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1.
包气带在干旱半干旱地区地下水补给研究中的应用   总被引:3,自引:0,他引:3  
在干旱半干旱地区,包气带的溶质和同位素剖面不但可以提供较长时间尺度上的地下水补给信息,而且记录了过去气候变化与环境变化信息。本文基于学科组近10年的研究成果,以鄂尔多斯盆地为例(包括南部的黄土高原和北部的沙漠高原),将包气带和饱和带结合起来,利用多种环境示踪技术,提升了包气带在干旱半干旱地区地下水研究中的潜力,并将其应用到地下水补给历史重建、地下水补给机制确定、植被变化对地下水补给影响评价和地下水污染物全过程示踪中。研究表明,由于在干旱半干旱地区,包气带较厚且补给量有限,地下水和现今的浅表水文过程未达到水力平衡,如在沙漠高原西部,近2 500 a降水尚储存在包气带13 m以浅,地下水是4 000 a以前补给的,其水化学特征与浅部包气带水差异巨大;而在黄土高原,补给量较大,但包气带巨厚,年降水仍需要几十到上百年时间入渗到地下水(但并不意味着没有补给,其土壤水在包气带中平均入渗速率为0.1~0.3 m·a-1),包气带浅部溶质含量较深部和地下水中的高;典型黄土塬区的地下水均不含氚,地下水年龄在几百到上万年。黄土内部层状均匀的土壤质地特征和相对较老的地下水年龄揭示的均匀活塞流入渗是黄土塬区浅层地下水补给的主要方式。黄土高原退耕还林还草和沙漠区植被恢复导致地下水补给呈现不同程度的减少,反映在包气带上表现为溶质含量的增加,可用于定量化确定地下水补给量的变化。本文强化了包气带在干旱半干旱地区地下水补给研究中的作用,在未来地下水资源评价、地下水污染全过程刻画中应得到重视。  相似文献   

2.
A regional conceptual hydrogeological model has been developed for evaluating residence times of both, percolate water in the unsaturated zone and groundwater in upper aquifers. The model is based on digitally geo-data bases available at the regional level and has been applied for the entire Federal State of Hesse (Germany) with a spatial resolution of 60?×?60?m. Residence times determined for unconsolidated rock areas typically ranged between 10 and 25?years, whereas residence times of <5?years were assessed for consolidated rock areas. With regard to the implementation of the EU Water Framework Directive, the determined residence times may help to assess the time periods between the introduction of well-targeted groundwater protection measures and their impact on groundwater and surface water quality, respectively.  相似文献   

3.
Groundwater in shallow unconsolidated sedimentary aquifers close to the Bornheim fault in the Lower Rhine Embayment (LRE), Germany, has relatively low δ2H and δ18O values in comparison to regional modern groundwater recharge, and 4He concentrations up to 1.7?×?10?4 cm3 (STP) g–1?±?2.2 % which is approximately four orders of magnitude higher than expected due to solubility equilibrium with the atmosphere. Groundwater age dating based on estimated in situ production and terrigenic flux of helium provides a groundwater residence time of ~107 years. Although fluid exchange between the deep basal aquifer system and the upper aquifer layers is generally impeded by confining clay layers and lignite, this study’s geochemical data suggest, for the first time, that deep circulating fluids penetrate shallow aquifers in the locality of fault zones, implying  that sub-vertical fluid flow occurs along faults in the LRE. However, large hydraulic-head gradients observed across many faults suggest that they act as barriers to lateral groundwater flow. Therefore, the geochemical data reported here also substantiate a conduit-barrier model of fault-zone hydrogeology in unconsolidated sedimentary deposits, as well as corroborating the concept that faults in unconsolidated aquifer systems can act as loci for hydraulic connectivity between deep and shallow aquifers. The implications of fluid flow along faults in sedimentary basins worldwide are far reaching and of particular concern for carbon capture and storage (CCS) programmes, impacts of deep shale gas recovery for shallow groundwater aquifers, and nuclear waste storage sites where fault zones could act as potential leakage pathways for hazardous fluids.  相似文献   

4.
There is an increasing demand for groundwater vulnerability maps which illustrate the exposure of aquifers against pollution. These maps show areas of greatest potential for groundwater contamination on the basis of local subsurface conditions. Parameters affecting vulnerability are mainly permeability and thickness of each protective layer. For unconsolidated sediments, the permeability is strongly related to the clay content, which can be deduced from indirect resistivity methods, like electrical-imaging. Such geophysical methods can be of great help in groundwater vulnerability studies because they disturb neither the structure nor the dynamics of the soil. Sensibility analysis was performed of the electrical resistivity tomography method for accurately mapping soil media. Managers and public administrators may effectively use this method for assessing the potential risk of groundwater contamination. In the studied zone, electrical resistivity exhibits a wide range of variability that can be easily correlated to soil parameters, such as clay content and hydraulic conductivity. A numerical index of protection has been assessed from the geophysical information derived from 2D electrical resistivity tomography. This work represents a preliminary approach on the natural vulnerability evaluation of shallow aquifers at the Empordà basin (NE Spain) that is highly affected by diffuse pollution by nitrates.  相似文献   

5.
试论冻结滞水   总被引:6,自引:0,他引:6  
冻结滞水指因冬季的冻结作用在包气带冻土层内形成的季节性固态地下水。在冻结期间包气带水具有明显的倒置分带性:(1)冻结滞水带;(2)过渡水分带;(3)支持毛管水汽化输水带。冻结滞水含水率比冻结前一般增加20% ̄30%,相当于给水度为0.06的含水层中潜水位下降2.54 ̄3.74m时给出的水量。冻结滞水是干旱、半干旱地区农、林、牧业生产持续发展的可贵的水资源之一。  相似文献   

6.
由于地表水资源稀缺,地下水是塔里木盆地南缘绿洲带重要用水水源,因此,系统查明该区地下水砷氟碘的分布及成因至关重要。基于塔里木盆地南缘绿洲带233组地下水水样检测结果,分析不同含水层中高砷、高氟和高碘地下水的空间分布及水化学特征,结合研究区地质、水文地质条件和地下水赋存环境进一步揭示影响地下水砷氟碘的来源、迁移与富集的水文地球化学过程。结果表明:地下水砷、氟、碘浓度变化范围分别为1.091.2 μg/L、0.0128.31 mg/L、10.02 637.0 μg/L。地下水高砷、高氟和高碘水样分别占总水样的7.3%、47.2%和11.6%,砷氟碘共富集占比为3.0%。砷氟碘共富集地下水主要分布于研究区中部的民丰县,水化学类型主要为Cl·SO4-Na型。自补给区至过渡区再至蒸发区,地下水氟、碘浓度明显增大,砷浓度在过渡区和蒸发区均较大;砷氟碘共富集地下水取样点主要分布于36.060.0 m深度的浅层承压含水层中。浅层地下水受蒸发作用和矿物溶解沉淀作用的影响,随砷氟碘富集项的增多而增大。第四纪成因类型中风积物对氟浓度的影响较大,洪积-湖积物对砷和碘浓度的影响较大。细粒岩性、平缓的地形、地下水浅埋条件、偏碱性的地下水环境、微生物降解作用下有机质介导的矿物溶解是利于砷氟碘共富集的主要机制。  相似文献   

7.
开鲁盆地铀矿水文地球化学找矿研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
邹顺庚 《铀矿地质》2000,16(4):226-232
本文从基础地质条件出发 ,界定了开鲁盆地的发展历史 ,全面分析了研究区的水文地质条件、水文地球化学特征及地下水的含铀性 ,确定了在整体坳陷期形成的姚家组和四方台组区域承压含水层的找矿意义。同时 ,从水文地质构造层、渗入渗出体系的划分及浅层地下水和深部地下水化学异常显示等方面入手 ,较详细地阐述了开鲁盆地水文地质条件和水文地球化学特征及其对层间氧化带发育条件的影响 ,预测了两处可地浸砂岩型铀矿的成矿远景地段 ,并指出道德庙是本区最具找矿前景的地区。  相似文献   

8.
北京大兴区第四系高氟地下水分布规律研究   总被引:2,自引:1,他引:1  
北京市大兴区供水以地下水为主,研究该区高氟地下水的分布规律及其成因,对指导区域地下水的开发利用和保障居民饮水安全是必要的。在野外调查和以往研究成果的基础上,测试了北京大兴区地下水氟离子浓度。结果表明,高氟水分布区地层岩性以粘性土为主;浅层高氟水主要分布在大兴区的南部及东南部,超标区面积为258.57 km2;深层高氟水主要分布在中部,超标区面积为20.91 km2。建议对浅层高氟地下水加大止水深度,统一并严格设计饮用水井结构;对深层氟超标水,避免饮用或采取降氟措施后再饮用。  相似文献   

9.
In a semiarid region, the karst aquifer generally forms a large groundwater reservoir that can play an important role in regional water supply. But because of the specific physical properties of karst aquifers, they are vulnerable to pollution and anthropogenic impacts. Karst groundwater management strategies are vital. As representative of karst springs in a semiarid area, Niangziguan Springs is located in the east of Shanxi Province, China with an annual average rate of discharge of 10.34 m3/s (1956–2003) (Y. Liang, unpublished data). The Niangziguan Spring Basin covers an area of 7,394 km2 with an annual average precipitation of 535 mm (1958–2003) (Hao et al. in Carsologica Sinica 23(1):43–47, 2004). Over the past three decades, accelerated groundwater exploitation has caused water-table decline in the aquifer, reduction of the spring discharge, and deterioration of water quality. In this study, three protection zones were defined to ensure the quality and capacity of this resource. The confluence of the 11 spring systems and the discharge areas were defined as I protection zone, the recharge basin was II protection zone, and the slack water area where there is little surface recharge was the III protection zone. Management strategies for each zone were suggested and evaluated to provide a scientific foundation for sustainable utilization.  相似文献   

10.
黑河下游额济纳绿洲区和中下游沿黑河干流河床附近的潜水位埋深较浅,是维系地表植被生长的重要因素。中游高台附近潜水位存在每年双峰值的变化,较之下游额济纳绿洲潜水位每年单峰值的变化更有利于植被的生长。在包气带剖面中,同一时刻水土势、含水量、含盐量随深度的变化趋势基本相同。采样点包气带土壤中易溶离子含量相对较低,全盐量小于5%,中游采样点土壤中以HCO3-为主,下游以SO42-为主,由SO42-、Cl-和Na+、Ca2+组成的盐类构成了包气带土壤中的主要盐分。土壤中易溶离子含量自地表至潜水面之间随深度总体上呈减小趋势。植被的根系分布对包气带土壤含水量、水土势和易溶离子含量随深度的分布有着重要的影响,在植物根系发育带的土壤中含水量、水土势和易溶离子含量升高。  相似文献   

11.
东刘家金矿矿区位于海阳市郭城镇,主要发育3组NE向断裂裂隙,含水岩组主要为第四系冲洪积、坡积孔隙含水岩组,碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组,碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组及基岩风化带裂隙含水岩组。文中在查清水文地质条件的情况下,详细分析了矿区含水层的富水性,地下水补给、径流、排泄及动态特征,矿区地下水开发利用现状。在此基础上,进行了地下水均衡计算,地下水补给来源主要为大气降水入渗和农灌入渗补给,补给方式为地表直接下渗补给、断裂带导水补给以及上覆松散层下渗补给,主要排泄方式为人工开采、矿坑涌水和蒸发,总体上矿区处于地下水均衡状态。研究成果为矿区在今后的开采过程中控制地下水,合理防治与排水,维持区域地下水自然动态等提供了科学的依据。。  相似文献   

12.
针对采煤对松散含水层地下水扰动程度评价方法适用性不足等问题,以神东补连塔井田为研究背景,通过分析采煤对地下水动力场的影响规律,得出矿井水(矿井排水与采空区储水)的形成是导致大气降水、地表水与地下水转化关系和转化量发生改变的主要原因;并从松散含水层生态水位变化、含水层损伤以及水量损失的角度,提出了采煤对地下水扰动程度的3个评价指标,结果显示,截至2012年补连塔井田松散含水层地下水生态水位扰动指标基本均大于1,采扰比达92%,说明采煤对生态水位影响较大;由于采动裂隙直接发育至松散含水层内部,导致井田范围内8%面积的含水层完全损伤而失去地下水调蓄能力;而在重复利用矿井水并开发地下水库储水功能的条件下,补连塔矿地下水量损失减少至8.5%,说明矿井水的充分利用对减少地下水资源损失意义重大。   相似文献   

13.
Saline seepage zone development and hence dryland salinity is a major environmental problem which many arid to semiarid landscapes in Australia are experiencing. Due to the geological complexity of the regional aquifer system and the heterogeneous nature of the local groundwater system, each groundwater seepage zone in the Spicers Creek catchment, central west, New South Wales, Australia possesses different mechanisms which control its development. Saline seepage zones have formed adjacent to a fault zone, and two experimental sites were established through these groundwater discharge zones to understand geochemical processes which have led to the development of soil sodicity, gully erosion and the flushing of salts into the surface water systems. Seepage zone groundwaters contain a distinctive geochemical signature with elevated concentrations of Na, Cl, HCO3, Ca, Sr, B, As and Li. The mixing of deep saline groundwaters together with ion exchange processes lead to a distinctive seepage zone groundwater chemistry being developed. Altering the landscape features within this rural groundwater system has developed water toxicity for crops, soil sodicity leading to land degradation, and waterlogging problems.  相似文献   

14.
干旱,半干旱地区水文地质研究现状   总被引:8,自引:2,他引:8  
世界上近一半的国家都不同程度地受到干旱问题的影响,因而干旱、半干旱区的水文地质研究多年来一直是世界水文地质学界的研究热点。本文根据几年来所阅读的关于该方面的近百篇国内外文献资料,对干旱和半干旱地区地下水开发利用概况、地下水形成机理研究进展、干旱区大型盆地地下水运移所采用的两种模型、环境同位素技术在干旱区地下水研究中的应用、地下水流系统研究进展、地下水数值模拟及管理模型现状、干旱区包水带水文地质研究  相似文献   

15.
拒马源泉群作为拒马河的源头,受到了较多专家和学者的关注。但这些研究多集中在地下水的水化学、水位动态、泉流量等特征上,对地下水氢氧同位素特征的分析几乎没有,且对北海泉的成因解释多为粗略的定性概述。为了说明涞源北盆地地下水的氢氧同位素特征,详细揭示北海泉的形成模式,首次系统地采集了不同含水岩组的地下水样品,测定了水样的氢氧同位素组分。结果表明:样品点δD和δ18O值均落在区域大气降水线上或附近,大气降水是研究区地下水的主要补给来源;白云岩、灰岩含水岩组高程效应较明显,径流途径长,松散含水层径流途径短,受蒸发作用较强;白云岩、灰岩含水岩组和松散含水层氘盈余d值分别为6.0‰~11.6‰、4.2‰~11.2‰、3.8‰~8.0‰,较大气降水大部分偏小,表明岩溶水和松散孔隙水经历了不同的流动过程;白云岩、灰岩含水岩组从补给区向排泄区各自流动过程中,在小西庄、香炉屯村附近断裂带发生沟通混合,然后在向盆地中心径流过程中受断层阻水上升,上升过程中又接受了松散孔隙水的补给,最后在松散岩层中出露成泉,形成北海泉。在孔隙水混入前,两者的平均补给比例大约为48.4%~57.6%和42.4%~51.6%。  相似文献   

16.
The Xingtai piedmont plain in Hebei Province is a representative area in northern China where endemic fluorosis is serious and shallow high-F ground water is distributed. In this paper, the area is selected as a typical study area, and on the basis of large amounts of field work and the experiments, through groundwater geochemical modelling and by applying the theory and method of the coupled model of hydrodynamic transport and chemical reactions in a multicomponent system, the author performed numerical modelling of the geochemical behaviour of fluoride in a shallow groundwater system, quantitatively studied the hydrodynamic transport and chemical reaction of fluorine migration, transformation and concentration in a water-heterogeneous unsaturated soil system under the conditions of meteoric water infiltration and quantitatively determined the speciation of fluorine and the saturation state and dissolution/precipitation trend of various solid precipitates in shallow high-F groundwater, thus deepening t  相似文献   

17.
基于氢氧同位素的华北平原降水入渗过程   总被引:12,自引:1,他引:11       下载免费PDF全文
华北平原地下水浅埋区水循环主要以垂直方向上的入渗、蒸发和蒸腾的方式存在,同位素可以作为一种有效"示踪剂"揭示降水入渗补给地下水的过程。选择华北平原中、东部地下水浅埋区的衡水和沧州为典型实验点,研究不同降水特征、土壤质地和植被条件下入渗过程的差异性。结果表明,土壤非均质条件下(沧州),降水入渗补给过程中伴随着蒸发、植被蒸腾作用以及与土壤前期水分的强烈混合作用,活塞流入渗的同时土壤100 cm深度可能还存在大孔隙优先流;土壤均质条件下(衡水),降水向下均匀入渗,入渗速度较快,土壤水运动以新水基本代替老水的活塞流为主要形式,并经过强烈的蒸发浓缩作用补给地下水。  相似文献   

18.
中国西北内陆盆地水分垂直循环及其生态学意义   总被引:11,自引:0,他引:11       下载免费PDF全文
周爱国  马瑞  张晨 《水科学进展》2005,16(1):127-133
中国西北内陆盆地中的地下水系统,对维系其浅表水分、热量、盐分均衡以及地表的生态平衡、土壤的资源属性和局部地域气候相对稳定性具有不可或缺的调节作用,这种调节作用是通过饱和带水、包气带水(土壤水)、近地表大汽水和植物体内水("四水")之间的垂直循环来实现的.目前的相关研究主要侧重于地下水与地表植被类型间对应关系的统计分析,较少涉及水分运移的机制;而以水分垂直循环的动力学机制为研究对象的SPAC系统(土壤-植物-大气连续体),则对地下水的重视程度不够,且存在着尺度转换的困难,更为完整的应该是GSPAC系统(地下水-土壤-植物-大气连续体).干旱区内陆盆地地下水生态效应的研究需要开展以下的工作:"四水"垂直循环的动力学过程与机制研究,尤其是饱水带-包气带界面水、汽、热转化过程的研究;人类活动影响下地下水系统演化特征的研究,它不仅是实现水分垂直循环研究的最终目的——水资源合理开发利用的中间环节,更是将"四水"垂直循环这一微观水文循环过程与区域水文循环过程相结合,实现尺度转化的关键所在.  相似文献   

19.
鲁西南地区高氟水分布规律与成因分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
地方性氟中毒是我国北方地区最为典型的地方病之一,查明高氟地下水的空间分布及其成因是除氟改水、防治氟害的前提。通过对鲁西南地区不同层位地下水水质分析结果及水文地质、地质条件等多个环境影响因素的综合分析,查明了鲁西南地区高氟水的空间分布规律,并分析了影响浅层和深层高氟水形成的环境因素。浅层高氟水呈片状分布于洼地、缓平坡地等地势较低的区域,占鲁西南地区总面积的47%,大部分地区高氟水氟离子含量为1.2~2.0 mg/L,局部大于4.0 mg/L,其形成受气候、地质环境、地形地貌特征及水化学环境等多个因素的影响,成因类型为溶滤-蒸发浓缩型。深层高氟水具有水平分带性,占鲁西南地区总面积的65%,大部分高氟水氟离子含量为2.0~4.0 mg/L,氟离子含量分布与晚更新世沉积相带呈现很好的相似性,推测其为地质历史时期形成的古地下水。  相似文献   

20.
Many cities in developing countries are dependent upon groundwater for water supply. Frequently this groundwater is pumped from semi-confined aquifers in alluvial deposits. These deeper aquifers are often considered to be protected from polluted shallow water by intervening less-permeable layers. However, where groundwater is pumped from a semi-confined aquifer immediately beneath a city, significant induced leakage of contaminated shallow water can occur. This may lead to a serious deterioration of water quality in deeper aquifers in the longer-term. A simple model has been developed which provides insight into the hydraulic controls on water quality in such semi-confined aquifers. The model provides a tool for the initial assessment and prediction of the impact of urbanization on groundwater quality. Also, the model characterizes the key hydrogeological behaviour through a single parameter, here termed the ‘city leakage factor’, which can be used to assess the vulnerability to contamination by leakage. A case study of a city in Thailand illustrates the use of this model.
Résumé Beaucoup de villes des pays en développement dépendent de l’eau souterraine pour leur alimentation en eau. Cette eau souterraine est souvent pompée dans des aquifères alluviaux semi-captifs. Ces aquifères plus profonds sont souvent considérés comme protégés des eaux peu profondes et polluées, grace à des couches intercalaires moins perméables. Cependant, dans le cas où l’eau souterraine est pompée à partir d’un aquifère semi-captif situé directement sous une ville, une drainance importante des eaux peu profondes et polluées peut être induite. Ceci peut entra?ner, à long terme, une détérioration significative de la qualité de l’eau dans les aquifères plus profonds. Un modèle simple a été construit fournissant un aper?u des contr?les hydrauliques agissant sur la qualité de l’eau dans des aquifères semi-captifs. Ce modèle est un outil permettant d’évaluer l’état initial et de prédire l’impact de l’urbanisation sur la qualité de l’eau souterraine. Le modèle caractérise également les comportements hydrogéologiques majeurs à travers un unique paramètre, nommé dans cette étude facteur de drainance de la ville“, et qui peut être utilisé pour évaluer la vulnérabilité de l’aquifère face à une contamination par drainance. L’étude de cas d’une ville en Tha?lande illustre l’utilisation de ce modèle.

Resumen Muchas ciudades de paises en desarrollo dependen del agua subterránea para el abastecimiento de agua. Frecuentemente el agua subterránea se bombea de acuíferos semi-confinados en depósitos aluviales. Estos acuíferos más profundos se protegen frecuentemente de agua somera contaminada mediante la intervencción de capas menos permeables. Sin embargo, donde el agua subterránea se bombea de un acuífero semi-confinado inmediatamente debajo de una ciudad, pueden ocurrir fugas significativas inducidas de agua somera contaminada. Esto puede conducir a un serio deterioro de calidad de agua en acuíferos más profundos en el largo plazo. Se ha desarrollado un modelo simple el cual aporta idea acerca de los controles hidráulicos en la calidad del agua en tales acuíferos semi-confinados. El modelo aporta una herramienta para la evaluación inicial y predicción del impacto de urbanización en la calidad del agua subterránea. El modelo también caracteriza el comportamiento hidrogeológico clave a traves de un solo parámetro, que aquí se denomina ′factor de fuga de la ciudad′el cual puede usarse para evaluar la vulnerabilidad a la contaminación por fuga. El uso de este modelo se ilustra con un estudio de caso de una ciudad en Tailandia.

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