《地下水运移数学模型》简介

由美国I·Javandel,C·Doughty和C·F·Tsang合著的《地下水(溶质)运移数学模型手册》(1984)一书最近已由长春地质学院林学钰副教授主持译校完毕,即将由吉林科技出版社出版发行。 该书主要阐述了如何利用有关数学模型研究地下水中的溶质运移规律,计算预测地下水污染晕的范围和发展趋势。书中不但总结评述     

地下水脆弱性的概念、评价方法与研究前景

地下水脆弱性概念的发展过程是一个由简单到复杂,由单纯考虑内因到综合考虑内外因,由分歧到趋同的不断丰富、完善与发展的过程.评价方法则相应的由应用图件定性描述发展到应用数学模型定量表达.指出了目前地下水脆弱性评价中存在的若干问题,并指出应用灰色系统理论,模糊数学理论,AHP方法与GIS技术进行地下水脆弱性评价将是地下水脆弱性研究的一个主要的发展方向.     

谈地下水数学模型在南干渠灌区中的预测与应用

地下水数学模型是用数学方法表述,经过概化地下水系统,在系统分析地下水补、径、排的基础上,对地下水预测分析的一种有效方法.随着南干渠灌区建成后水量的变化,本文通过选用适宜的数学模型,对灌区地下水资源量进行模拟计算,根据模拟计算结果对灌区地下水升幅进行预测,对灌区生态环境的变化做出评价.     

江汉平原高砷地下水中DOM三维荧光特征及其指示意义

水体中溶解性有机质(dissolved organic matter, DOM)是含水层中砷释放的主控因素之一.江汉平原河湖众多、沟渠广布,地表水体与浅层地下水的交互作用使得DOM的组分特征及其强度有显著差异.为查明江汉平原地下水中溶解性有机质在砷迁移转化过程中的作用,对江汉平原地表水和浅层地下水进行三维荧光光谱分析,使用平行因子分析法提取水体中有机质的分子组成、功能特点和荧光特征,并分析各组分相对含量与地下水中砷与铁的关联.江汉平原水体中DOM包括3种主要组分,组分C1、C2为类腐殖质,C2是生物降解过程中产生的小分子,C3为类蛋白物质.地下水DOM以类腐殖质组分C1、C2为主,地表水以类蛋白类物质C3和小分子腐殖质C2为主.高砷地下水中DOM以陆源为主,主要通过两种途径促进As的迁移转化:(1) DOM的腐殖质组分充当微生物群落的电子运输工具,促进微生物作用下的有机质氧化和铁氧化物的还原,并伴随As的释放及大量溶解性有机碳(dissolved organic carbon, DOC)和HCO₃-的产生;(2) As以铁等金属阳离子为桥接物与腐殖质结合,通过形成As-Fe-DOM络合物,导致地下水中砷的迁移.      

用环境同位素方法研究北京地区地下水及工业污染时空变化规律

本文利用环境同位素氚、碳-14示踪原理,研究了40年来北京地下水及水中工业污染物时空变化规律。推算出北京地区大气降水中氚的背景值,建立了适用于冲洪积扇地下水年龄计算的氚质点混合衰变数学模型。运用核爆~(14)C示踪近代水年龄获得成功,探明了污染水团运动轨迹,为水文地质和环境保护提供了新的技术方法。     

地下水水质模型

研究地下水流中溶质浓度时间、空间上变化的一种数学模型,该模型的数学方程一般由弥散项(即由弥散效应引起的溶质运动)、流速项(即由地下水对流引起的运动)和吸收项(即由化学作用而产生的溶质的消失或增加)构成。     

河北平原地下水硫酸盐34S和18O同位素演化特征

地下水中硫酸盐的34Ss和18O在探寻地下水的水质演化规律、赋存环境特征方面具有重要的研究意义,笔者选取保定-河间-沧州-黄骅剖面采集深层地下水水样,分析测试了其主要阴阳离子含量、δ18O、δD、14C及δ34Sso42-和δ18Oso42-各项指标,在此基础上首次探讨了河北平原地下水中硫酸盐的硫、氧同位素分布特征与演化机理.研究发现研究区地下水硫酸盐的δ34Sso42-值沿地下水流向增大,δ18Oso42-值则在一个较小的范围内波动,最终接近一个常数值,二者间呈现较好的负相关关系;δ34Sso42-值随地下水14C年龄的增加而增加,δ34Sso42-则随地下水14C年龄的增加而趋于稳定;34Sso42-值与r(so42-)/r(C1-)的值呈负相关关系,δ18Oso42-值与r(SO42-)/r(C1-)的值则呈正相关关系.在研究区地下水中硫酸盐的34S和18O同位素的分布演变特征主要由SO42-和水之间的同位素交换反应、微生物硫酸盐的还原作用、硫化氢的再氧化作用所影响,其中微生物硫酸盐的还原作用的结果使地下水中的硫酸盐富集34S,SO42-和水之间的同位素交换反应是影响地下水的δ18Oso42-值的主导因素,使地下水的δ18Oso42-取决于地下水的氧同位素组成.     

某石油污染场地地下水石油烃生物降解的13C、34S同位素证据

应用稳定同位素技术示踪研究石油烃生物降解作用机理是近年来发展起来的一种有效的新方法。在对某石油污染场地地质和水文地质条件进行详细调查的基础上,分析了场地地下水总石油烃(TPH)、溶解无机碳(DIC)和电子受体(SO24-等)以及稳定C、S同位素等含量的变化规律。研究结果表明:场地地下水不同程度地受到了石油烃类污染,TPH和DIC含量沿地下水流方向逐渐降低,主要电子受体含量和pH相应呈现升高的趋势;场地内污染地下水δ13C值低于未污染地下水δ13C值、且由上游向下游随地下水中DIC含量减少呈逐渐升高的趋势。稳定碳同位素守恒分析结果表明:控制污染场地地下水中DIC含量变化的主要过程为产生CO2的生物降解作用;同时,随着地下水SO24-质量浓度由上游向下游升高,δ34S值逐渐减小。瑞利分馏模型拟合结果证明,场地内发生了以硫酸盐作为电子受体的生物降解反应。     

华北平原深层地下水14C年龄的TDIC校正与对比

用14C确定地下水年龄需要进行多种校正。在系统测定华北平原深层地下水14C含量的基础上,应用TDIC(Total Dissolved Inorganic Carbon,即总溶解无机碳)校正地下水14C年龄。将补给区地下水样的14C和TDIC含量作为"初始14C活度"和"初始TDIC"含量,对其他样品进行"初始TDIC"的14C活度校正,并用CAL-IB5.0分别计算了样品校正年龄(14C校)和TDIC校正后的校正年龄(14CTDIC校)。华北平原深层地下水14C校正年龄变化比例达-27.5%~44.4%,TDIC校正对14C年龄影响明显,地下水样品进行14C定年时需要先进行TDIC校正。根据华北平原地下水14C校正年龄和Cl-含量分布,华北平原深层地下水受到明显的海水入侵的影响,衡水—河间—任丘一线西侧地下水14C校正年龄代表了其真实年龄,而衡水—献县—天津一线东侧地下水14C校正年龄不能代表其真实年龄,只是海水和地下水混合后的表观年龄。     

基于数值模型的地下水水位预警体系研究——以临汾盆地为例

地下水是中国许多城市主要的供水水源,对地下水的过量开采将导致地下水降落漏斗、地面沉降和地裂缝等环境地质问题.进行地下水水位预警体系的研究对于合理开发和有效利用地下水资源具有重要的现实意义,笔者以临汾盆地为例,根据当地的水文地质条件,利用数学模型建立了地下水水位预警体系,研究结果可为当地水资源的可持续利用提供科学依据.     

解地下水渗流问题的有限差分法(一)

为了更好地开发利用地下水资源,必须掌握地下水运动的规律,并运用这些规律指导实践。数学是帮助我们概括地下水运动规律的重要工具。为了在地下水领域中运用数学工具,就必须把客观现实抽象化,使之成为数学能处理的对象。用数学语言抽象化了的地下水实际情况叫地下水的数学模型。本世纪六十年代以前注意力集中在对地下水数学模型求解析解方     

美国举办地下水数学模型讲座

据今年第一期“地下水”杂志报导,美国约有3500名具有一定水文地质知识的科学家,但其中只有不到十分之一的人真正对地下水数学模型有所了解。为了普及这方面的知识,于今年四到六月间由美国全国水井协会主办短期讲座。     

桂林岩溶地下水14C 年龄测定结果及分析

通过对桂林市孤峰平原部分水文地质钻孔的泥盆系上统融县组灰岩( D3r)和石炭系下统大塘阶白云岩、灰岩( C1d )溶蚀裂隙含水层进行岩溶水14 C年龄分析测试,结果表明在与地表水或浅层地下水无直接水力联系的条件下,该岩溶地下水年龄一般都在3330aB. P.以上,且有随着深度增加而增大的趋势。该岩溶地下水年龄之所以偏大,主要是因为受制于其所处的地质环境的制约,水循环交替比较缓慢。      

豫北平原地下水开发利用与水质演化规律

本文通过对豫北平原多年的地下水开发利用及浅层地下水水化学资料分析,发现原为咸水-微咸水的大部分地区浅层地下水已淡化,咸水-微咸水分布区已由大面积分布演变为孤岛状,淡水资源量大幅增加。浅层地下水水化学现状、地下水14C同位素、地下水动力场也提供了浅层地下水淡化的证据。     

地下水动态预测的探讨

简要介绍地下水数学模型的原理和应用实例,着重介绍在河北省大清河地下水系统的大沙河-磁河冲洪积扇孔隙地下水区,尝试建立地下水埋深变幅预测的统计相关方法和神经网络模型取得的良好效果;同时对地下水预测中的降水补给、边界和初始条件等的处理进行讨论,对数学模型和统计相关模型优缺点进行比较。     

乌兰布和沙漠北部地下水资源的环境同位素探讨

工作范围在乌兰布和沙漠北部,面积共约4200km2.年平均降水量85～140mm,由西南向东递增,降水同位素组成δD～δ18O恰与Craig线一致,并与阿拉善地区相同.测得地下水中同位素含量范围,δ18O为-74‰～121‰,氚为0～190TU,14C为17～97pMC.由地下水同位素组成区别出与降水线平行或相交的6种类型.从所有地下水水点,以及可能有补给关系的其它水点的各类同位素关系,包括δ18O,T,δ13C和pMC,识别出两类承压水的各3个补给源和潜水的3个补给源,并区别出一组氚含量极低的潜水,对不同位置的承压水和潜水,由其同位素关系估算出了各补给源的组成和变幅.     

哈密盆地地下水环境同位素研究

哈密盆地位于新疆维吾尔自治区东部,土地肥沃,水源充足,具有完整独立的地下水补给径流排泄系统。为查明哈密盆地地下水的形成转化及循环规律,采用水化学和环境同位素D、~(18)O、T和~(14)C相结合的方法 ,对研究区地下水进行分析研究,在盆地由南往北布置采样点取得样品53组,对数据进行稳定同位素及放射同位分析研究,结果表明:研究区内地下水的主体是由1952年以前降水组成的,其中沙尔湖区域靠近盆地最低点150 m以下深度处存在古水,而其它山前倾斜平原的地下水主体来源于全新世湿润期的降水直接入渗补给。     

黄河下游河南段浅层地下水质量评价及污染分析

黄河下游冲积平原(河南段)浅层地下水资源丰富,浅层地下水质量如何?以水质监测资料为依据,根据地下水质量标准和饮用水标准进行了水质评价.结果表明,河南段浅层地下水作为饮用水使用,水质多属好、较好水,少部分属差、较差水,地下水质量多为较好的Ⅲ级水,没有极差的Ⅴ级水存在,矿化度及地下水类型分布总体特征是:从西到东水质由好到差,矿化度由低到高,地下水类型由简单 (HCO-Ca、Mg) 到复杂 HCO、CI-Na、Mg、Ca的变化特征.     

关于美国和日本地下水资源勘察研究方法的几个问题

为了执行联合国开发计划暑对华援助项目“黄淮海平原浅层地下水资源评价”,我们干1982年11月至12月上半月去美国和日本进行地下水专业考察。考察的主要内容包括:包气带水的研究方法和仪器设备,数学模型和物理模拟在地下水资源评价中的应用,以及地下水人工补给等。在美国和日本的考察是由联合国技术合作发展部分别委托美国联邦地质调查所和日本     

生物降解作用下地下水中TCE、PCE迁移转化的数值模拟研究

根据室内三氯乙烯(TCE)、四氯乙烯(PCE)运移转化的土柱实验和研究区地下水化学特征,建立了研究区微生物作用下TCE、PCE迁移转化的数学模型,并进行了计算机数值模拟,模拟结果与实测值基本一致,表明本次研究建立的数学模型是正确的,研究区地下水中存在生物降解作用,为下一步有机污染的治理提供了科学依据。