采煤对海流兔流域大气降水-地表水-地下水-矿井水转化关系的影响北大核心CSCD

煤矿开采使流域水文地质条件发生改变,研究采煤影响下流域降水-地表水-地下水-矿井水转化关系对揭示区域水循环过程意义重大。以海流兔流域为研究区,利用数理统计法、Piper三线图和氢氧同位素关系图等方法,分析采煤影响下降水-地表水-地下水-矿井水的转化关系。结果表明:在煤矿开采影响下采矿区地表水中SO_(4)^(2-)、Na^(+)、Mg^(2+)等含量增幅较大;流域降水、地表水与地下水转化关系以地表水下渗补给地下水为主,平均贡献率为56.7%;矿区及以下流域海流兔与纳林河不同水体间的转化关系仍以地表水补给地下水为主,与上游天然流域相比平均贡献率分别增至69.3%和59.4%;矿井水主要来源为上覆萨拉乌苏组地下水,补给比率为72.4%,煤矿开采使上覆含水层地下水向采空区汇流速度增大。     

应用水资源管理模拟模型研究2000年乌鲁木齐河流域供水方案

乌鲁木齐河流域包括乌鲁木齐市区及其南、北郊区,是全国着名的缺水流域。据分析1990年已经超采地下水资源1.2×10⁸m³,到2000年,流域及城市缺水将十分严重。乌鲁木齐河流域属于内陆河流域,在水资源开发利用过程中,地表水与地下水多次转换,目前该流域水资源的重复利用率已达167%.建立有效的地表水和地下水联合利用模拟模型,可了解地下水资源的动态变化及分析地表水和地下水的相互转换对可利用水资源总量的影响。通过分析得出,节流措施大大地提高了地表水的可利用量,而减少的地下水的可利用量却不多。在开源措施方面,对规划工程进行了方案组合,分析了其实施的必要性。通过大量运算提出该流域2000年六种供水方案,为解决乌鲁木齐市城市发展缺水问题及供水措施规划提供决策参考。     

无定河流域产沙量变化的淤地坝效应分析

无定河流域1971~1989年的年均流量、悬移质含沙量及输沙率比1954~1970年的明显变小,而月均水沙过程曲线也发生了明显变化。上述水沙过程的变化受到1970年以来人类活动的强烈影响,而淤地坝建设是主因。为探讨淤地坝的减沙效应,提出淤地坝有效减沙面积这一概念,并拟合了动态变化的淤地坝有效减沙面积与年份之间的关系,发现该关系曲线与无定河流域各年代产沙量的变化情况相符。自1990年以来无定河流域淤地坝有效减沙面积呈明显递减趋势,导致了自上世纪90年代以来该流域的产沙量出现增大现象。为了抑制该流域的产沙量,势必需要加大淤地坝建设的力度。如果想使该流域的产沙量逐渐减少,则至少要使流域内年淤地坝有效减沙面积逐年增加。     

毛乌素沙地绿洲化过程中生态服务价值及生态网络格局演变

揭示沙地生态系统服务价值及其稳定性网络格局的动态演变规律,对沙地分区治理及农、林、牧产业结构调整具有重要意义。以1986年以来土地利用变化数据为基础,统计分析毛乌素沙地生态系统服务价值（ESV）时空分异规律,以生态服务价值最大化为目标和策略,利用最小累积阻力模型（MCR）,探讨了毛乌素沙地生态网络格局演变规律。结果表明：（1）1986—2020年,随着毛乌素沙地绿洲化过程的推进,林地取代沙地成为毛乌素沙地的主导地类,2020年林草覆盖率达71.38%。（2）1986—2020年,毛乌素沙地生态服务价值整体上升了198.76亿元,1986—2006、2006—2020年沙地生态服务价值增长速率分别为每年2.51亿元和10.62亿元;从空间上来看极高生态服务价值区集中分布在河南乡和毛盖图苏木,至2016年以来逐渐扩展到苏米图苏木、嘎鲁图镇等区域。（3）生态网络格局呈明显的双区分异,即生态网络稀疏的西北区,以沙地复垦地、流动沙丘和半流动沙丘为主;以及生态网络稠密的东南区,以林草覆盖率较高的固定沙地和河流、湖泊水资源丰富地区为主,且随生态服务价值高值点迁移,稳定性网络结构逐年向东北方向偏移。     

黑龙江流域水文地理研究综述

本文主要从地理环境、地表水、地下水和水环境4个方面集中对黑龙江流域水文地理研究进行综述。地理环境的研究从气候变化、湖泊湿地、流域区划和流域开发进行说明,近年来该流域气候呈现变暖的趋势,湖泊湿地资源丰富,中俄两侧有众多的保护区和保护对象,水库对其水资源开发利用起到了关键作用。地表水的研究从径流特征和洪水特征进行说明,该流域可以划分为7条支流和1条干流,大气环流异常是2013年其干流出现连续暴雨的直接原因。地下水的研究从水文地质、地下水位和跨国界含水层进行说明,该流域可以划分为9个水文地质分区,地下水位动态变化特征有其特殊性,跨国界含水层问题有待于研究。水环境的研究从地表水环境和地下水环境进行说明,加强流域污水防治工作,提出流域地下水防治措施及应急处理方案。最后对寒区特色水问题等热点问题进行简要探讨。     

煤炭开采对水资源影响的定量识别——以陕北窟野河流域为例

陕北地区生态环境脆弱,大规模的煤炭开采又加速了水资源流失,但是很难定量计算其影响程度。以陕北窟野河流域为例,通过机理分析创造性地提出了将煤炭开采对区域内水资源的影响分为三部分:地下水静储量破坏、地下水动储量破坏和采空区积水,分别计算了各部分的水量;并采用邻近流域进行了流量对比分析。结果表明:窟野河流域煤炭开采造成的地下水静储量破坏值为1.38×10~8m~3,采空区形成2.72×10~8m~3的积水,2011年地下水动储量破坏达到了0.62×10~8m~3。以秃尾河流域作为参证流域,计算出窟野河1999-2013年平均还原流量为13.22 m~3·s~(-1),比实测径流量大2.28×10~8m~3。为了减少煤炭开采过程中水资源的损耗量,窟野河流域必须加大对采空区积水和矿井排水的综合利用。     

黄土高原典型流域地下水补给-排泄关系及其变化

基于长序列实测日径流资料,分析了无定河流域的地下水补给-排泄关系。结果表明:①流域多年平均地下水补给量为11.38~15.69 mm,降水入渗补给系数为2.9%~4.4%,基流补给率约为73.6%~86.8%;②就三个分区而言,年均地下水补给模数、降水入渗系数以黄土区最大,河源区次之,风沙区最小;而基流补给率以河源区最大,黄土区次之,风沙区最小;③趋势分析表明,研究区地下水补给量总体呈显著减少趋势,并进一步导致了基流量的减少。但是基流的减少程度高于补给量。     

柴达木盆地东北部哈勒腾河流域风况特征及其对风沙地貌发育的影响

风况是影响风沙地貌发育的重要因子,在一定程度上决定了沙丘类型.为探究区域风沙地貌发育与风况之间的关系,对哈勒腾河流域不同区域一个完整年度的风况进行分析.结果表明:流域年平均风速为2.78 m·s-1,起沙风集中在春夏季,平均风速为7.78 m· s-1,起沙风事件平均持续时间为4.1 h;流域输沙势122-254 VU...     

敦煌月牙泉域沉积环境及泉湖水化学成因分析

在系统分析月牙泉水文地质条件的基础上,通过野外示踪实验和地下水调查采样,结合地下水同位素研究和第四纪沉积学特征分析的方式,对区域地下水运移规律和泉域地下水径流特征进行了研究,对月牙泉地下水水化学特征及其成因进行了深入分析,对党河地表水人工回灌入渗后形成的新的地下水流与南部地下水双重补给月牙泉进行了进一步论证,并提出了该区域第四纪浅层含水层风力沉积、河流沉积成因和地下水流速之间的关系：风积砂含水层为月牙泉域地下水快速径流提供了良好的径流条件,使泉湖水与周边地下水快速循环,月牙泉周边地下水水-盐循环均衡,是月牙泉淡水湖形成的重要因素之一。     

玛纳斯河流域山前平原地下水资源分析及合理开发利用研究

以玛纳斯河流域山前平原为例 ,论述我国西北内陆盆地地下水资源特点和组成 ,即地表水 -地下水联系密切、转化频繁。在已建立的研究区地下水流数值模拟模型的基础上 ,进行地下水均衡分析 ,得出研究区多年地下水补给资源量为 5 9816× 10 4 m3/a、可开采资源量为 396 90× 10 4 m3/a、地下水可利用量为 44 6 90× 10 4 m3/a。给出了不同水文地质分带的地表水 -地下水转化关系和转化量 ,预测需水量以每年 1.5 6 %～ 2 .17%的速度增长情况下 ,到 2 0 2 0洪积扇的中上部地下水位下降幅 2～ 5m ,而在溢出带以下下降小于 2m ,含水层的贮存量累计减少了6 85 0 0 .88× 10 4 m3。提出了地下水的合理开发利用模式 ,并将研究区分为 4个水资源开发利用分区 :冲洪积扇上部地表水利用区、中部地下水集中开采区、冲积扇缘井泉灌区和冲积平原井渠并灌区。     

巴丹吉林沙漠地下水流场的宏观特征

黑河流域下游盆地与周边地区的水力联系是当地生态建设的关键问题。巴丹吉林沙漠与黑河流域下游盆地存在长达180 km的交界线,由于水文地质调查程度低,其地下水的流场不清楚,黑河流域下游天然水均衡账本中存在不确定因素。针对这个问题,在已有水文地质调查基础上,开展了巴丹吉林沙漠区域尺度的水位调查和钻孔勘探,获得461个已知水位点和63个水位约束点,绘制出巴丹吉林沙漠浅层地下水一级近似等水位线图。结果表明:研究区地下水位具有东南高、西北低的特点,水力梯度0.6‰~4.0‰,沙漠东南部地区的湖泊对地下水流场具有扰动作用,但没有改变宏观的地下水流向;第四系松散砂层是巴丹吉林沙漠浅层地下水的主要含水层,根据现有钻孔和物探资料,第四系沉积物在沙漠腹地较厚、边缘较薄,覆盖厚度普遍超过100 m,联通了沙漠和黑河流域下游地区的地下水;巴丹吉林沙漠的地下水补给黑河下游的古日乃湖、额济纳旗平原和拐子湖地区,地下水侧向出境流量为(0.61~1.97)×10⁸ m³·a^-1,其中进入古日乃湖平原的流量达到(0.33~1.06)×10⁸ m³·a^-1。计算结果仍然受到一些不确定因素的影响。     

An estimation of groundwater storage variations from GRACE gravity satellites in the Heihe River Basin, northwestern China

There are only limited surface water resources available in the Heihe River Basin （HRB）, a typical inland river basin in the arid region of northwestern China, where groundwater overexploitation is a serious problem. Groundwater has become one of main resources of fresh water in the HRB. In this paper, temporal and spatial variations of groundwater in the HRB are estimated by the Gravity Recovery and Climate Experiment （GRACE） satellites. Our analysis shows that groundwater storage in the HRB reaches its highest in the summer of 2005, and then begins to decline in the following years and reaches steady status in 2008. Spatially, groundwater shows a decline in the upper HRB in the first two years and a slight increase in the following years, while this phenomenon is reversed in the middle HRB where groundwater slightly increases in 2005 and then declines in the following three years. In the lower HRB, GRACE detects a continual increase in the full six-year period. This approach is proven successful when employed in the HRB and thus offers a new insight into monitoring groundwater variations in a river basin with limited or even without any observed data.     

Geospatial Information and Environmental Isotopes for Hydrogeological Evaluation: Ras Alam El Rum,Northwestern Coast of Egypt

The present study demonstrates the potential of the geospatial information as well as isotopes and chemical analyses to elucidate the hydrogeological setting of the study area. The main objective of this research is to identify factors affecting the occurrence and quality of groundwater in the study area. The Ras Alam El Rum is the pilot area chosen in the northwestern coast of Egypt to evaluate the carbonate aquifer with emphasis on the Middle Miocene aquifer, which has been explored recently. The average of annual precipitation and surface runoff amounts were estimated to indicate possibility of groundwater recharge, where the water-bearing rocks are mainly fractured. The isotope data indicate that the groundwater was derived from rainwater, the recharge source is local precipitation, and no indication of seawater intrusion was recorded. The salinity of the groundwater is attributed to interaction between the water and aquifer rocks represented by limestone, dolomitic limestone, and marl. The mineral indices obtained from the geochemical model reveal that the groundwater is over-saturated with aragonite, calcite, dolomite, strontianite, and barite. The hydrogeological evaluation of the study area led to recommendations to determine of the suitable areas for exploration of the Middle Miocene aquifer and to protect groundwater from deterioration.     

太原盆地地下水资源模拟研究

山西省太原盆地由于地下水长期超采,引发了地下水降落漏斗、地面沉降等环境地质问题。通过GMS建立地下水水流三维数值模型,基于模型预测了现状开采条件下地下水水位的变化趋势,并提出合理利用地下水资源的措施,为地下水资源的优化管理提供科学依据。     

Hydrogeologic Behavior of an Alluvial Aquifer,Salta Province,Argentina: Simulations of Hydraulic Conductivity Field,Groundwater Flow,and Chloride Migration

This work was designed to analyze the hydrogeological behavior of an alluvial aquifer in the River Mojotoro basin site in the Province of Salta, Argentina. The study area presents coarse-grained sediments with high infiltration capacity. The hydraulic conductivity field is affected by the physical heterogeneity of the medium and a geostatistical method, kriging, was used to construct this field from local measurements. The groundwater flow velocity field is computed using a hybrid mixed finite-element method and small variations in the flow directions were determined. Given the existence of a point source of chloride in the region under study, the spatial distribution of the generated plume in the saturated zone is analyzed. The advection-diffusion equation describing the transport of chloride in vertical and horizontal cross-sectional planes of the aquifer is discretized employing a method of characteristics combined with a mixed finite-element procedure, which provides an efficient method to eliminate spurious numerical oscillations and handle the convective term in the equation. The migration of chloride shows patterns, which are affected by the litologic heterogeneities of the aquifer and the regional groundwater flow.     

地下水降深的未确知风险分析

地下水资源系统具有未确知性特征。在定义水文地质未确知参数的基础上,运用未确知数学理论建立了地下水位下降量预测的未确知数学模型。根据该模型不仅可以得到地下水位下降量的可能取值区间,也能够得到相应区间的主观可信度分布。通过将地下水位下降量超过某一给定限值定义为未确知事件,又建立了度量这一事件发生可能性的未确知可靠性计算模型。实例研究表明,所建模型对地下水降深风险的可靠性分析具有很好的适用性,研究成果有效地弥补了以往确定性模型的不足。     

柴达木盆地深层地下水成矿模式及其成矿规律

论述了柴达木盆地深层地下水成矿模式及其成矿规律。不仅剖析了深层地下水成矿的研究概况和化学成分的现今性状与时空分布规律 ;而且首次探讨了深层地下水的水文地质发育史 ,进行了古水文地质再造 ,提出了古水文地质旋回的新概念。同时 ,还揭示出“围压深埋型烃类运聚形成的石油 (气 )藏”及其“高压围限的低压区、毗邻高压区的低压区、卸压区和早熟型等 4大聚油 (气 )区”和“高山深盆浅水蒸发型盐湖富钾卤水矿床”及其“水平分带、垂向叠加效应和水型相关”等 3大成矿规律。据此 ,对于石油 (气 )藏和盐湖富钾卤水等资源开展了成矿予测 ,并且指出了勘查开发方向     

Groundwater regime and calculation of yield response in North China Plain: a case study of Luancheng County in Hebei Province

The groundwater table has been declining at a rate of 0.65 m/yr in Luancheng County since large scale groundwater extraction carried out in the 1960s. The drop of precipitation, substantial increase in agricultural output, variations of crop planting structure and construction of water conservancy projects in the headwater area all tie up with the decline of the groundwater table. On the basis of analyzing the hydrogeological conditions and the water resources utilization of Luancheng County, a three-dimensional groundwater flow model was developed to simulate the county’s groundwater flow through finite-difference method using Visual Modflow software. We divide the research field into four parts after analyzing the hydrogeological condition. Based on parameter calibration and adjustment using measured data, the hydraulic conductivity and specific yield were simulated. Using the calibrated model, we analyze the agricultural water saving potentiality and its influence on the groundwater. The results are as follows: (1) if we decrease the amount of water extracted by 0.14×108 m3, the average groundwater table of the five observation wells in December will rise by 0.33 m; (2) if we decrease the water by 0.29× 108 m3, the average groundwater table of the five observation wells in December will rise by 0.64 m; and (3) if we increase the water by 0.29×108 m3, the average groundwater table of the five observation wells in December will decline by 0.45 m. So we can draw a conclusion that controlling the agricultural water use is an important way to prevent the decline of groundwater table.     

不确定性条件下的下辽河平原地下水脆弱性评价及空间分布软区划

建立地下水脆弱性评价的DRASTICH模型,辨析各个参数的不确定性特征,采用随机模拟方法同时对随机性参数和模糊性参数模拟赋值。分别对模糊性参数和脆弱性指数统计值设立具有概率分布意义的置信水平和百分位,得到多重地下水脆弱性的指数区间,在此基础上,分别绘制地下水脆弱性的保守分布图和冒险分布图,并对研究区地下水脆弱性分布状况进行分析。结果表明：① 以模糊区间形式表示的地下水脆弱性评价结果,能反映多种不确定因素综合影响下的地下水脆弱性客观实际情况,可提供更多可靠性方面的信息;② 以软区划方式制作地下水脆弱性分布图,保留了不确定性客观存在的事实,可给予决策者更多参考信息和调整余地;③ 地下水脆弱性软区划分布图显示：保守分布的脆弱性程度总体要高于冒险分布,置信水平选择越高,冒险分布与保守分布的空间分布差异越接近,且与最大可能性分布情况越接近;④ 研究区地下水脆弱性分布具有明显的空间集聚现象,地下水高脆弱性区域主要集聚在下辽河平原中部和南部地区,低脆弱性区域一般分布在下辽河平原东、西两侧地区。