潮白河再生水补给河道对周边浅层地下水影响的数值模拟研究

再生水在北京被广泛用于补给河道,2007年底至2017年共有2.3×108 m3再生水补给至潮白河顺义段。其污染物本底值较高（Cl?浓度约62~122 mg/L）,通过河床入渗补给到周边的含水层中,对周边地下水产生一定影响,尤其是浅层地下水。为了定量评价再生水补给河道对周边浅层地下水的影响,基于10年（2007—2017）的地下水监测数据,建立了再生水补给河道周边的地下水水流和溶质运移模型,模拟了受水区浅层地下水的水位和Cl?浓度的变化,分析了浅层地下水水量、Cl?负荷和NO₃-N负荷的变化。结果表明,再生水补给河道后的前2年（2007—2009）,河道周边浅层地下水水位迅速抬升了3~4 m,之后在再生水的持续补给下保持稳定。但受深层地下水开采影响,2007—2014年研究区整体浅层地下水的水量仍在下降。2014年底实施地下水压采措施后,浅层地下水水量从2014年底的3.76×108 m3恢复到了2017年底的3.85×108 m3。周边浅层地下水中的Cl?浓度从再生水补给前的5~75 mg/L变化到了补给后的50~130 mg/L,之后保持稳定。浅层地下水水质受再生水影响的范围从2008年底的11.7 km2扩大到2017年的26.7 km2,影响区内的Cl?负荷从2008年底的1.8×103 t增加到2017年底的3.8×103 t,NO₃-N负荷从2008年的29.8 t下降到2017年的11.9 t。尽管研究显示影响范围外的浅层地下水质受再生水影响不明显,但潜在的咸化和污染的隐患不容忽视,需要在后续研究中进一步明确。     

沧州区域现状条件下年降雨人渗补给系数分析

年降雨入渗补给系数是推求年降雨入渗补给地下水量的一个重要水文地质参数。沧州区域曾以1975至1982年的地下水动态资料求得该区多年平均年降雨入渗补给系数为0．15,第二次以典型年（1987、1988、1989）进行的分析,结果是：1987年（丰）为0．27,1988年（平）为0．26,1989（枯）为0．26。然而,随着地下水位不断的下降,情况已变化,故采用沧州区域现状条件下典型年（2003、2006、2007）地下水埋深及配套的降雨等资料对年降雨入渗补给系数进行了分析,结果是：2003年（丰）为0．24,2006年（平）为0．22,2007年枯）为0．21。     

沧州区域现状条件下年降雨入渗补给系数分析

年降雨入渗补给系数是推求年降雨入渗补给地下水量的一个重要水文地质参数。沧州区域曾以1975至1982年的地下水动态资料求得该区多年平均年降雨入渗补给系数为0．15,第二次以典型年（1987、1988、1989）进行的分析,结果是：1987年（丰）为0．27,1988年（平）为0．26,1989（枯）为0．26。然而,随着地下水位不断的下降,情况已变化,故采用沧州区域现状条件下典型年（2003、2006、2007）地下水埋深及配套的降雨等资料对年降雨入渗补给系数进行了分析,结果是：2003年（丰）为0．24,2006年（平）为0．22,2007年枯）为0．21。     

乍得湖盆地典型区域降雨入渗补给地下水试验

针对尼日利亚北部乍得湖盆地降雨入渗补给地下水的问题,选择典型区域开展土壤剖面取样工作,采用氯离子平衡法计算各剖面降雨入渗补给量,并结合野外调查、钻探等工作研究影响降雨入渗补给的主要因素。结果表明：4个取样点（Y₁、Y₂、Y₃、Y₄）土壤剖面年平均降雨入渗补给量分别为4.9、1.5、7.9、26.2 mm/a,平均值为10.1 mm/a,年平均降雨入渗补给率仅为0.72%、0.22%、1.17%、3.87%,平均值为1.49%;研究区降雨入渗补给量很少,降雨对地下水资源的补给有限,地下水的主要补给来源为Hadejia河;研究区蒸散发量大,植物根系发达、吸水能力强,地表入渗水分多在表层土壤中或泥质层与风积砂层交界面上消耗于蒸发蒸腾,最终散失到大气中。在人类活动严重改变Hadejia河水文情势的背景下,研究区这种独特的地下水补给特征导致地下水位快速下降,使得区内正面临较严重的地下水资源枯竭问题。     

淮北平原降雨入渗补给系数随地下水埋深变化特征

水文地质参数对地下水资源评价起着至关重要的作用。其中,降雨入渗补给系数是影响浅层地下水水量、水质的重要参数。它对研究区域水量转化和水量平衡也十分重要。但是由于受降雨量、土壤类型、植被、地下水埋深等诸多因素的影响,准确判断降雨入渗补给系数存在很大困难。如果没有考虑这些因素的影响,尤其是降雨量和地下水埋深的影响,所推求的降雨入渗补给系数就会存在较大误差。结合安徽省淮北平原区五道沟水文实验站观测的降雨量、地下水补给量、地下水水位资料,利用两种不同的方法推求了不同降雨量等级的次降雨入渗补给系数。根据统计学理论研究了不同降雨量条件下,次降雨入渗补给系数随地下水埋深变化的分布规律,建立了次降雨入渗补给系数与地下水埋深的回归模型,并进行了相应的检验。研究表明,在控制地下水埋深的条件下,次降雨入渗补给系数随地下水埋深的变化符合指数分布;在地下水位自由变动的条件下符合伽玛分布。     

北京城市副中心海绵城市建设对地下水影响分析

海绵城市通过透水铺装、下沉绿地和湿地花园等措施,增加了雨水入渗和地下水补给,减少了地表径流,影响了区域地表水-地下水交换作用过程,势必带来潜在的地下水污染风险.以北京市通州城市副中心为例,基于Hydrus-1D和MODFLOW建立包气带-饱和带耦合模型,实现地下水的水量与水质全过程模拟,并预测了城市化前、城市化现状、海...     

雨水花园对暴雨径流的削减效果

雨水花园能够有效地蓄渗雨水径流、降低城市发展对水环境的不利影响.根据在西安市开展的一项连续4年对雨水花园入流与出流水文过程的监测研究,分析了雨水花园对暴雨径流的削减效果,并根据花园内土壤入渗率及颗粒组分随时间的变化,讨论了雨水花园运行效果的可持续性.结果显示:蓄水深度为15 cm,汇流比为20:1的试验用雨水花园,在4年监测的28场降雨中,仅有4场暴雨径流汇入雨水花园后发生溢流,且溢流量很小;试验期内,有2年未发生溢流,雨水径流全部入渗;最多的1年发生溢流3次,但年径流削减率仍高达96.8%;导致雨水花园发生溢流的均为短历时高强度暴雨.研究中还发现,雨水花园土壤入渗率在4年运行期内没有显著变化,一直稳定在2.4 m/d左右,花园内表层土壤砂粒含量由7.36%增加到20.55%,而粉粒和黏粒的含量则相应降低.可见,研究区雨水花园能够显著减少暴雨径流,且入渗性能稳定,具有良好的应用前景.     

海绵城市雨水径流集中入渗对土壤和地下水影响研究进展

中国海绵城市研究的热点主要有海绵城市的内涵、目标、内容和效果,而对可能产生的不利影响缺乏研究。近几年雨水径流集中入渗类设施在中国海绵城市建设中得到广泛应用,但对集中入渗的影响及风险研究严重滞后,不利于中国海绵城市建设的健康发展。因此,从海绵城市雨水径流集中入渗与传统入渗的差异切入,分别从集中入渗对土壤污染与地下水水量水质的影响、集中入渗对土壤与地下水影响的数值模拟、集中入渗污染物的累积效应与风险评价研究等方面,综合评述国内外的研究进展与不足。建议今后从以下4个方面开展进一步研究:①土壤污染风险及其影响因素;②雨水径流集中入渗的土壤污染累积效应;③地下水污染风险预测;④降低地下水污染风险的措施。     

浅谈大气降水对地下水的补给

大气降水入渗补给是地下水的主要补给源.在分析大气降水入渗机理,以及影响降雨入渗诸多因素的基础上,以山西省第二次水资源评价为例,采用相关图解法、回归分析分别对降雨入渗补给量进行计算研究.结果表明,作为大气降水对地下水补给因素影响,综合反映的降水入渗补给系数是计算降水入渗补给量最关键参数,直接表达了降水对地下水垂直入渗补给...     

德阳市城区地下水位动态特征及成因分析

根据监测孔资料对德阳市区地下水位动态类型划分,分析其水位动态特征表明：德阳市区地下水是降水入渗型、沿岸型、开采型、灌溉型综合而成。地下水受河流切割,旌湖上、下游拦河坝蓄水,北郊水厂、二重厂一工农村一带为集中开采区,绵远河一带开采强度的不稳定性、西北侧区域地下水径流补给,季节降雨等综合因素的影响,其中降水和开采因素是地下水位动态变化的主要因素。这些因素使得德阳市区地下水位和降落漏斗呈复杂多变势态,地下水流场在不同区段亦表现出明显的差异。     

人工回灌过程中的水-岩相互作用模拟

人工回灌过程中所发生的水-岩相互作用是影响回灌层位地下水环境质量的重要因素。采用室内实验和水文地球化学模拟等技术对人工回灌过程中的水-岩相互作用机理进行了分析。研究结果表明：受混合作用影响,随着回灌水比例的增加,混合水中TDS质量浓度降低,水化学类型由Cl·HCO₃-Na型水逐渐转变为HCO₃·Cl-Na·Ca型水;受水-岩作用影响,在同一混合比例条件下,随着水-岩作用的进行,混合水中TDS质量浓度升高,各主要离子质量浓度呈现升高的趋势,但只有回灌水比例占10%时,混合水TDS质量浓度才大于原始地下水（涨幅约5%）。实验介质溶解于水的离子中,Ca²⁺、Mg²⁺和HCO^-₃主要来源于碳酸盐矿物的溶解, Na⁺主要来自岩盐的溶解。在人工回灌过程中,发生的水-岩相互作用主要包括方解石、白云石、钾长石、岩盐、CO₂的溶解和伊利石的沉淀。其中:钾长石溶解量与伊利石沉淀量、碳酸盐矿物溶解量与CO₂溶解量的相关性较强,其相关系数分别为1.00和0.78（显著性水平为0.05）;硅酸盐矿物反应量和回灌水比例之间的相关系数为0.97（显著性水平为0.01）,相关性极强;而碳酸盐矿物反应量和回灌水比例之间的相关系数为0.52（显著性水平为0.01）,相关性较弱。上述相关性分析为确定人工回灌过程中的水-岩相互作用机理、地下水中主要离子组分的来源途径以及定量分析人工回灌对含水层介质的影响提供了依据。     

同位素水化学指示的新疆孔雀河流域地下水与地表水关系

地下水是孔雀河流域农业灌溉的主要水源之一,其对本地区经济发展的支撑作用日益增强.为实现孔雀河流域水资源合理开发和生态保护,采用环境同位素和水化学方法,研究了孔雀河流域地下水与地表水关系.结果表明:地下水的主要补给来源为河水.含水层成因类型和现代河道分布共同控制着孔雀河流域地下咸淡水的空间分布格局;氢氧稳定同位素对不同水...     

冯家江流域水体中氮的空间分布特征

冯家江是北海市区重要的生态廊道.研究冯家江流域水体中氮的空间分布特征、污染来源、影响因素,对掌握冯家江流域氮污染现状及污染防控等具有重要的现实意义.本研究应用地统计学方法分析了冯家江流域地表水及沿岸地下水中氮污染物的空间分布特征.结果表明,地表水中氮污染物呈现出"高氨氮、低硝氮"的特征,NH3-N 质量浓度平均值高达5...     

华北平原地下水补给量计算分析

采用溴示踪法研究华北平原山前冲积平原和中部平原有灌溉和无灌溉区域的地下水补给,得到研究区平均地下水补给量为126.10 mm,平均补给系数为0.185 2,有灌溉实验点的补给量和补给系数大于无灌溉实验点。同时对示踪剂运移深度和含水量分布、降雨灌溉量和地下水埋深等影响因素进行分析。将各实验点计算结果与国内有关学者采用示踪剂法所得到的补给系数进行对比分析,论证了研究结果的可靠性,此研究成果可为华北平原地下水资源分析提供重要参考。     

江汉平原典型地区季节性水文条件影响下氮的动态变化规律

江汉平原东部地区地下水硝态氮和氨氮污染严重,地表水-地下水相互作用强烈,季节性水文条件变化极其显著.选取典型试验场地,对试验场内沉积物(0~25 m)氮形态进行测定,并对地下水氮含量及其他水化学指标进行连续性监测.研究表明:沉积物NO₃--N含量较高(25.8~119.48 mg/kg),是可交换态氮的主要组成部分,NH₃-N含量与TOC和TN均呈一定的正相关性,表明NH₃-N含量主要受沉积物中埋藏有机质的控制.试验场深度较深(≥2 m)地下水氮的含量和形态对地下水位波动有明显响应:雨季开始,地下水位抬升,含水介质还原性增强,NO₃--N生成受抑制且通过反应消耗,矿化作用加强,导致NH₃-N成为氮的主要赋存形态;雨季结束,地下水水位下降,含水介质的氧化性增强,NO₃--N的生成受到促进,硝化作用增强而反硝化作用减弱,导致NO₃--N的浓度增加.近地表人类活动(外源输入)对试验场浅表地层(＜2 m)地下水氮形态有明显的影响.自然或者人为因素引起的水文条件变化导致地下水流场的变化,从而改变含水介质固有的氧化还原环境,是导致试验场氮季节性变化的主要原因.      

Estimating groundwater recharge rates in the southeastern Holstein region, northern Germany

In the southeastern Holstein region, located to the east of the metropolitan zone of Hamburg, northern Germany, a groundwater investigation program was conducted from 1984 to 2000 by the State Agency for Nature and Environment (Landesamt für Natur und Umwelt, LANU) of Schleswig-Holstein, Germany, with the aim of providing long-term, ecologically acceptable groundwater management plans for the region. The focal point of the investigation comprised the determination of groundwater recharge rates. The investigation method was based on the transfer of available lysimeter results from other regions to comparable regions within the area studied. With the help of lysimeter equations, potential amounts of percolation water were calculated. The groundwater recharge rate was then determined after subtraction of the surface runoff which was calculated for the entire area. All computations were performed with a spreadsheet program. Groundwater recharge rates were calculated for two areas. One consisted of roughly determining groundwater recharge rates for the total region (1,392 km²) of southeastern Holstein. The overall goal of these investigations was to identify potential areas of water exploitation. Areas in which groundwater recharge rates are high and groundwater outflow is low are particularly suited to water exploitation, since inflow rates into deeper aquifers are high. These areas are located on the flanks of the Elbe and Stecknitz River valleys. Subsurface groundwater runoff to these lowlands would be reduced through groundwater withdrawal. However, the resulting decline in shallow groundwater tables would be so small that it would have no detrimental ecological effects. Groundwater recharge rates were also calculated for a 110-km² area in the outskirts of Hamburg (Grosshansdorf model area) which is intensively developed for water supply. These investigations showed that the amount of groundwater recharge is already being withdrawn to a large extent. Approximately 65% of the recharge rate is currently withdrawn by the waterworks in this area, thus making further increases in exploitation rates unjustifiable from an ecological point of view. Electronic Publication     

“三滩”傍河水源地地下水水位降落漏斗区水质演化

本文在1987～2006年兰州断陷盆地典型水源地地下水环境监测资料基础上,通过2007年10月环境地质补充调查采集地下水样品11组、地表水1组,综合分析了断陷盆地地下水集中开采区浅层地下水水化学特征及时空分布规律,以及黄河条带状为补给区的地下水与开采降落漏斗的水质演变关系。根据多年开采过程中地下水水化学成分的变化及影响因素,阐明了水化学组分与地下水位的密切关系;利用开采量水质时空变化对比资料,得出地下水位下降排泄区与傍河区地下水存在的水力联系。依据本次环境地质调查结果和水样实测数据,进一步论证了傍河区地下水受黄河激发补给因素控制的结论。     

Groundwater mining of bedrock aquifers in the Denver Basin – past,present, and future

The Denver Basin bedrock aquifer system is an important source of water for municipal and agricultural uses in the Denver and Colorado Springs metropolitan areas. The Denver area is one of the fastest growing areas in the United States with a population of 1.2 million in 1960 that has increased to over 2.4 million by 2000. This rapid population growth has produced a corresponding increase in demand for potable water. Historically, the Denver area has relied on surface water, however, in the past 10 years new housing and recreation developments have begun to rely on groundwater from the bedrock aquifers as the surface water is fully appropriated and in short supply.The Denver Basin bedrock aquifer system consists of Tertiary and Cretaceous age sedimentary rocks known as the Dawson, Denver, Arapahoe and Laramie-Fox Hills Aquifers. The number of bedrock wells has increased from 12,000 in 1985 to 33,700 in 2001 and the withdrawal of groundwater has caused water level declines of 76 m. Water level declines for the past 10 years have ranged from 3 to 12 m per year. The groundwater supplies were once thought to last 100 years but there is concern that the groundwater supplies may be essentially depleted in 10 to 15 years in areas on the west side of the basin.Extensive development of the aquifer system has occurred in the last 25 years especially near the center of the basin in Douglas and El Paso Counties where rapid urban growth continues and surface water is lacking. Groundwater is being mined from the aquifer system because the discharge by wells exceeds the rate of recharge. Concern is mounting that increased groundwater withdrawal will cause water level declines, increased costs to withdraw groundwater, reduced well yield, and reduced groundwater storage. As the long-term sustainability of the groundwater resource is in doubt, water managers believe that the life of the Denver Basin aquifers can be extended with artificial recharge, water reuse, restrictions on lawn watering, well permit restrictions and conservation measures.     

贾鲁河中牟段河岸带地下水流及水质特征研究

该文以河南省贾鲁河中牟段为研究区,探究贾鲁河与河岸带浅层地下水的补排关系以及河水对浅层地下水的影响。通 过野外地质调查、水文地质试验、水位监测及水质检测,分析河岸带地表水与地下水的补排关系及污染特征。结果表明,受 中牟县抽取地下水的影响,该河段周围浅层地下水位低于河水位,河流补给地下水,平均单宽补给量为2.04 m2·d-1;河水中 NH3和COD污染较为严重,地下水中“三氮”均超标,其中NO2和NH3污染严重;河水NH3-N浓度远高于地下水,接受河 流补给的地下水NH3污染严重;因硝化作用,远离河流地下水NH3-N浓度逐渐降低,而NO3-N浓度逐渐升高。