浅谈地下水调查与监测

一、地下水资源开发利用现状与问题1．地下水资源开发利用现状农村普遍饮用地下水,地下水灌溉面积占全国耕地面积的40％;全国660多个城市中,利用地下水供水的400多个;全国多年平均地下水供水量达1106亿立方米,占总供水量的20％。     

地下水硫酸盐溯源的进展、问题和发展趋势

识别地下水溶解性硫酸盐来源及其生物地球化学循环过程是保障饮用水安全和水生态安全的重要前提,对于地下水资源的管理和保护具有重要的意义。在广泛查阅文献的基础上,总结了不同地下水硫酸盐来源δ³⁴S_SO4和δ¹⁸O_SO4值域范围;综述了地下水硫酸盐溯源及硫生物地球化学循环过程解析的研究进展,指出了存在问题和发展趋势。地下水硫酸盐来源识别方法经历了水化学方法→单同位素→双同位素→多同位素和多示踪剂定性识别→定量评估的发展历程;因特定地域来源的硫、氧同位素差异和生物地球化学转化过程等因素的影响,地下水硫酸盐溯源尚存在较大的不确定性。建议在地下水流系统框架上结合土地利用分布,布置采样点采集污染源和地下水样品,测定水化学和硫酸盐的硫氧同位素值及其他辅助性示踪剂同位素值或浓度,利用多学科、多方法充分融合研究区水文地球化学、渗流场、土地利用等信息,解析地下水硫酸盐的来源及其贡献,以支撑地下水资源保护和污染防治的科学实施。     

河南：监测“一张网”守护地下水安全

正水温17℃、水位埋深10.14米、气压1.029千帕……日前,在河南省地质环境监测院办公室内,工作人员在电脑前轻点鼠标,就实时获取了远在300多公里外某处地下水监测井的水温、水位、气压等详细数据。这就是河南省地质环境监测院历时4年、总投资1亿元建成的国家和省级地下水监测工程,初步形成了全省地下水环境监测"一张网"。据悉,该平台依托覆盖全省范围的1580个监     

GRACE卫星在区域地下水管理中的应用潜力综述

GRACE卫星能反演区域地下水储量的月动态变化,而且数据免费,它为区域地下水管理提供了新的方法。首先总结了区域地下水管理、GRACE卫星在地下水储量和区域地下水管理中的应用现状;接着通过多个案例分析展示了GRACE卫星能成功应用于区域地下水储量动态评价,而且GRACE反演的地下水动态数据能用于区域地下水模型的参数识别,证实了GRACE卫星在区域地下水管理的应用潜力;最后指出GRACE卫星反演的数据在应用中的两大问题:该数据无法直接用于区域地下水资源评价和空间分辨率低。GRACE卫星如何有效用于区域地下水资源评价和如何提高GRACE卫星反演数据的空间分辨率是当前研究的发展方向。     

鲁西南平原高氟地下水水文地球化学特征

鲁西南地处黄河冲积平原,地势平坦,地下水运移迟缓,以垂直交替为主,氟离子含量较高,生活用水氟含量多大于1mg／L。局部地段地下水中氟含量可达7mg／L。高氟地下水在平面分布上具有点状和片状分布特点,在垂向上具有愈往深处氟含量愈高的特点。     

微生物介导下高砷地下水系统的氧化还原分带性概念模型

微生物活动对地下水水化学组分、氧化还原环境及砷的迁移转化有重要影响。研究高砷地下水系统的氧化还原分带性,有助于进一步理解微生物作用下地下水中砷的迁移转化规律,并为高砷地下水原位修复技术提供理论依据。在综述前人的研究成果的基础上,阐明了不同生物地球化学阶段砷的吸附、释放及固定过程,并刻画出高砷地下水系统的氧化还原分带性概念模型。在地下水环境中,微生物依次消耗(还原)溶解氧、NO-₃、Fe(Ⅲ)、SO2-₄和CO₂等组分,氧化有机物获取能量。在溶解氧和NO-3还原阶段,地下水处于偏氧化环境,此时Fe(Ⅲ)还原受到抑制,其负载的砷不会释放到地下水中;当Fe(Ⅲ)还原时,地下水处于还原环境,会导致与之共存的砷释放,形成高砷地下水;而当SO2-₄还原时,地下水处于强还原环境,产生的HS-与Fe2+形成的铁硫化物吸附或共沉淀砷,会降低地下水中的砷浓度。      

山东省主要生态环境地质问题与调查方法探讨

山东省主要生态地质环境问题--海(咸)水入侵、地下水超采漏斗、地面塌陷、地面沉降、地裂缝、地下水串层污染,主要是对地下水不合理开发造成的.从综合治理的需要出发,新一轮生态地质环境调查应包括地下水潜力调查、地下水环境质量调查、地下水环境保护区划、地下水调蓄条件调查、环境地质问题与灾害调查等内容.在调查方法上,要充分利用"3S"技术,要采用点、线、面结合的调查方法,要确定重点、典型区、带加深调研以带动面上的调查,并要针对各地不同情况有侧重的开展调查工作.     

甘肃北山-河西走廊-祁连山区域地下水循环模式

山区地下水流动受到区域气候条件、地形地貌、地质构造等因素共同控制,限于资料有限,其流动模式与控制机理尚不清晰。特别是地处甘肃北山的高放废物地质处置库预选区、河西走廊以及祁连山北麓区域地下水的流动模式,直接决定了处置库在万年时间尺度上的安全性。基于区域遥感构造解译、地质构造演化分析、地球物理勘探以及水文地质钻探,获取了典型剖面的水文地质结构与渗透特征;综合区域水文地质调查、水文地球化学与同位素特征数据,构建了甘肃北山-河西走廊-祁连山山区的水文循环概念模型;并通过构建区域地下水流动数值模型与多情景模拟,分析了甘肃北山-河西走廊-祁连山山区的地下水流动模式。结果表明,地形对于该地区的地下水流动模式具有主控作用,祁连山山区地下水难以越过海拔最低的河西走廊至北山山区排泄,河西走廊是祁连山山区地下水系统与北山山区地下水系统的边界;北山山区地下水在地形与岩性的控制下,仅发育局部流动系统且渗流速度缓慢。同时由于该地区地质构造的阻滞作用,北山新场地下水无法径直向南穿越构造向花海盆地排泄,渗流路径长度明显增加;仅有F₉₅断裂构造以南山前地带地下水可向花海盆地排泄,但由于集水流域有限、渗流速度缓慢、循环交替能力差,排泄量较小。本研究探究了山区-盆地地下水循环模式,为高放废物地质处置库候选场址的适宜性评价提供了科学依据。      

“郑州市郑东新区地下水资源调查评价” 项目通过专家组验收

正日前,河南省地质矿产勘查开发局第二地质环境调查院承担的"郑州市郑东新区地下水资源调查评价"项目通过了河南省国土资源厅专家组的验收。"郑州市郑东新区地下水资源调查评价"项目的实物工作量主要包括水位水温统调、物探、钻探、抽水试验、水质分析等。环境二院通过水文地质测绘、物探、钻探、试验等手段,初步查明了调查区内含水层空间分布、岩性、厚度、含水层富水性和地下水补给、径流和排泄条件;通过野外试验、地下水动态监测和     

“互联网+”指数告诉你,哪些城市“更智慧”?

<正>交水费电费燃气费还要去银行吗?看病挂号还要拿着板凳早晨四五点去医院排队吗?钱包没带钱在城市里会寸步难行吗?在"新型智慧城市",这些问题越来越"不是问题",越来越多人开始享受到其带来的福利。"新型智慧城市"究竟什么样?全国哪些城市"更智慧"?2016年12月27日发布的"互联网+"指数会告诉你。"互联网+"指数成为城市的新指标2016年12月27日,在北京召开的2016中国"新型智慧城市"峰会上,中国互联网协会、新华网和蚂     

辽河下游平原地区地下水脆弱性评价

"地下水脆弱性"这一概念最早提出于1968年,随着地下水脆弱性研究的逐渐深入,地下水脆弱性的概念也在不断的完善和丰富,但至今尚无十分明确、统一的定义。本文把地下水脆弱性定义为地下水系统在自然条件和人为活动的影响下产生潜在不良后果的可能性。开展辽河下游平原地区地下水脆弱性研究,区别不同地区地下水的脆弱程度,评价地下水潜在的易污染性,圈定脆弱的     

西北内陆盆地浅层地下水温度场及动态类型:以酒泉东盆地为例

温度是地下水的固有属性,地下水温度场和动态特征是地下水流系统的外在表现。为揭示地下水开采等人类活动影响下西北内陆盆地浅层地下水温度场特征与地下水流系统的关系,基于多点位、长序列、高精度的地下水温度监测数据,在酒泉东盆地开展了地下水温度场及动态特征研究。结果表明：酒泉东盆地浅层地下水温度9.33～20.77℃不等,平均水温为13.54℃,自地下水补给区至排泄区,沿地下水径流方向,浅层地下水温度逐渐升高;循环深度相近的不同地下水流系统对比表明,浅层地下水温度与地下水动力条件呈负相关,地表水入渗补给大、水动力条件强的水流系统地下水平均温度低,入渗补给小、水动力条件弱的地下水平均温度高;浅层地下水温度动态受自然地下水循环和地下水开采等人类活动共同影响,从山前地下水补给区到中游绿洲区再到下游排泄区,浅部地下水温度动态可划分为4种基本类型,依次分别为河流补给型、水温稳定型、开采相关型、正弦波动型。     

地下水“三氮”知多少

正我国地下水污染可分为氮化物污染、磷化物污染、重金属污染及有机污染4大类,最为普遍的是氮化物污染,主要的氮化物为氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮,常称为"三氮"。"三氮"污染是地下水污染最突出的问题之一。因此,科学、准确地了解地下水中氮的相关科学知识对地下水污染的预防和治理至关重要。何为地下水中的"三氮"     

南梁煤矿多煤层开采地下水系统演化规律

煤层开采对所在矿区地下水系统有着重要影响。以往研究单煤层开采对地下水系统的影响较多,而对多煤层的影响研究甚少,特别对于我国西部缺水矿区。以南梁煤矿为例,运用地下水系统演化理论和岩石力学模拟等,对该矿井水文地质结构、矿井涌水变化规律、矿井地下水流场演变、矿井地下水化学成分变化等方面进行了综合分析研究,重构了多煤层开采条件下南梁矿井地下水系统流动模型,初步揭示了矿井水化学成分的演化机理。研究结果表明,2^-2煤单煤层开采时,顶板导裂带的最大发育高度为42.1 m,而2^-2和3^-1煤层重复开采时则增大为83.1 m,相应地应力、位移、塑性区范围后者也比前者增大许多。这揭示出多煤层重复采动明显增大了顶板导裂带的发育高度,加剧了矿井水文地质结构变异,进一步地,导水裂隙带改变了天然地下水渗流路径,沟通了不同含水层之间的水力联系,增强了地下水流动速度和水文地球化学作用,整体扩大了地下水流动系统的规模,从降雨入渗→导裂带渗流→各煤层涌水→井底水仓排水构成了一个自然-人工复合地下水流动模式。研究成果可以为南梁煤矿的矿井水害防治及水资源高效利...     

水流场及水化学过程对地下水中砷富集的影响

大同盆地是我国典型原生高砷地下水分布区,为精细刻画地下水系统中砷迁移富集的机理,在盆地高砷地下水分布区建立了面积为150 m×250 m的多水平试验监测场,开展了系统的水文地质与水文地球化学监测研究。结果表明,富砷沉积物是地下水中砷的直接来源,高pH值、强还原性的地下水环境及竞争吸附离子的存在是含水沉积物中砷向地下水迁移富集的主要控制因素。场地范围内地下水水化学组成及砷的空间分布特征明显受水流场影响,沿地下水径流方向,砷质量浓度逐渐升高。      

地下水分层勘查技术在地下水流系统研究中的应用

地下水流是一种运动流体，空间上分布连续且能传递压力，在能量（势）差驱使下发生从水头高处向低处的运动。通常在补给（势源）区，地下水垂向上由上向下运动，而在排泄（势汇）区地下水由下向上运动，即地下水整个生命过程中总是由源到汇、向着能量减小的方向做径流运动，无论是在单个或多个透水岩层中都是如此。地下水分层勘查技术使在垂向上分层监测水头、水温和水质等成为可能，从而实现对不同及同一含水岩层的上下不同点间地下水流要素的比较，并判断全井或单井不同垂向区段的势源汇条件，为地下水流空间运动方向判定和地下水流系统划定奠定基础。本文以地下水流系统理论与试验观测研究为基础，论述了地下水分层勘查技术的原理、系统结构和功能，结合张掖盆地实例阐述了分层勘查技术在地下水补给与排泄区判识的应用方法。      

地表水与地下水相互作用的温度示踪与模拟研究进展

:刻画地表水与地下水的相互作用过程及精确计算二者的交换量始终是个挑战,而新兴的温度示踪方法对于这方面的研
究具有独特优势。重点介绍了地表水与地下水相互作用的温度示踪方法原理、应用及相关模拟的研究进展。温度示踪方法的数
据获取成本低且温度适宜密集与连续监测,可对地表水与地下水相互作用过程进行精细刻画;在进行地表水与地下水相互作用的
水-热耦合模拟时,温度数据可用于进一步校正模型,降低模型的不确定性,以提高交换量的计算精度。监测河水温度和河床沉
积物内的水温,运用温度示踪方法研究河水与地下水的相互作用过程,并将水流及热运移数值模型相耦合,利用多源数据进行模
型校正,可精细刻画地表水与地下水的交换量、相互作用带内的水流途径、流速及其变化趋势和控制因素,为地表水与地下水相互
作用研究提供新的模型与方法。      

鄂尔多斯盆地查布水源地地下水水化学特征及其影响因素

根据94件水化学样品的分析结果,对查布水源地地下水水化学特征及其空间分布规律进行了研究,并结合含水层沉积环境及补径条件探讨了地下水化学成分的影响因素,以期为水源地水质保护提供依据。结果表明：地下水水化学类型呈现明显的水平分带性,东部地下水中阴离子以HCO3^-为主,地下水水质一般较好,矿化度多小于1g／L;西部地下水中阴离子以SO4^2-、Cl^-为主,水质变差,矿化度明显增高;研究区硝酸盐污染比较明显,F^-局部超标,矿化度超标也比较明显;水质受含水层的沉积环境和地下水补径条件及人畜活动的影响明显。水源地开采后,其影响会加大,因此应制定合理的水源地保护方案。     

地下水水环境污染特征及其生物修复技术

近年来,由于地表生态环境的破坏和污染,地下水开采量逐年增长,致使地下水水质日益恶化,污染问题越来越突出。据调查,美国现已有1%～3%的地下水受到有害物质的侵袭和污染;我国超过50%的城市地下水受到不同程度的污染,城镇主要污染源来自工业生产和居民消费,农村主要是由粗放式农业耕作和乡镇工业造成的。如硝酸盐氮的污染。美国的德克萨斯州朗内尔斯县地     

基于水稳定同位素的地下水型陆地植被识别:研究进展、面临挑战及未来研究展望

地下水型陆地植被具有重要的生态服务功能,但正遭受严重威胁,亟需在水资源管理中予以关注和保护.准确识别地下水型陆地植被是其管理和保护的前提.水稳定同位素方法是识别地下水型陆地植被的唯一直接方法,其中:①直接比较法只能获得植物对地下水利用的定性信息,但目前的应用最为广泛;②同位素混合模型能定量评估植物对地下水的依赖性,近期随贝叶斯模型的引入取得了较大进展.当前,植物对地下水利用的时空异质性增加了基于水稳定同位素的地下水型陆地植被的识别难度,还限制了小尺度上的研究成果向大尺度上的拓展;部分植物以间接方式利用地下水,对地下水型陆地植被的识别造成了困扰;根系吸水过程中的同位素分馏和同一植株内木质部水同位素组成的时空异质性常使植物样品的代表性受到质疑;采集到具有代表性的地下水和土壤样品也是当前面临的一个主要挑战.为应对上述挑战,未来应加强3个方面的研究:①研发植物木质部水同位素组成的原位在线连续观测技术,提升基于水稳定同位素的地下水型陆地植被识别的时空分辨率;②借助控制性的同位素标记实验,精细刻画地下水-土壤-植物体系内同位素体的迁移和分馏过程;③将同位素观测与具有物理学意义的生态水文模型相耦合,提高定量评估的分辨率和降低不确定性,探索解决时空异质性和升尺度难题的途径.