北京西郊地区大口井人工回灌的模拟研究

在深入分析北京城近郊区地下含水层及其岩性的基础上建立水文地质概念模型,建立了研究区三维地下水流数值模拟模型,对模型进行了识别和检验。重点进行了西郊地区大口井回灌的模拟研究。结果表明,回灌3个月可以导致地下水位上升7m,水位影响范围达7～11km,北京西郊地区是建设地下水库的良好场所。     

洮儿河扇形地雨洪资源回灌补源方案研究

蓄存洮儿河丰富的雨洪资源,发挥扇形地的调蓄作用,增加扇形地地下水可利用量。对扇形地的水文地质情况、地下储蓄空间及雨洪资源可利用量进行了简要的介绍和分析,利用地下水渗流有关理论结合当地的实际情况,研究制定四个雨洪资源回灌补源方案,并计算每一个方案的可利用水量,对方案的优缺点及效益进行分析,最后得出方案四为适宜采用的结论,可为雨洪资源利用工程建设提供参考。     

北京市老城区雨洪控制与利用示范工程运行中的水质研究

以北京市老城区雨洪控制与利用示范工程为背景．对天然降雨、不同下垫面雨水径流、示范工程处理过程雨水径流以及地下水水质进行分析研究,通过示范工程对雨洪的处理利用效果,探讨雨水回灌至地下能否对地下水环境产生负面影响。     

北京市永定河地下水库水资源储蓄能力研究

北京市永定河冲洪积扇中上部,具备建设地下水库的基本条件。本文在确定永定河地下水库水资源人工补给方式的基础上,分析了各方式的入渗能力,提出了地下水库的人工补给方案,利用地下水数值模拟的预测结果和有效储水率计算公式,首次研究了地下水库的储水能力,分析了永定河地下水库的水资源补给效果。结果表明,永定河地下水库水资源人工补给能力最大可达18．93m^3／s,回灌地表水2．42×108m^3的情况下地下水位最大回升32m,地下水储存量增加2．09×108m^3,回灌后1年和5年的有效蓄水率分别为78．6％和46．8％,北京永定河地下水库具有较好水资源回灌能力、储存能力,地下水人工调蓄能够起到明显的效果。     

雨洪资源地下回灌促渗技术的实验研究

针对雨洪资源地下回灌工程易堵塞、效率低、寿命短等问题,以入渗池为例,开展室内模拟实验。实验通过模拟雨洪资源地下回灌条件和过程、设定渗透介质的表面形态和回灌的工程工艺方法,观测渗透速率随时间的变化规律,分析堵塞层悬浮物的分布规律;通过对比相同目标补给层、不同回灌工程工艺方法对入渗速率的影响,分析促渗机理,评价堵塞的形成机制和管理方法,探索促渗关键技术。提出了局部高位入渗方法、垄沟池底方法、间歇回灌方法三种有效的促渗技术,对雨洪资源地下回灌的工程实践具有一定的借鉴意义。     

不同雨强下黄土边坡降雨入渗测试与分析

黄土边坡的失稳问题是岩土工程中迫切需要解决的工程难题之一。首先,选取陕北黄土边坡为研究对象,开展4种雨强条件下的野外人工模拟降雨试验,通过测试边坡两侧开挖隔离槽并埋设隔离布从而改进测试边坡两侧的边界条件,实测不同雨强条件下边坡浸水深度以及土体含水率变化;然后分析不同雨强条件下降雨入渗过程和边坡应力变化特征,并比较不同雨强条件下入渗规律之间的差异。试验结果表明,不同雨强条件下的黄土边坡入渗深度均呈现坡脚最深、坡顶次之、坡中最浅的规律,入渗速率则是坡顶最快,其次是坡脚,最后是坡中;且随着深度的增加,雨水入渗能力逐渐减弱。随着雨强的增大,同一埋深处测点的体积含水率及土压力变化幅值变大,且含水率及土压力突变时间相应缩短,边坡的冲刷效果愈加明显。最后基于Geo-studio软件进行渗流分析,验证了现场试验结果的正确性,明晰了雨强对黄土边坡降雨入渗的影响。     

人工回灌条件下的水岩作用室内实验研究

人工回灌过程中所发生的水岩作用是影响含水层地下水环境质量的重要因素。本次采用室内实验技术对人工回灌过程中的水文地球化学作用和各主要离子的来源进行了分析。结果表明：人工回灌过程中地下水中的Na＋不仅受混合作用的影响,还伴随有相应的阳离子交换反应和含Na矿物的溶解反应等,而且回灌过程对原始地下水中的Na＋、Cl-有稀释作用;K＋主要受到钾长石矿物溶解的影响;人工回灌过程中存在石膏、方解石等矿物组分溶解,并且介质中的含锰矿物和含铁矿物发生了溶解反应。     

分期设计洪水频率与防洪标准关系研究

现行分期设计洪水模式估算的分期设计洪水值均小于或等于年最大设计值,达不到规定的防洪标准。采用Gumbel-Hougaard Copula函数描述两个分期的分期最大洪水之间的相关性结构,并构造边缘分布为P-Ⅲ分布的分期最大洪水联合分布,建立分期最大洪水与年最大洪水的关系式,讨论分期设计洪水频率与防洪标准应满足的关系,探讨能够满足防洪标准的新的分期设计洪水模式。应用示例表明,新模式主汛期设计值相对年最大设计值小幅度增加,而非主汛期设计值则小于年最大设计值,既满足不降低防洪标准的要求又能够起到优化设计洪水的作用,为分期设计洪水研究提供了一条新的思路。     

西北干旱区融雪洪水灾害预报预警技术:进展与展望

针对全球变化背景下极端升温、暴雪和雪面雨等事件增多以及我国西北干旱区融雪洪水灾害风险增大问题,简要概述了干旱区融雪洪水预报预警系统及其关键技术的研究进展,重点阐述了近年来发生频率增加、灾害风险大,但在干旱区未引起重视的雪面雨洪水的研究进展,提出了西北干旱区融雪洪水高精度预报预警所面临的关键科学问题,指出需在揭示干旱区融雪洪水灾害致灾机理、成灾机制及其演化规律基础上,研发干旱区融雪洪水灾害监测预警装置并构建立体监测体系,研究雨雪冰混合洪水形成及演进过程并建立模型,构建洪水风险评估指标体系,建成干旱区融雪洪水智能化预报预警决策支持平台,动态展示流域实时、潜在及未来超标准融雪洪水的淹没范围,评估风险程度,并提出防洪技术和工程方案以及洪水资源化利用途径等应对措施.     

极端降水条件下北京西山黑龙关泉响应研究

2012年7月21日,北京房山区发生特大暴雨,暴雨从21日10时开始到22日2时结束。总降雨量达228mm,是北京60年一遇暴雨。暴雨后,黑龙关泉域岩溶水系统内的各种水资源要素都对其形成积极响应。依据岩溶地下水位统测、区域地质构造以及地貌条件综合分析黑龙关泉地下水系统补、径、排。研究黑龙关泉地下水系统对7.21洪水响应。从地下水位、地表河流、泉水水量、岩溶地下水化学分析7.21洪水前后变化情况。降水后,大石河流量最大达221m~3/s,水化学类型中带硫酸根离子的样品数显著增加。7月15日,实测黑龙关泉水流量为0.31m~3/s,7月21日上午实测为0.30m~3/s,25日分别对大石河的黑龙关泉口上、下游进行实测,获得泉水流量为3.47m~3/s,到29日降至2.34m~3/s,流量变化较为剧烈,与大石河水对岩溶水的补给密切相关。为进一步研究北京黑龙关泉域岩溶水的变化规律和岩溶水资源评价及合理开发利用提供了科学依据。     

藏北高原地区干、雨季大气边界层结构的不同特征

利用2004年4月预试验期(PIOP)和8月加强期(IOP)的无线电探空仪观测资料,分析了藏北高原地区干、雨季大气边界层结构的不同特征.结果显示:藏北高原地区边界层虚位温、比湿等日变化大,对流混合层高度较高,高度干季在2 211～4 430 m之间,雨季在1 006～2 212 m之间,干季的对流混合层高度明显高于雨季...     

城市扩张下的北京平原区降雨入渗补给量变化

结合WetSpass模型与地理信息系统(geographic information system,GIS)、遥感(remote sense,RS)技术分析了城市扩张引起的土地利用类型变化对北京平原区降水入渗补给量的影响.在估算出1982年和2007年降水入渗补给量的基础上,将2007年土地利用类型还原成1982年的情景重新估算,利用转移矩阵分析两年土地利用类型的相互转化关系,同时,基于GIS空间数据统计功能,计算出不同土地利用类型下的地下水补给量.结果表明,1982年至2007年,研究区内水浇地减少874 km2,其中517 km2转变为城镇建设用地.相对于1982年,2007年城镇建设用地扩张了831 km2,区内降水入渗补给量减少约3 000万m3.研究成果可以为北京平原区的地下水资源保护及土地资源配置提供较为科学的参考.      

北京地下水源地可持续开发利用对策研究

本文对北京市现有主要市属地下水源地(怀柔应急水源地、第八水厂牛栏山水源地、平谷应急水源地、水源三厂水源地、张坊应急水源地)多年开采动态进行调查。调查表明伴随多年干旱及地下水超采,上述水源地综合开采能力呈逐年下降趋势,2012年日供水能力合计约91×104m3/d,较设计初期衰减了46%。其中,井布局不合理是张坊应急水源地供水能力的制约因素;其他水源地均为第四系水源,衰减原因为区域地下水位大幅下降,导致滤水管出露。为了保障水源地可持续开发,本文结合南水北调进京后新的供水形势,进一步提出了水资源回补涵养及洗井等保障措施。     

土壤水取样技术应用基础研究--土壤水提取量与土壤含水量关系

土壤水取样技术在环境地质研究领域,特别是包气带污染质迁移、集聚研究,浅层地下水的污染预测与防治,盐渍土改良及农业生态研究等方面具有重要的应用价值.因而,以实验资料为依据,研究了土壤水取样技术某些重要应用基础问题,重点描述了土壤水取样器在4种不同岩性中的土壤水提取量与土壤含水量的关系,岩性中的土壤水提取量与土壤吸力的关系 ,并建立了相应的相关方程,以及对影响土壤水取样速率和取样量主要因素等问题进行了分析.     

南水北调进京后怀柔应急水源地地下水资源涵养研究

怀柔应急水源地作为北京最大的应急地下水源地,在连续10多年的干旱期间,为保障城市供水安全做出了巨大贡献。文章在总结怀柔应急水源地10年供水历程的基础上,评价了连续干旱和应急开采条件下区域水资源的变化;结合南水北调进京的契机,从"资源人工回补"和供水系统"热备运行"两方面开展当地地下水资源涵养研究工作,以保障怀柔应急水源地可持续"应急供水"能力,为应对南水北调供水过程中的突发事件,做好水资源战备储备。     

北京某拟建再生水厂地下水环境影响研究

研究区位于潮白河冲洪积扇中上部,第四系松散孔隙含水层颗粒粗大,易接受补给,地下水固有防污性能处于差和较差,地下水水质整体良好。采用数值模拟方法,建立了三维地下水流数值模型,对孔隙度、弥散系数进行了率定,利用GMS中的MT3DMS模块建立了溶质运移模型。选取COD作为模拟指标,根据模型对水厂投产30年后两种不同情景方案下地下水水质状况进行了预测分析。结果显示,在正常工况和处理流程出现故障两种条件下,再生水厂对周围地下水环境有一定程度影响,但重点研究区内地下水模拟浓度远小于《地下水质量标准》中Ⅲ类水标准,污染物浓度虽低,影响距离却很远,因此要建立覆盖全厂区的地下水长期监控系统,避免污染事故。     

溶浸工艺中水分运移实验研究

实验研究铜矿在一定喷淋强度下溶浸时水分运移的基本规律。实验表明，矿柱的喷淋过程是一个矿物颗粒吸湿．颗粒之间的孔隙则是一个逐渐由非饱和转化为饱和的过程。只要适当地控制好喷淋强度，就能使矿柱或矿堆保持长时间的非饱和状态，有利于有用元素的浸出。对于溶浸而言，需要保持矿柱较长时间的非饱和状态。因此，喷淋强度选择小的值的比较好，从实验结果可以看出，对于该实验所选取的矿柱，控制喷淋强度在1．243E～2cm／min和5．238E～2cm／min比较合理。     

黄河冲积平原灌溉入渗研究

黄河冲积平原面积广大,农田灌溉频繁,灌水量大,在地下水资源评价时对灌溉入渗系数取值困难。本文在现场灌溉入渗试验的基础上,分析包气带岩性及结构、水位埋深、灌溉水量对灌溉入渗系数的影响,总结提出了多种条件下灌溉入渗系数的取值范围。在单位灌水量40～60m3／亩和水位埋深小于4m、4～8m、大于8m的井灌区中,当包气带岩性为粉土、粉砂时,灌溉入渗系数可分别取值0．21～O．10、0．10—0．05、0．05～0;当包气带岩性夹有粉质粘土层时,灌溉入渗系数可分别取值0．15～0．09、0.09—0．05、0．05～0。在单位灌水量较大的渠灌区,灌溉入渗系数可按单位灌水量的增大倍数而增加,由此为黄河冲积平原区地下水补给量计算中灌溉入渗系数的确定提供了依据。     

风动潜孔锤钻进技术在北京地铁降水中的应用研究

介绍了风动潜孔锤钻进技术在北京地铁工程降水中的施工实验,通过与其它成井工艺进行比较,讨论了引入该技术到北京地铁工程降水施工中的可行性与必要性。