汉江下游河水-地下水侧向交互带中溶解态锰的分布特征

江汉平原浅层地下水中锰含量普遍较高,探究锰在河流交互带中的分布特征有助于认识交互带中锰的生物地球化学过程,对水质的保护具有重要指导意义.通过监测汉江下游侧向交互带河水、地下水中溶解态锰含量及其相关指标,分析不同河水-地下水交互作用方向下溶解态锰的时空分布规律,并探讨其成因.结果表明:研究区侧向交互带中靠近河岸带区域存在溶解态锰的富集,且在有局部反向流的地方锰含量较高;该局部富集的现象在河水补给地下水的交互带中更加明显;泄洪后该富集区域随水流方向发生迁移;研究区地下水中锰的含量与HCO₃-、Ca2+、Mg2+呈极显著正相关,与NO₃-、Fe2+显著负相关,但与交互带地下水中Eh和pH不相关.交互带溶解态锰的时空分布受地形条件、水动力和水化学的共同影响.      

宝鸡市农灌区地下水超采区水位变化动态分析

宝鸡市所辖凤翔、岐山和扶风三县位于陕西省关中平原西部,沿渭河自西向东而居,均地处渭河以北黄土台塬上,是陕西省重要的粮食主产区,水利设施配套完善。多年来,地下水作为主要灌溉水源为该三县农作物增产增收起到了核心作用,但也由于长期过量开采辖区地下水,从而导致该地区形成了多处地下水超采区。本文通过对2009年至2011年降水量、机井建设和地下水开采量等因素对比计算,对沿渭三县2009年～2011年期间农灌区的地下水水位变化动态进行分析,在此基础上提出严格控制地下水开采,优化开采布局合理开采地下水战略目标。     

污染河水对地下水化学环境的影响

地表浅部岩土层对水中有机物、悬浮物、胶体等杂质的过滤截留作用是显著的，具有随岩土颗粒由粗到细，对杂质的去除率逐渐增强的特点。污水补给地下水后，地下水化学环境在距河流一段距离先呈厌氧环境，其NH4^ 稳定，SO4^2-减少，HCO3^-升高，随后逐渐向喜氧环境转化，导致NH4^ 降低，NO3^-和NO2^- 增加，HCO3^－减少，SO4^2-骤然增多，即出现强烈的硫化及硝化作用。厌氧环境沿河道在补给地下水方向呈条带状分布，其宽度受水力坡度、岩土颗粒大小、污水浓度及补给时间等因素影响。     

污染物质影响地下水化学成分变化的地球化学和生态学后果

被污染地下水的地球化学分类表明，污染物质进入地下水后，导致其中形成一套严格限定的，可用Eh-pH指标表达的地球化学条件，并导致出现新的、前所未知的水文地球化学现象。后者表现为：新的地球化学类型水的形成，酸性和碱性水分布面积的增大，水的氧化－还原电位的降低和逆向分带，以及水化学元素迁移形式的改变。从水中已发现的一系列污染物质（首先是氮的化合物和有机物）看，水文地球化学体系已变为始终不平衡的体系，这就决定了水文地球化学体系的不确定性和未来水文地球化学现象的不可预知性。     

河水入渗过程中近岸带地下水中砷的形成与影响因素研究

沈阳黄家水源地是我国北方地区典型的傍河地下水水源地,近岸带地下水中铁(Fe)、锰(Mn)、砷(As)含量严重超标。为查明地下水中As的来源与影响因素,对研究区河水、地下水以及土壤样品进行采集与测试,分析了水样常规指标与碳硫稳定同位素、土样中典型矿物、砷的含量及赋存形态。结果表明,研究区河水中As含量很低,而地下水中As含量普遍超标。河水入渗初期,氧化性河水使部分含As矿物发生氧化而释放As;随着河水入渗,地下水向还原环境转变,含As的Fe/Mn矿物发生还原性溶解,地下水中As含量逐渐升高。研究区典型矿物有黄铁矿、菱铁矿、软锰矿、赤铁矿、针铁矿、菱锰矿等,通过可交换态砷解吸、有机质结合态砷氧化、铁锰氧化物结合态砷还原性溶解等,介质中的As释放至地下水中。地下水中As含量与酸碱度(pH)、氧化还原电位(Eh)呈一定负相关,与溶解有机碳(DOC)、 {\mathrm{HCO}}_3^{-}、Fe、Mn含量呈正相关。     

大武水源地地下水水位变化及其影响因素

介绍了淄博市大武水源地地下水的补、迳、排条件,根据地下水水位的动态特征及其变化情况,分析了地下水水位的影响因素,随后提出了开采利用地下水相关技术要求及建议：黄河水与当地地下水联合优化调度、搞好太河水库管理调度、做好地下水监测和依法做好水源地地面沉降监测管理工作。     

玛纳斯河流域地下水水位变化及水量平衡研究

天山北坡玛纳斯河流域地下水长期大规模开采引发了一系列生态环境问题,地下水均衡状态和地下水流动模式明显发生了改变。为研究节水灌溉条件下的地下水系统流动模式及其对地下水均衡要素的改变规律,以平原绿洲区为研究对象,采用三维地下水数值模拟方法,研究玛纳斯河流域地下水水位动态变化及水量平衡规律。结果表明:研究区地下水水位的抬升和回落受农业灌溉的影响显著,具有一定的周期性,存在着明显的时空差异;地下水均衡处于负均衡状态,补排差为-2.81×108m3。模拟期内观测水头与计算水头两者相关系数各月均在0.81以上,模拟效果较好。     

污染河水中磷对浅层地下水的影响

室内试验选用3种天然砂土作为渗透介质,以生活污水模拟排污河水,发现中砂(＞92%)对总磷的去除效果明显好于粗砂(60%～80%),并且随渗透介质深度的增加总磷的去除率增加.磷的去除机理主要是吸附和沉淀,由于吸附作用很快达到饱和,所以沉淀反应是排污河中磷的最重要的去除机理.野外抽水的试验结果表明:凉水河中的总磷对地下水影响较小.虽然在排污河形成早期总磷在粗砂中会产生穿透,但随着时间的推移,由于河流底泥的形成,磷大部分被截留于底泥和介质内部,能够直接进入地下水的量很少.     

地下水水位的灰色动态预测模型

本文从灰色系统理论的基本原理出发，介绍了建立地下水水位灰色动态预测模型的方法。作为应用实例，为渭北煤田东部矿区建立了奥灰水水位ＧＭ（１，１）模型，对全区预测奥灰水水位及寻找奥灰地下水源有一定参考价值。     

深圳沿海带浅层地下水的稳定同位素与地球化学

在深圳沿海带取64件浅层地下水样品,作常规离子水化学和氢氧稳定同位素测试,来识别深圳沿海带海水入侵程度。采用主要离子比值-Cl、Br/Cl比值和piper三线图等水文地球化学方法以及氢氧稳定同位素δD-δ18O、δ18O-Cl结合分析水样数据。分析发现Cl-<300mg/L的样品均来源于降水入渗补给,没有海水混入;300mg/L<885mg />885mg/L的12件样品均有海水混合,系降水(淡水)和海水的混合水。     

岩溶洞穴交互带概念的提出及其在水资源管理中的意义

岩溶地区以管道流为主的地下水补给、径流与排泄常常引起地下水与地表水间快速且频繁的交互与转化,并因此引发水环境退化问题。文章引用并拓展地表水文学和水文生态学中交互带的概念,提出南方岩溶地区管道流与其他类型水体交互的场所为岩溶洞穴交互带,并依据交互带的水流类型和交互方式,划分为泉口交互带、天窗交互带、落水洞交互带和管道交互带4种类型;且以泉口交互带和天窗交互带为重点,采用水文和水化学在线监测、现场测试、流量测量,结合水化学、浮游生物和微生物等的分析鉴定,剖析了交互带的水文、水化学特征和水生生物群落结构及其与水环境的关系。研究发现:岩溶洞穴交互带的水文功能有弱化趋势;泉口交互带的污染物降解能力明显,水化学功能尚能发挥作用;水生生物功能在退化,主要是由水文功能弱化导致的。水文功能弱化是岩溶洞穴交互带环境功能退化的重要原因。建议在岩溶地区的水文地质和环境地质工作中重视交互带,探索交互带的探测和监测技术,通过有效管理改善交互带的环境功能。      

真空预压条件下地下水位和出水量现场测试研究

为研究真空预压期间地下水位和出水量的变化规律,采用研发的新方法对地下水位和出水量开展了现场监测,并对测试结果进行了分析。分析结果表明,真空预压初期加固区内地下水位下降较快,之后处于相对稳定下降状态,停止抽真空后地下水位快速回升。在此期间,加固区外的地下水不断向加固区内渗流补给,形成了一个以加固区为中心一定范围的降水漏斗,直至加固区内外水位趋于动平衡为止。塑料排水板对真空预压条件下地下水位的变化影响显著。真空预压初期平均出水量较大,随后迅速减少并趋于稳定,加固区中央区域出水量要大于边缘区域出水量。     

莱州湾东南沿岸地下水水位动态与海水入侵相关规律研究

本文在莱州湾东南沿岸，用蒸发量、降水量和开采量指标实测资料建立了它们与地下水位负值区的相关模式；通过建立地下水位负值区面积与海水入侵面积之间的回归模型，揭示了地下水位负值区的产生和扩大是导致海水入侵发生和发展的主导因素，并用量化指标加以反映。最后对海水入侵的发展规律和防治措施进行了讨论。     

地下水位波动带三氮迁移转化过程研究进展

三氮是我国地下水中典型污染物,其在包气带和含水层中的迁移转化过程受到高度关注。近几年,地下水位波动带中的三氮迁移转化已经成为新的研究领域。在综合运用文献计量分析法,定量分析相关研究趋势的基础上,系统总结地下水位波动带形成及特点,梳理波动带中三氮迁移转化过程及生物地球化学过程最新研究表述及成果,并对今后可能的研究热点和方向进行了展望。现有研究表明:水位波动带中环境指标如土壤含水率、氧化还原电位、溶解氧和有机质含量均表现出一定的分带性规律,微生物菌群结构和功能基因更多样化,并呈现一定的分布特征。随着地下水位波动,包气带中的三氮易浸溶进入地下水并发生迁移。地下水位上升,硝化作用减弱,反硝化作用增强;地下水位下降,硝化作用增强,反硝化作用减弱。为完善水位波动带三氮迁移转化过程研究,应进一步关注:（1）将水化学演化分析与分子生物学高通量测序方法相结合,深入探究水位波动带三氮转化与微生物作用机理;（2）除关注硝化、反硝化作用外,增加异化还原、同化还原和厌氧氨氧化等作用过程的研究;（3）细化分析更多情境、更多影响因素的水位波动过程,识别水位波动带三氮转化的关键影响要素。     

Effects of climate change on relationship between water and salts of waters ecosystems in arid zone, China

The process of salinization has increased dramatically over the past several decades in the northwest arid zone of China. Soil salinization has been recognized as a major environmental problem for many years in the Tarim River Basin. It is the key issue of solving the soil salinization problem to study interaction between water and salt in arid zone, which will provide useful principle and methodology to its solution. Taking Tarim River and Bosten Lake for example, by systematically collecting the basic data of hydrogeology, meteorology, and social economy, we analyzed the interaction of water and salt of Tarim River and Bostan Lake in natural and artificial conditions in aspects of basins, oases, lakes and marshes. The results showed that： （1） Temperature and precipitation are both increasing gradually in the whole Tarim River Basin, the climate tends to be come warmer and wetter, but the water quality condition is not optimistic; （2） At the end of the 1950s, mineralization degree was less than 1.0 g/L from the upper reaches to the lower reaches of the Tarim River. At present, it is more than 3.0 g/L in Alaer Lake （the upper reaches of the Tarim River） except in July, August and October, during which it is less than 1.0 g/L. In Qiala （the lower reaches）, it is more than 1.0 g/L except in March, moreover, it is about 5.0 g/L in July and December. The eco-water conveyance project implementation has still not improved Tarim River＇s water quality condition; （3） Bostan Lake was a tiny salt-water lake in the late 1950s, but the water-soil development of the oasis has aggravated the salinization in recent thirty years. Since the West Pumping Station was brought into operation in 1982, the Bostan Lake which accumulated salt has begun to be desalted. We consider that climate may not be the key factor for salinization in this area. Instead, socio-economic factors relevant to human activities should be mainly responsible for such changes, as is confirmed by our further analysis. In order to improve present situation of water-soil salinization, water resources utilization and management should be strengthened, highly efficient and water-saving irrigating technology should be spread,     

玉符河外源回灌对岩溶地下水影响研究

为缓解济南市的泉水保护与城市供水矛盾,玉符河先后实施了多期地表水回灌补源地下水工程,对维持泉水持续喷涌下城市正常取用地下水起到了重要作用。外源水水质与当地岩溶水差异明显,长期回灌将对岩溶水产生一定影响。针对这一问题,以2021—2022年玉符河的回灌补源为例,利用同位素试验和水化学综合分析等多种手段相结合的方式,研究玉符河流域岩溶水受外源水补给的影响,分析影响区内地下水水化学特征及其组分的变化趋势。结果表明：玉符河回灌对岩溶水有一定的补给作用,根据其补给的程度将研究区分成三个区带,在河岸东侧Ⅰ区范围内河流入渗补给占50%以上,是主要的影响区;城区泉群位于Ⅲ区内,水质受玉符河补源影响有限,但水位会有一定的抬升。自玉符河至Ⅲ区,水化学类型由SO₄·Cl-Na·Mg型逐渐向HCO₃-Ca·Mg型过渡,由于兴济河的调水补源,泉群地下水类型又转变为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型。影响区内岩溶水各离子含量变化主要是河水与岩溶水的物理混合引起,同时伴随着水岩平衡的改变。补源经过一个水文年后,各离子逐步接近原来含量水平。研究成果为科学实施玉符河回灌补源提供了依据,对促进保泉与供水的有机统一具有一定意义。     

Influence of streambed hydraulic conductivity on solute exchange with the hyporheic zone

A conservative solute tracer experiment was conducted in Indian Creek, a small urban stream in Philadelphia, Pennsylvania to investigate the role of subsurface properties on the exchange between streamwater and the hyporheic zone (subsurface surrounding the stream). Sodium Bromide (NaBr) was used as a conservative tracer, and it was monitored in the surface water at two stations and in the upper bed sediments (shallow hyporheic zone extending from 7.5 to 10 cm below the streambed). The hydraulic conductivity (K) of the upper bed sediments and the lower bed sediments (10–12.5 cm below the streambed) was measured in situ. High tracer concentrations were observed in the upper layer at locations where the hydraulic conductivity of the upper layer was larger than that of the lower layer. Low concentrations in the upper layer were observed in the converse case. A statistically significant relationship between the mass retained in the upper layer and the difference of K values between layers was observed.     

河岸带蜿蜒性与植被密度对潜流驻留时间的复合效应

潜流驻留时间是反映潜流交换、溶质迁移转化、生物组成、生态过程的重要特征变量。应用双循环可控式河岸带模型,以NaCl为示踪剂,深入研究了河岸带蜿蜒性与植被密度对潜流驻留时间的复合效应;应用量纲分析和主成分分析法,探析了潜流驻留时间的关键影响因子及其作用程度和敏感性。结果表明:①河岸带植被密度对潜流驻留时间具有促进作用,但存在一定的阈值。②潜流驻留时间分布与河岸蜿蜒形态呈类镜像效应;潜流驻留时间在河岸带蜿蜒波不同位置差异明显,迎水面平均驻留时间约为背水面的1/2。③河岸带蜿蜒性与植被密度是影响潜流驻留时间的关键因子,总作用程度达91.07%。潜流驻留时间对蜿蜒性最敏感,对植被密度敏感性较弱,对复合因子的敏感性介于两者之间;迎水面内组合因子对潜流驻留时间具有共同促进效应,背水面内组合因子对潜流驻留时间具有抑制和促进双重效应。     

保定平原区地下水生态水位阈值的探讨

地下水具有重要的生态价值,地下水生态系统中的地下水位、水质和包气带含水率与含盐量的变化驱动着表生生态格局的演变,但目前对各变量的生态阈值研究尚处于起步阶段,理论与方法体系还不完善。以保定平原区为例,采用地下水位及地下水生态环境的历史回归法、GIS法、差分网格计算法等方法,从时空角度分析了地下水位变化的驱动力以及生态效应,在此基础上确定不同水文地质单元的生态水位阈值。研究表明：（1）20世纪50—60年代,研究区依赖于地下水的生态格局基本维持着天然状态;1959—2000年,地下水位持续下降,局部地段出现降落漏斗;2000—2008年,地下水位骤降,降落漏斗迅速扩张,地下水与地表水补排关系发生变异;2008年至今,部分区域地下水位逐渐上升。（2）研究区内山前地带地下水生态水位埋深为10~15 m,拒马河冲洪积扇群与漕河—瀑河冲洪积扇群为5~10 m,唐河—大沙河冲洪积扇群为3~5 m,冲积平原中定州—望都范围为3~5 m,保定市为10~15 m,其余均为5~10 m,冲湖积平原环淀区域小于3 m。（3）以确定的地下水生态水位为标准,初步估算研究区现状地下水位恢复至生态水位的需水量为57.14×108 m3。研究成果对恢复当地地下水生态环境格局有重要意义,对华北平原地下水生态水位的确定也具有借鉴意义。