北盘江流域集中了省内大量煤矿、煤化工企业,流经该流域的地表水均受到不同程度的污染,由于地下水与地表水水力联系极为密切,直接接受地表水的补给,地下水在一定程度上也遭到了污染,综合运用单项指数法和综合指数法对地下水污染现状进行评价,把该流域地下水污染现状分为4个区,找出了地下水的主要污染物和污染规律。     

1989—2019年新疆塔里木河流域地表-地下水变化

综合利用多源遥感卫星资料,分析了1989—2019年塔里木河流域及其各水系水体面积在气候变化和生态调水影响下的年际变化趋势与各水系地表水变化对典型区域（罗布泊）地下水的影响。研究结果表明：(1)近30 a来,塔里木河流域地表水面积增长趋势明显;(2)降水是引起流域内地表水面积变化的主要气候因素,生态调水则影响着流域内地表水的空间分布格局;(3)流域内各水系地表水的增长变化对罗布泊地区地下水储量的恢复作用显著。对于了解塔里木河流域地表-地下水系统的长期变化规律、制定科学合理的水资源开发利用策略具有重要意义。     

石羊河流域的水资源

石羊河流域分为径流形成区(山区)和散失区(平原区),由河流联接成为统一的水资源系统和完整的生态单元。全流域出山地表水资源15.82亿立方米,平原区纯地下水天然资源1.54亿立方米,合计7.36亿立方米。地表径流主要形成于高山区,面积占30%的高山区(3400米以上),产流量占74%。山区河流有连续丰、枯水年,丰水年持续期为10年,枯水年持续期达20年。本流域山前平原地区的地表水、地下水相互制约,相互转化,水资源主要来自山区,地下水是地表水的渗漏,泉水是出露的地下水。水资源转化为重复利用和提高利用率创造了条件,但不能增加数量。     

黑龙江流域水文地理研究综述

本文主要从地理环境、地表水、地下水和水环境4个方面集中对黑龙江流域水文地理研究进行综述。地理环境的研究从气候变化、湖泊湿地、流域区划和流域开发进行说明,近年来该流域气候呈现变暖的趋势,湖泊湿地资源丰富,中俄两侧有众多的保护区和保护对象,水库对其水资源开发利用起到了关键作用。地表水的研究从径流特征和洪水特征进行说明,该流域可以划分为7条支流和1条干流,大气环流异常是2013年其干流出现连续暴雨的直接原因。地下水的研究从水文地质、地下水位和跨国界含水层进行说明,该流域可以划分为9个水文地质分区,地下水位动态变化特征有其特殊性,跨国界含水层问题有待于研究。水环境的研究从地表水环境和地下水环境进行说明,加强流域污水防治工作,提出流域地下水防治措施及应急处理方案。最后对寒区特色水问题等热点问题进行简要探讨。     

2000—2018年青海湖流域气温和降水量变化趋势空间分布特征

青藏高原是全球气候变化的敏感区,气温和降水量的空间分布及变化趋势是气候变化研究的核心和基础,为开展生态环境变化评估提供基础资料。基于2000—2018年青海湖流域及其周边气象站观测数据,以高程为协变量,结合专业气象插值软件ANUSPLIN对气温和降水量进行空间插值。利用线性回归法分析了青海湖流域2000—2018年气温和降水量的变化趋势;利用双变量空间自相关分析法分析了青海湖流域气温和降水量空间匹配关系。结果表明：（1） 2000—2018年青海湖流域年平均气温呈显著增加趋势,平均增速为0.30 ℃·（10a）^-1,春季增温显著。（2） 降水量呈显著增加趋势,平均增速为73.20 mm·（10a）^-1,春夏季增速显著、秋季变化不明显、冬季趋于变干。（3） 青海湖流域气温和降水量空间匹配差异显著。从年尺度来看,气温和降水量莫兰指数（Moran’s I）为-0.66,表现为显著的负相关,面积比为67.56%,水热组合空间匹配不佳。从季节尺度来看,青海湖流域春季、夏季、秋季和冬季的气温和降水量Moran’s I分别为-0.49、-0.80、-0.32和-0.14,均为空间负相关。春夏季,流域低海拔区域气温逐渐升高,高海拔区域降水量逐渐增多,气温和降水量空间负相关面积逐渐增大,水热组合空间匹配不佳。值得强调的是青海湖巨大水体对环湖区局地气温的调节作用明显,是青海湖流域的“气候调节器”。     

天津城市沿革中的供水格局演变分析

分析天津地区城市发展过程中的供水格局演变表明: 由于地下水盐碱度较高,在古代和近代,海河流域的地表水是城市的主要供水来源,供水保障区域即为城市附近的海河上游地区。1949 年以来,经过不同阶段的水利工程建设,天津已经形成了与城市空间布局相适应的供水系统。供水结构特征表现为以地表水为主,地下水为辅,对新型水源利用较少,高度依赖外来水源,如“引滦入津”等。过去60 年来,天津城市供水水源和供水保障区域的演变大致经历了三个阶段：(1) 20 世纪50 年代至60 年代中期的基本自给期,供水保障区域基本控制在天津市域范围内;(2) 60 年代中期至80 年代初期,将海河流域上游作为主要的供水保障区域、黄河水为应急水源的供水格局不稳定期。(3) 80 年代初期至今,以滦河流域为主要供水保障区域、黄河水为应急水源的供水格局基本稳定期。预计未来天津对外来水源的利用量将进一步增加,地表水所占比重将继续上升,地下水的利用量将减少。地表水的供水保障区域将在现有以滦河流域为主的基础上,进一步扩展至长江流域,地下水的供水保障区域将进一步缩小。     

民勤绿洲水资源利用与生态系统退化分析

石羊河流域生态平衡失调,生态系统退化在我国干旱、半干旱地区内陆河流域中具有典型的代表性。通过对石羊河流域近代地表水资源开发及其绿洲变迁,近年来流域用水量分配,降水特征及其对植被的影响,流域下游民勤绿洲地下水位、水质的变化等因素多年来观测研究,认为：降水量对天然植被的生长没有大的作用;由于人口的增加,流域地表水资源分配不均,水资源开发过度,地下水位急剧下降,造成流域生态系统退化。流域经济因素促进社会因素的变化,社会因素的变化导致自然环境的变迁,社会、经济、自然诸因素相互作用,通过水资源的变化驱动石羊河流域生态系统的变化。     

洞庭湖流域不同水体中同位素研究

在洞庭湖流域内的长沙、汨罗、怀化对大气降水、地表水（河水）、地下水（泉水、井水）进行了取样,分析了流域内不同水体中稳定水同位素的变化特征以及它们之间的转化关系。研究发现地处亚热带季风区的洞庭湖流域,地表水、地下水中同位素继承了降水同位素冬半年富集、夏半年贫化的特征,但存在不同程度的滞后。同时,降水同位素的变化幅度及波动性明显大于地表水及地下水,而地表水、地下水中同位素较降水中要富集。流域内河水中同位素大致表现出随纬度升高而贫化的趋势,这主要受降水同位素场的影响。流域内长沙河水、井水、泉水中同位素组成均位于大气水线附近且分别大致位于一直线上,这说明大气降水是这3种水体的主要补给源。不同季节河水、井水、泉水中同位素组成与大气水线的比较则进一步反映出了不同水体在不同季节的转化关系。     

黄土高原丘陵区小流域地下水补给特征

地下水补给量反映了含水层的可更新能力,是地下水资源管理与合理开发利用的关键参数之一。为定量研究黄土高原丘陵沟壑区小流域地下水的补给特征,基于岔巴沟流域上游、中游、下游3个水文站1959-1969年降水与日径流观测资料,通过退水分析法估算了流域地下水补给量,并分析了与降水量和基流量的关系及其在年内的补给变化过程。结果表明：岔巴沟流域年平均基流量为13.09 mm·a^-1,更新时间为124 d,补给量为11.46 mm·a^-1,降水入渗补给率为0.025,基流补给率为0.89。从上游到下游地下水补给量与入渗补给率逐渐增大,且上游与下游之间有显著差异（P<0.05）;基流补给率逐渐减小,各集水区之间差异均显著。地下水补给量与降水量呈线性正相关（R²>0.40）,在下游集水区内随降水量变化的增幅较大。基流量与降水量也呈正相关关系（R²>0.77）,干流基流80%以上源于降水补给转化。以5月份为节点可将地下水补给过程分为"一次补给"和"二次补给"2个主要阶段,其分别占全年总补给量约30%和70%,并且"二次补给"是造成岔巴沟流域不同集水区地下水补给量差异的主要阶段,并且为无资料地区小流域地下水资源的评价提供借鉴。     

新疆和田地区地下水资源及其可持续开发利用

和田地区地下水具有一定的开发潜力,但地下水的可开采资源量依地表水的开发程度不同而变化。如果地表水引水率维持现状,则地下水最大可开采量为地下水天然补给量的55.8%,截取的蒸发蒸腾量为604%,同时泉水的消减率为35.56%。若地表水的引水率达80%,渠系利用系数提高到0.55时,地下水最大可采量为天然补给量的59.7%,截取的蒸发蒸腾量为70%,而泉水的消减率为49.4%。地下水的开发必须与保护并重,首先应加强昆仑山区的冰雪资源和水源涵养林的保护,合理开发平原区地下水与地表水;其次应积极预防地下水的污染及可能产生的生态环境负效应;同时必须加强基础建设和能力建设,提高全民节水意识。