黑河流域地下水与地表水转化研究进展

地处我国干旱内陆区的黑河流域,其地表水与地下水在不同的地貌单元发生着大数量的、有规律的、重复的转化过程,极大地提高了水资源的利用率.早在20世纪80年代,甘肃省地矿局等单位率先开展了有关黑河流域地表水与地下水转化过程研究的国家"七五"、"八五"科技攻关项目,取得了丰富的勘查研究成果,促进了这一地区有限水资源的合理开发利用.进入21世纪以来,随着勘查研究理论的丰富和环境同位素技术的广泛应用,黑河流域地表水与地下水资源及其循环转化引起了学术界的广泛关注,并相继完成并发表了一批具有较高水平和学术价值的科研成果,进一步提高了干旱区水资源的开发与保护.但仍存在着水资源转化关系和转化规律还缺乏流域系统研究、中下游盆地深层地下水的补给来源尚不能确定等方面的不足,不利于协调社会经济发展与生态环境保护之间的用水矛盾.     

玛纳斯河流域地表水，地下水转化关系研究

玛纳斯河流域属内陆盆地，水资源的一个重要特征是地下水与地表水关系密切，是两个相互依存，相互制约而又相对独立的水资源子系统，本文以可持续发展为宗旨，水资源的开发利用与社会，经济和生态环境协调发展为原则，通过建立地下水模拟模型，研究了水资源不同开发利用方案下的地下水动态变化趋势.     

黑河流域中游盆地地表水与地下水转化机制研究

地表水与地下水相互转化是中国西北干旱内流盆地水循环的显著特征,转化机制研究是盆地水循环规律认知和水资源可持续管理的重要基础。以我国西北干旱内流河黑河流域中游的张掖盆地和盐池盆地为研究区,建立了黑河主干河道时变水平衡模型和地表水地下水耦合数值模型,研究了长周期水文变化和人类活动双重影响下地表水与地下水转化机制,得到如下认识:（1）补给条件由以天然条件下河流渗漏为主的线状补给演变为以河流与引水渠道渗漏的线状补给和灌区田间入渗面状补给,排泄条件由以泉水溢出和天然湿地排泄演变为以泉水溢出与地下水开采为主的排泄。（2）张掖盆地黑河干流河道入渗段和溢出段大致以G312 大桥为界,亦称为地表水与地下水转化的转折点。莺落峡—G312 大桥段为悬河渗漏段,河道入渗补给主要受控于进入河道的实际过水量。其中,莺落峡—草滩庄段河道入渗补给率为28.20 %;草滩庄—G312 大桥段河道入渗补给量与河道过水量的关系可用分段函数表达,河道过水量大于或等于0.37×108 m3/mon时呈幂函数关系,小于则呈线性函数关系。G312 大桥—正义峡段为地下水溢出段,其中G312大桥—平川大桥段地下水溢出量约占全部溢出量的70%,溢出峰值出现在高崖水文站下游约6 km处,其单长溢出量可达0.46 m3/(s·km)。（3）研究区是一个相对完整的河流—含水层系统,近31年来经历了连枯和连丰的水文变化,地下水补给排泄条件及与地表水转化机制均发生了相应的变化。地表水与地下水转化最强烈的地区为张掖盆地中部的黑河—梨园河倾斜平原。1990—2001 年连枯期,灌区引水量总体逐年减少,以河道入渗和渠系渗漏为主的补给量平均以0.06×108 m3/a速率减少,农田灌溉面积增加导致灌溉用水增加,地下水开采量显著增加,地下水水位逐年下降,储存量累计减少5.77×108 m3,地下水溢出量平均减少0.16×108 m3/a;而2002—2020 年连丰期,灌区引水量总体逐年减少,河道入渗量呈增加趋势,地下水总补给量平均增加0.15×108 m3/a,灌溉面积继续扩大,农灌开采量随之增加,以河道入渗量增加为主导,地下水水位持续上升,储存量累计增加5.45×108 m3,地下水溢出量平均增加0.08×108 m3/a。总之,补给和排泄条件变化较大,地下水储存量先减后增,地下水溢出总量变化较为平缓,反映了该区巨厚含水层系统的巨大调蓄功能。（4）位于张掖盆地东部的诸河倾斜平原地下水水位长期处于持续下降状态,这是由于地表水开发过度,补给量锐减。黑河侵蚀堆积平原地下水水位基本稳定。30 多年来盐池盆地倾斜平原地下水水位长期处于持续下降状态,这是由于移民开垦导致地下水过量开采。（5）内流盆地天然悬河入渗段是珍贵的地下水补给通道,无论连枯期还是连丰期,河道实际过水量是河道渗漏补给量的关键,保护上游天然河道和一定的河道实际过水量是内流盆地水资源可持续管理的关键。     

河西内陆河地表水与地下水转化及水资源利用率研究

河西内陆河水资源产生于祁连山区 ,河流出山以后依次穿越山前洪积扇、走廊南部盆地、北部盆地 ,最后进入尾闾湖 .由于山前洪积扇、南北盆地及河床具有良好的通透性和巨大的蓄水能力使地表水易于转化为地下水 ,出山水量的很大一部分渗入地下避免无效蒸散损耗 ;同时由于特殊的串珠状水文地质盆地构造 ,水资源具有同源性和多次转化特点 ,使水资源的利用率大大提高 .研究表明 ,1999年河西水资源总量为 6 3 79× 10 8m3 ,其中 ,地表水资源量为 5 8 36× 10 8m3 ,地下水资源量为 5 6 39× 10 5m3 ,地表水与地下水重复计算量高达 5 0 96× 10 5m3 .三个流域水资源利用率达到 6 1 4%～ 2 11%     

河西走廊平原地下水与河水的相互转化

河西走廊自南部山区至北部平原,地下水与河水之间形成有规律的、大量的重复转化过程.本文对河西走廊的水资源从祁连山中高山形成区到下游盆地湖积平原的消失区,地下水与河水之间经过几个不同地带的转化进行了论述,阐述了相互转化的关系及规律.     

黄河流域内地表水与地下水转化关系分析

黄河流域是我国重要的生态屏障,研究其水力转化条件对河流治理及地区生态可持续发展具有重要意义.选取黄河流域某一区域为研究对象,首先对该区域内地层情况按照不同岩性进行了层级划分,在分析了各层特性基础上,利用同位素特征分析法和剖面元素分析法对流域内地表水和地下水的元素组成进行了三维分析,并以此对流域内渗流特性进行分析,最后应...     

豫北平原地下水与地表水联合调度初探

水既是重要的自然资源,又是重要的自然环境要素,是可持续发展的基础与条件,是环境问题与发展问题的核心.本文论述了豫北平原地表水和地下水联合调度的必要性及其理论基础;分析了利用地下水库蓄洪的可行性和技术思路,探讨了可能产生的生态系统平衡、调水随机性及泥砂问题;提出了豫北平原联合调度科学利用水资源的一些措施.     

乌鲁木齐河流域地表水与地下水转化及水质演变

乌鲁木齐河流域在自然条件下具有干旱区内陆河所特有的垂直分带规律，为水资源转化创造了条件。水资源在转化和开发利用过程中，其矿化度和水化学组成都深深打上了自然和人为活动影响的烙印。乌鲁木齐河虽然流短水，但天然水质的垂直变化明显。流域地表水和地下水矿化度较低，大都不超过１ｇ／ｌ，是优良的供水水源。集中、频繁的人为活动对水质有较大影响，但绝大多数地区水的污染物质含量不超标。     

大气水—地表水—土壤水—地下水相互转化关系的试验研究

本文重点研究了有作物条件下不同供水农田的“四水”相互转化,突出了有作物条件下降水入渗、潜水蒸发的差异性,土壤水在农业生态环境中的重要性,为水资源多目标开发,探索新路子。     

平原区地表水与地下水联合调控模型研究

平原区三水转化关系强烈，由地表水和地下水形成了统一的水资源系统。本文研究分析了基于费用准则和供水量准则的地表水与地下水联合调控模型，以合理开发、优化调度本区的水资源．充分发挥该区地表水库和地下含水层空间的联合调蓄作用，提高水资源的利用率，达到最佳的社会效益、环境效益和经济效益。     

安徽淮北平原区地表水与地下水的补排特征及转化规律——以颍河阜阳闸与新汴河宿县闸2个典型监测站点为例

通过对比分析颍河阜阳闸与新汴河宿县闸2个水文站点2019年1月1日至2020年9月30日逐日水位监测数据,并在阜阳闸下和宿县闸上分别布设一条浅层地下水监测剖面,根据河流和地下水水位监测数据,并结合降水量、蒸发量及周边水利工程资料,分析研究不同时间、不同地段及不同影响因素下地表水与地下水的补排特征。研究结果表明：受降水、蒸发及水利工程影响,地表水与浅层地下水补排关系复杂,闸上地表水位常年高于闸下水位;闸上地表水位常年高于浅层地下水水位,地表水补给地下水;闸下地表水位则常年低于浅层地下水水位,地表水排泄地下水;但在持续强降水时段,浅层地下水位升高趋势明显,与之相应,局部出现短时段的闸上地表水位低于浅层地下水水位。     

黑河干流浅层地下水与地表水相互转化的水化学特征

通过分析黑河干流地表水与地下水的水化学特征,识别沿黑河干流不同地带地下水与地表水的相互转化关系.研究结果表明:(1)在祁连山区,地下水与地表水的转化以地下水向河流排泄为主.(2)南部盆地,在山前戈壁带,出山河水入渗转化为地下水;溢出带地下水以泉的形式转化为地表水;进入细土平原后,汛期河水补给地下水,非汛期地下水补给河水;在农灌区引河水通过田间入渗补给地下水.(3)北部盆地,在金塔灌区,地下水主要接受引水灌溉入渗补给;在金塔灌区到额济纳旗,河流入渗转化为地下水.     

湿地地表水—地下水交互作用的研究综述

湿地地表水—地下水之间的水量与水质交互作用是影响湿地水文过程及其生态环境效应的重要机制。从湿地地表水—地下水交互作用的内涵、影响因素、界面效应及其研究方法与模型等5个方面,归纳总结了国内外相关的研究成果。分析认为:湿地地表水—地下水交互作用受到地质/水文地质条件与水文情势共同控制,对未来变化环境尤其是气候变化的响应机制是其影响因素研究关注的焦点,在此背景下物理—化学—生物多层次环境界面之间的"激励—响应"更加显著,将成为理解湿地—地下水交互作用过程及其环境反馈的重要内容。结合多学科交叉理论与方法,利用不同界面特征的响应变化反馈指示湿地地表水—地下水交互作用是未来研究方法发展与创新的基本思路。结合湿地水文特性整合不同尺度的数据信息、耦合交互过程的不同机制等是模型构建的关键科学问题,实现交互作用过程中的地表水—地下水耦合、水量—水质联合模拟是模型研究的发展趋势。     

伊通河与伊丹河地表水—地下水资源联合管理模型研究

为缓解长春市供水紧张的局面,提高水资源的利用率,本文提出了伊通与伊丹河地表水－地下水资源联合管理模型,把水文学中的马斯京根法运用到模型来模拟地表随时空的变化规律,建立了分布参数系统的地表水－地下水资源联合管理模型,对Ｍｏｒｅｌ－Ｓｅｙｔｏｕｘ的核聚数法进行了改进,使之能够更好解决一些实际的地质问题,模领导了睛水管理问题中的响应函数确定并求出地下水一－地表河流系统的水位 响应矩阵,为长春市例题工发水     

运用氧稳定同位素研究黑河中游盆地地下水与河水转化

在西北干旱区内陆河流域盆地, 地表水与地下水转化频繁, 研究地表水与地下水转化对于有效地开发利用水资源和预测地下水环境的变化具有重要的意义. 运用地下水和地表水中稳定同位素δ18O 值存在明显差异的特点, 在黑河中游盆地沿不同河段地表水和地下水现场取样, 进行同位素分析. 结果表明: 在黑河中游盆地绿洲灌溉区, 农田灌溉严重影响了地下水和地表水之间的转化, 导致地下水补给地表水的增加. 运用质量守恒原理, 定量分析了黑河中游盆地黑河地下水与地表水转化的转化量, 为正确评价和合理利用水资源奠定了基础.     

第二松花江流域地表水与地下水相互关系

通过野外采样和室内分析,采用稳定氢氧同位素和水化学相结合的方法,研究了第二松花江地表水和地下水的相互关系。地表水和地下水中稳定氢氧同位素（δD,δ18O）空间差异明显,上游水体中同位素最贫化,下游最富集。水化学类型从长白山源区的Na-HCO₃型,演化成Ca-Mg-HCO₃型;而在人类活动的影响下,向Ca（Mg）-Cl（SO₄）演化。运用端元法定量计算了地表水与地下水的相互转换比例,上游山区深层地下水接受江水和浅层地下水的补给,浅层地下水补给比例占50%左右;下游平原区浅层地下水补给江水,补给比例占20%左右。研究结果可为综合利用地表水和地下水、促进水资源的可持续利用提供理论基础。