干旱区高盐度潜水蒸发规律初步分析

为分析干旱区高盐度潜水蒸发规律,于2012年4月1日~2014年3月31日在新疆昌吉地下水均衡试验站开展了不同总溶解固体 (0.8 g/L、30 g/L和100 g/L)、不同包气带岩性(细砂和粉质黏土)和不同潜水埋深(0 m、0.5 m、1.0 m、2.0 m和3.0 m)潜水蒸发量的监测工作。结果表明:当潜水埋深大于0.5 m时,包气带岩性对高总溶解固体(Total Dissolved Solids, TDS)潜水蒸发量的影响与淡水基本一致;潜水埋深0.5 m、TDS为30 g/L时,包气带岩性的差异对潜水蒸发量的影响远小于由于潜水的TDS和外界大气蒸发能力对潜水蒸发共同造成的影响;潜水位埋深为0 m、TDS为100 g/L、包气带为粉质黏土时,年内潜水蒸发趋势与大气蒸发能力E_Φ20的趋势相反;潜水埋深0.5~1.0 m时,在非冻结期随着TDS的升高,潜水蒸发量逐渐减小;当潜水埋深为3.0 m时,TDS的变化对潜水蒸发抑制作用存在滞后性。     

Analysis of phreatic evaporation law and influence factors of typical lithology in Hebei Plain

Based on three typical mediums (sandy loam, loam and sandy clay loam) in Hebei Plain, this paper designs phreatic evaporation experiments under different lithology and phreatic depth. Based on the analysis of experimental data, the phreatic evaporation law and influencing factors of three mediums were studied. The results showed that: (1) The shallower the phreatic depth, the larger the phreatic evaporation. (2) Sandy clay loam has the biggest response to the increase of the phreatic depth, sandy loam is the second and loam is the smallest. (3) The limit depth of phreatic evaporation of sandy clay loam is about 3 m and that of loam and sandy loam is about 2 m and 3 m, seperately. (4) By fitting the daily evaporation of phreatic water and phreatic depth, the results showed that sandy loam and sandy clay loam are exponential functions and loam is power functions.     

黄土潜水含水层深井抽水的井流特性分析

本文通过对黄土地区潜水含水层深井进行现场单井多落程抽水试验和双井抽水试验资料的整理分析,得到黄土潜水含水层深井抽水井流的一般规律,同时对水跃值的变化规律进行分析.     

基于神经网络的沉陷区水深遥感研究

为获取煤矿积水沉陷区遥感影像数据与沉陷区水深的定量关系,建立了BP神经网络水深反演模型,并对淮南潘一矿积水沉陷区水深进行了反演。首先对Landsat卫星影像数据(TM影像)进行几何校正、大气校正和沉陷区范围提取等,然后输出像元反射率值,并与水深实测控制点坐标匹配,使水深值与反射率值对应。实验结果表明:以水深值2 m为阈值,水深值小于2 m的区域,模型反演水深值与实测水深值的平均绝对误差为0.166 3 m,平均相对误差为13.29%;水深值为2~6 m的区域,模型反演水深值与实测水深值平均绝对误差为0.578 6 m,平均相对误差为15.20%。     

Effect of climate change on the trends of evaporation of phreatic water from bare soil in Huaibei Plain,China

When the soil condition and depth to water table stay constant, climate condition will then be the only determinant of evaporation intensity of phreatic water from bare soil. Based on a series of long-term quality-controlled data collected at the Wudaogou Hydrological Experiment Station in the Huaibei Plain, Anhui, China, the variation trends of the evaporation rate of phreatic water from bare soil were studied through the Mann-Kendall trend test and the linear regression trend test, followed by the study on the responses of evaporation to climate change. Results indicated that in the Huaibei Plain during 1991-2008, evaporation of phreatic water from bare soil tended to increase at a rate of 5% on monthly scale in March, June and July while in other months the increase was minor. On the seasonal basis, the evaporation saw significant increase in spring and summer. In addition, annual evaporation tended to grow evidently over time. When air temperature rises by 1 °C, the annual evaporation rate increases by 7.24–14.21%, while when the vapor pressure deficit rises by 10%, it changes from-0.09 to 5.40%. The study also provides references for further understanding of the trends and responses of regional evapotranspiration to climate change.     

新疆渭干河灌区水文地质条件变化及排水措施探讨

渭干河灌区的水土环境及水文地质条件在克孜尔水库建成后发生了一定的变化,本文结合灌区12年来的水盐监测资料,对灌区地下水的埋深变化规律、水质演变趋势、灌区的排水效果及目前存在的问题进行了分析与探讨,并为今后灌区排水措施和保持水土环境的良性发展提出了建议.     

白城市水稻种植区灌溉用水的地球化学特征与水稻产量

本文对白城市水稻种植区灌溉用水的物理和化学特征进行了系统研究。结果表明：白城市水稻种植区的灌溉用水水源可以分为地表自流灌溉水、浅井灌溉水、深井灌溉水三种;不同水源的灌溉用水水质存在一定差异;灌溉用水的水质成分与土壤的元素组成存在着一定关系,且影响水稻的产量。     

京津冀山区水平衡演变及其影响因素识别

定量识别水平衡演变影响因素及其贡献是开展生态环境保护和水资源科学管理的前提。以往成果对人类活动中不同影响因子的归因识别与定量研究较少。在识别京津冀山区水平衡演变的基础上,采用双累计曲线法、径流变化定量分离法分析了降水变化和人类活动对水平衡演变的影响;分别选择涞源盆地、清水河小流域,分析了用水增加以及林业耗水增加对水平衡演变的影响。结果显示：（1）近65 a来,京津冀山区年降水量总体呈缓慢减少趋势,速率为0.97 mm/a,21世纪以来,年降水量有小幅增加趋势;（2）相比于1956—1979年基准期,1980—2000年降水变化和人类活动对天然径流衰减的影响程度分别为49.25%、50.75%,水土保持和植树造林是影响水平衡变化的主要人类活动因素,2001—2020年天然径流衰减的主要原因为人类活动,影响程度达到68.2%,其中地下水开采增加是主要人类活动因素,林业耗水量增加是重要人类活动因素;（3）山区水库蓄水及用水增加直接造成实际径流衰减,是造成平原区水平衡加剧的主要原因;（4）清水河小流域研究结果表明,在一定规模下,林地耗水增加与山区径流衰减呈正相关关系。林地面积增加对径流衰减的影响存在15～20 a的滞后性。林地面积达到23.48%后,林地耗水增加对天然径流产生了明显负作用,平均每增加1 km2林地,耗水量增加37.25×104 m3/a,天然径流量衰减59×104 m3/a,林地年均耗水增加量占流域天然径流衰减量的63.22%,表明林地面积增加起到水源涵养的作用,同时也造成了有效径流的减少。研究成果对开展京津冀山区生态环境保护、水资源科学管理以及水平衡调控具有重要意义。     

寒区汇流数学模型在描述环境变化中的应用

由于全球性气候变化,进入20世纪90年代后,黄河源区干旱化趋势加剧,出现大量中、小型湖、塘干涸,草场大面积退化和荒漠化,沼泽湿地失水严重,饱冰冻土向少冰冻土退化趋势明显,一些外流湖变为内陆湖等生态环境退化现象.本文采用寒区汇流数学模型对黄河源区水资源状况进行分析.结果表明,补给系数(A1)、(A2)、(A3)和地下径流储蓄系数k2、k3的变化与黄河源区生态环境恶化有关,可用于定量描述黄河源区水环境恶化状况.     

章丘百脉泉群核心出露区水文地质特征及敏感保护区划分

为了查清章丘百脉泉出露区浅部微观地质条件及其与泉水的关系,通过物探、钻探、水位观测等多种手段,查明断裂构造发育特征,刻画泉水出露区浅部地层结构,分析出露区泉水喷涌主要影响因素,划分敏感保护区范围。结果表明：出露区断裂构造极为发育,共发育5条断层、1个破碎带,为岩溶水上涌提供了通道;卵砾石层在断裂两侧普遍发育,呈现中间厚向两侧变薄并逐渐尖灭的特征,卵砾石层为泉水上涌后提供了赋存空间,在埋藏较浅处涌出成泉。出露区影响泉水喷涌的主要因素为断裂构造的控制作用和卵砾石层的连通、透水作用。综合断裂构造和卵砾石层的发育厚度划分了敏感区和较敏感区,面积分别为0.78 km²和0.67 km²。     

淄博市刘征水源地西张井群岩溶地下水硫酸盐溯源分析

淄博市刘征水源地位于北方典型岩溶区,承担着当地居民和企业供水的任务,具有重要的战略保障地位。水源地水质整体较好,但西张井群硫酸盐、总硬度、氨氮等指标超出地下水Ⅲ类水标准。为查明西张井群硫酸盐的来源,开展了综合溯源分析,通过水文地质调查、水化学分析、示踪试验、同位素指示分析等综合手段研究,推测西张井群岩溶地下水硫酸盐主要来源于水源地的“特殊补给区”王寨盆地中的A污染源,其次来源于大气降水和其它未知因素。     

国家庄矿-210m北大巷突水原因分析

肥城矿区国家庄煤矿-210 m北大巷曾发生突水量高达32 970 m3/h的突水事件,出水点附近地质构造复杂,含水层互相对口接触,这一大型突水是承压水沿断裂构造薄弱带突入巷道所致。      

黄河源区区域地下水位下降及其生态环境地质问题

为研究黄河源区区域地下水位下降与生态环境恶化之间的关系,本文基于野外实测的泉口下移、扇前缘泄出带下移与泄出带低位沼泽湿地萎缩以及局地历次地下水位统测资料,认为引起区域地下水位下降的原因以自然因素为主;人为因素为次,且表现为间接干扰。存在的主要生态环境地质问题主要是加剧了荒漠化和引起黄河源区黄河断流。     

皖北矿区深层岩溶水微量元素主成分分析

在皖北矿区采取了2 2个深层地下水水样,测试Ag、Al、As、Ba等2 0种微量元素,建立了主成分分析模型。根据元素相关性、特征值与累计方差贡献率,进行了地下水的微量元素主成分分析和地下水主成分解释。在此基础上建立了皖北矿区主要突水水源4个主成分的判别表达式,从而得出结论:矿区地下水,特别是四含、太灰与奥灰3个突水含水层微量元素的质量浓度与4个主成分息息相关,可以简单地把第一、二、三、四主成分概括为地下水的溶滤作用、越流作用、河流补给作用、构造裂隙补给作用。     

黄河源区水环境变化及黄河出现冬季断流的原因

自1954年有水文观测资料以来,黄河曾在青海省玛多县黄河沿水文站发生过3次断流。本文在分析黄河源区水环境特征及其影响因素的基础上指出,鄂陵湖、扎陵湖的环湖融区调节能力低,当遇到连续干旱、冬季其调节水量不足以维系黄河径流时便会发生断流,这是断流的主因。湖水位降低、开采沙金、过度放牧等自然和人为因素也会对黄河发生断流产生影响。鄂陵湖口附近黄河上修建的水电站开始蓄水,提高了两湖及环湖融区的调节能力,今后黄河冬季出现断流的可能性将大为降低。     

大别山西南麓贫水山区富水规律及找水方向

大别山南麓、江汉平原北缘,区内无大型河流分布,地表水资源贫乏;区内主要分布一套元古界变质岩系,裂隙发育较差,地下水资源贫乏。研究结果表明,区内地下水主要为岩溶-孔洞裂隙水、变质岩风化-构造裂隙水、岩浆岩风化-构造裂隙水等三类地下水。在广泛分布的副变质岩区不宜开展大规模找水工作,即使在构造密集区域,受岩性影响,也不利于地下水的大规模汇集;局部分布的正变质岩区、岩溶区、岩浆岩区,在生产生活需要的前提下,可选择构造发育地区或岩溶发育地区开展局部找水工作,寻找富水构造,开采地下水资源。     

高潜水位采煤沉陷区积水范围动态演化规律

为了研究高潜水位采煤沉陷区积水范围动态演化规律,以安徽淮北五沟煤矿1031工作面为研究区域,基于Landsat-8遥感数据解译结果,总结了2013-2017年1031工作面上方地表积水范围演化规律,分析净降水量、地下水埋深、工作面推进距离等因素对积水范围演化的影响,并提出积水边界角的概念,建立了积水边界角随采动时间变化的函数关系式。研究发现：高潜水位采煤沉陷区地表积水演化分为4个阶段：未形成期、同步增长期、残余增长期、相对稳定期;在同步增长期和残余增长期,工作面推进距离、净降水量与积水面积日增长量呈正相关,地下水埋深与积水面积日增长量呈负相关;工作面推进距离是积水范围演化的关键影响因素,在工作面推进距离为476 m左右时,地表产生积水,工作面停采后5个月左右,积水面积趋于稳定;积水边界角先呈减小趋势,再趋于稳定,在同步增长期和残余增长期,积水边界角总体呈减小趋势,但受气象、地下水埋深等因素影响而波动;相对稳定期,积水边界角整体趋于90°。本研究为高潜水位采煤沉陷积水区土地利用规划、土地复垦、水陆复合生态系统建立等提供理论依据。     

下垫面蒸发和云中凝结分馏对降水稳定同位素影响的数值试验——时间变化的比较(以长沙降水同位素为例)

利用稳定同位素大气水平衡模式（iAWBM）的模拟数据,分析了在不同的下垫面蒸发和不同的凝结分馏条件下降水中δ¹⁸O的时间变化、降水量效应、负温度效应和大气水线。并通过与长沙站5年实测数据的比较以及模拟试验结果之间的相互比较,揭示下垫面蒸发水汽中稳定同位素的季节性变化和云中稳定同位素分馏对降水中稳定同位素变化的可能影响,增进对季风区水稳定同位素效应的理解和认识。iAWBM给出的4个模拟试验均很好地再现了监测站降水中δ¹⁸O的时间变化,模拟出季风区降水中稳定同位素在暖半年被贫化、在冷半年被富集的基本特点。与平衡分馏相比,动力分馏下降水中稳定同位素被贫化的程度加强、季节差和离散程度减小;由下垫面蒸发水汽中稳定同位素δ_e季节性变化所引起的降水中稳定同位素的变化在不同季节完全相反：在长沙,暖半年降水中δ¹⁸O更低,冷半年降水中δ¹⁸O更高,使得降水中稳定同位素季节差和离散程度增大。4个模拟试验均很好地再现了季风区的降水量效应和负温度效应。与平衡分馏相比,动力分馏下模拟的降水量效应和负温度效应的斜率相对较小;δ_e季节性变化导致模拟的降水量效应和负温度效应的斜率增大。利用iAWBM,模拟出季风区湿热气候条件下的MWL。动力分馏以及δ_e季节变化均使模拟得到的MWL的斜率和截距减小。     

南水北调中线石家庄受水区地下水修复潜力及水位变化

在阐明地下调蓄的有关理念、评价原则和方法的基础上,揭示了南水北调中线石家庄受水区可利用地下调蓄库容19.11×108m3,连续30天调蓄下平均入渗强度为6.88×104～9.63×104m3/d·km2;在南水北调客水、减少开采量和利用当地雨洪进行地下调蓄下,10年后石家庄地下水漏斗的中心水位埋深将由现在的52.3m恢复至39.9～40.8m,漏斗面积由现在的401km2缩小至320～326km2;30年后中心水位埋深将恢复至22.8～31.4m,漏斗面积195～261km2。其中减采调蓄模式稳定地下水储存资源,当地雨洪调蓄模式增补储存资源,而南水北调客水直接参与地下调蓄的水量有限,主要作用是为减采和雨洪调蓄模式创造良好的实施前提条件。     

胶西北水旺庄金矿床3000 m深度找矿预测

水旺庄金矿床位于胶西北招平断裂带北段玲珑金矿田东南缘,累计探明金资源量逾180 t,已控制矿体最大垂深2200 m。目前,胶西北主要金矿田深部找矿的深度均已达2000 m,正确认识3000 m深度的找矿前景,既是该区域进一步开展深部找矿的现实需要,也对全国深部找矿具有重要的示范意义。通过对矿床地质特征、矿化富集规律、深部地球物理探测等研究,预测了水旺庄金矿床的深部找矿前景,并进行了深部钻探验证。同时,对区内深部金资源潜力进行了讨论。研究表明,水旺庄金矿床主要矿体严格受控于NNE—NE走向招平断裂带,具有NE向侧伏和SE向倾伏的特征,沿侧伏和倾伏方向金矿化具有分段富集的规律,预测在5号勘探线以东、-2200 m标高以深会出现新的矿化富集区。大地电磁测深剖面显示,招平断裂带向深部延伸稳定,沿倾向具有波状起伏的特征,于-2500~-3000 m标高范围倾角明显变缓,由27°变为18°,指示该区域具有良好的深部找矿前景。根据预测结果,实施了3000.58 m钻孔进行验证,于2831.15~2832.65 m深度探获厚1.50 m、品位达6.85 g/t的金矿体。进一步分析认为,招平断裂带北段深部找矿潜力巨大,初步预测在-2000~-3000 m深度存在第三矿化富集带,预测金资源量可能超400 t。