霍景涅里辛沙漠地下水化学和同位素特征

在综合分析地质条件基础上,运用水化学及同位素技术,并结合现场调查及室内分析的方法,对霍景涅里辛沙漠地下水进行研究,分析了研究区地下水化学及稳定同位素特征,讨论了地下水的矿化过程及影响因素,确定了沙漠区地下水的补给来源。结果表明：沙漠区潜水中各离子组分平均值均大于承压水,潜水的溶解性总固体（TDS）平均值远大于承压水,说明潜水的蒸发作用大于承压水;控制潜水中主要离子成分的作用主要为溶解作用、交替吸附作用以及蒸发作用,控制承压水中主要离子成分的作用主要为溶解作用;沙漠区潜水与承压水具有一定的水力联系;地下水的补给来源主要为山区冰雪融水及降水,潜水的补给高程为1 370m,承压水的补给高程为1 650m。     

Characterization of Mechanisms and Processes Controlling Groundwater Recharge and its Quality in Drought-Prone Region of Central India (Buldhana,Maharashtra) Using Isotope Hydrochemical and End-Member Mixing Modeling

A thorough study on understanding of groundwater recharge sources and mechanisms was attempted by integrating the hydrogeological, geochemical and isotopic information along with groundwater dating and end-member mixing analysis (EMMA). This study was necessitated due to prolonged dryness and unavailability of freshwater in semi arid Deccan trap regions of Central India. In addition, groundwater resources are not characterized well in terms of their geochemical nature and recharge sources. The hydrogeochemical inferences suggest that aquifer I consists of recently recharged water dominated by Ca–Mg–HCO₃ facies, while groundwater in aquifer II shows water–rock interaction and ion exchange processes. Presence of agricultural contaminant, nitrate, in both aquifers infers limited hydraulic interconnection, which is supported by unconfined to semi-confined nature of aquifers. Groundwater in both aquifers is unsaturated with respect to carbonate and sulfate minerals indicating lesser water–rock interaction and shorter residence time. This inference is corroborated by tritium age of groundwater (aquifer I: 0.7–2 years old and aquifer II: 2–4.2 years old). Stable water isotopes (δ²H, δ¹⁸O) suggest that groundwater is a mixture of rainwater and evaporated water (surface water and irrigation return flow). EMMA analysis indicates three groundwater recharge sources with irrigation return flow being the dominant source compared to others (rainwater and surface waters). A conceptual model depicting groundwater chemistry, recharge and dynamics is prepared based on the inferences.

     

雷州半岛火山岩的水文地质特征与富水规律

根据雷州半岛火山岩的地质环境和水文地质条件,叙述了该地区火山岩地下水含水层特征以及地下水的补给、径流、排泄条件.根据不同含水层的岩性、泉水出露和钻孔出水量,分析了该区火山岩的富水性及富水规律,为城镇居民生活和工农业生产供水提供科学依据.     

毛乌素沙地海流兔河流域水文地质特征

海流兔河流域是毛乌素沙地的代表性流域,开展以流域为单元的研究,将为毛乌素沙地的流域水资源配置提供科学依据.通过系统分析海流兔河流域的含水层展布和地下水分布特征,创新性地将含水层厚度和地下水埋深的分区进行小波图像融合后,得到了新的水文地质参数分区.结果 表明:海流兔河流域的第四系及白垩系为该区域的巨厚含水层系统,其中白垩...     

喀斯特地貌演化与喀斯特含水层特性

本文根据喀斯特含水层的结构、喀斯特地貌发育的动力过程,探讨不同的喀斯特地貌演化阶段及其相应的喀斯特含水层特征。     

罗布泊盐湖储卤层水文参数在钾盐开发过程中的变化规律及成因探讨

2013年进行的疏干开采抽水试验揭示罗布泊罗北凹地钾盐矿区现阶段深部承压储卤层(W1、W2、W3)水文地质参数为附近区域zk0601在2006年详勘时的十余倍。为了确认这种现象在罗布泊盐湖是否具有普遍性,2016年在罗北凹地钾盐矿区选择LBSK1、LBSK2两个区域开展水文地质参数验证研究工作。验证研究表明,2006年至今罗北凹地钾盐矿区承压储水层水文参数的确有普遍增大的现象。分析认为,矿区钾盐开发过程中大规模抽取地下卤水引起的卤水运动加速、储卤层水—盐动态平衡被破坏,从而导致深部承压储卤层水化学成分、地质结构发生变化,这些变化是导致上述现象的重要原因。对上述现象的分析研究将为矿区下一步采输卤工程设计提供重要的水文参数,对今后矿区储量管理以及生产计划安排具有指导意义。     

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。     

额济纳盆地地下水盐化特征及机理分析

运用水文地球化学方法,分析额济纳盆地不同含水层地下水盐化特征及其机理。结果表明:额济纳盆地地下水受水文地质条件的制约,潜水的盐化自沿河主要补给区到蒸发排泄区具有明显的分带性,由河流主要补给区向北和向东西两侧,至居延海,进素土海子和古日乃湖中心洼地地下水,地下水由淡水,逐渐过渡为微咸水、中度咸水及极度咸水、盐水;承压水属于微咸水。依据地下水中各离子含量的比值特征的分析结果,控制本区地下水盐化的主要因素为硅酸盐矿物溶解和蒸发沉积作用,硅酸盐矿物溶解主要发生在沿河的地下水补给区;蒸发沉积作用主要发生在地下水径流-排泄区。深层地下水埋藏较深,蒸发的作用大大减弱,因而含盐量少,水质较好。     

腾格里沙漠西南缘地下水水化学形成特征及演化

以邓马营湖区为核心,对腾格里沙漠西南缘地下水数据进行水文地球化学特征分析,并运用PHREEQC2.0软件反向模拟沿运移路径地下水的补给机理及演化过程。结果显示:受水文地质条件制约,从山前洪积扇地下水的补给区深入腾格里沙漠过渡带再到邓马营湖区中深层地下水,水化学类型从HCO3-—Ca2+—Mg2+型过渡为Cl-—SO24-—Na+—Mg2+型再过渡到HCO3-—SO42-—Na+型。其影响因素基本包括:溶滤与蒸发浓缩作用、阳离子交换吸附作用、以及微弱的混合作用和地下水补给水源水化学成分控制。矿物饱和指数以及反向水文化学地球化学模拟的结果显示,由西南向东北沿水流方向各物质溶解沉淀情况复杂,除斜长石与方解石外,岩盐、石膏、白云石等浓缩沉淀显著,表明蒸发浓缩作用控制强烈。     

双重介质模型中地下水运动的环境示踪

为评价博茨瓦纳帕拉匹村非均质裂隙含水层的地下水资源，采用双重介质法及增加阻水水平屏障来模拟含水层，用排水和蒸发双重边界来模拟季节性河流，用溶质运移模型来再现示踪剂氟氯烃化合物（CFC）在地下水中的分布，用环境同位素氢和氧分析地下水的来源，用氯离子质量平衡法估计人渗量。对双重介质的不同有效空隙度的确定则采用了地下水龄示踪剂CFC的实测值分析得出。这些为地下水模型的真实、准确提供了几种独立、有效的分析手段。     

黄土高原丘陵区小流域地下水补给特征

地下水补给量反映了含水层的可更新能力,是地下水资源管理与合理开发利用的关键参数之一。为定量研究黄土高原丘陵沟壑区小流域地下水的补给特征,基于岔巴沟流域上游、中游、下游3个水文站1959-1969年降水与日径流观测资料,通过退水分析法估算了流域地下水补给量,并分析了与降水量和基流量的关系及其在年内的补给变化过程。结果表明：岔巴沟流域年平均基流量为13.09 mm·a^-1,更新时间为124 d,补给量为11.46 mm·a^-1,降水入渗补给率为0.025,基流补给率为0.89。从上游到下游地下水补给量与入渗补给率逐渐增大,且上游与下游之间有显著差异（P<0.05）;基流补给率逐渐减小,各集水区之间差异均显著。地下水补给量与降水量呈线性正相关（R²>0.40）,在下游集水区内随降水量变化的增幅较大。基流量与降水量也呈正相关关系（R²>0.77）,干流基流80%以上源于降水补给转化。以5月份为节点可将地下水补给过程分为"一次补给"和"二次补给"2个主要阶段,其分别占全年总补给量约30%和70%,并且"二次补给"是造成岔巴沟流域不同集水区地下水补给量差异的主要阶段,并且为无资料地区小流域地下水资源的评价提供借鉴。     

雷州半岛土壤渗透性及其与地下水补给关系

对雷州半岛土壤渗透性进行了分析,并结合地形地貌、降雨入渗补给情况,识别地下水潜在补给区。雷州半岛土壤渗透性空间差异较大,饱和渗透系数变化范围为 0.04~8.83 m/d。总体而言,半岛南部、遂溪西北部渗透性较好,中部较差。土壤渗透系数受到土地利用类型、土壤粒径、土壤有机质等的影响。随着土壤中值粒径和有机质含量的增加,土壤渗透系数增加。不同土地利用类型,其土壤平均渗透性优劣表现为：荒地＞桉树林＞甘蔗＞菜地＞菠萝＞其他林地＞香蕉＞苗圃＞坡稻＞水稻田。降雨入渗补给系数南北高、中间低,随着土壤渗透系数增加而提高。半岛南部石茆岭和石板岭一带,地势高,坡度较缓,同时土壤渗透性和降雨入渗补给系数相对较高,为雷州半岛地下水潜在补给区。     

青海湖沙柳河流域浅层地下水不同时期补给特征

地下水稳定同位素组成的时空变化特征可以反映不同时期、不同区域地下水补给来源的差异。通过青海湖沙柳河流域浅层地下水氢氧稳定同位素组成的时空变化特征以及地下水、河水与降雨之间的补给关系的分析,结果显示：季风时期,地下水主要受降雨入渗和河流侧向补给为主,在补给过程中蒸发作用是影响地下水稳定同位素值的主要因素;非季风期,冰雪融水对低值区的地下水影响显著,同时降水的快速入渗则是该时期高值区地下水的主要补给方式之一。地下水同位素高值区,地下水与河水间补给作用较弱,补给时间超过5个月;地下水同位素低值区,地下水与河水补给关系较为密切,补给时间在1~4个月间。本文所得结论可初步反映干旱半干旱内陆流域地下水稳定同位素特征以及补给方式的基本规律,在一定程度上可为流域地下水及其他水体间的转换研究提供科学依据,并为地下水资源管理和水环境治理提供一定理论指导。     

北京牛口峪污水水库喀斯特渗漏问题研究

位于北京西南57km的牛口峪水库建于奥陶系喀斯特化石灰岩之上。沿着区域性断层强烈的喀斯特作用使得水库发生严重渗漏,并污染了地下水体。根据水文地质条件和对水库渗漏的研究,可得出如下结论:1.牛口峪水库地区石灰岩含水体的特征主要受到牛口峪坡立谷演化过程的控制。地表下5—10m是喀斯特强烈发育带,但是充填在喀斯特裂隙中的红粘土降低了石灰岩含水体的导水性和储水能力。深于地表以下10m处,主要为裂隙含水体。石灰岩中的溶蚀裂隙和小管道沿着F_2断层发育。2.石灰岩含水体中存在着受库水影响较大的浅循环潜水流和深循环裂隙扩散流。3.牛14孔和牛11孔分属于两个水文地质单元,库水向牛11孔方向渗漏的可能性很小。4.库水主要通过表层灰岩体结构遭受破坏的石灰岩裂隙进行渗漏。最主要的渗漏带是牛14孔—牛10孔—马刨泉带,其次是水库—牛7孔—马刨泉带和四副坝坝基渗漏。主坝坝基深层石灰岩体中的渗漏是存在的,但不严重。     

乌兰布和沙漠降水入渗补给对气候变化的响应

为探究地下水补给对气候变化的响应,以乌兰布和沙漠为例,基于氯质量平衡法,通过野外打钻和室内离子分析,重建区域地下水补给历史和短时间尺度的气候变化过程。结果表明：降水对沙漠地区的地下水补给非常小,对比周边地区记录发现,地下水补给呈现出由西向东逐渐增大的趋势,且一定程度上反映出贺兰山对季风气流的阻挡作用,在相关季风较弱年份,贺兰山西侧降水补给弱于东侧。过去600年来本地区的气候波动大,1455-1500 AD、1600-1650 AD是气候较为干旱的时期,18世纪末至19世纪初是环境演化一个重要的时间界限,自此以后的漫长时间,干旱化进程进一步加剧,尤其是1920-1930 AD,区域极端干旱。本研究也验证了处于季风边缘沙漠地区降水入渗补给对气候变化所呈现出的响应差异。     

罗布泊罗北凹地液体钾盐矿(W2、W3、W4)承压卤水开采工艺探讨

在罗北凹地液体钾盐矿区深部承压含水层水文地质参数缺乏的情况下,充分利用现有矿区地下水监测数据及矿区水文地质资料的基础上,根据正在运行的采卤生产井做抽水试验得到深部承压含水层单位涌水量、影响半径、渗透系数等水文数据,与前人在罗北凹地钾盐矿区不同水文地质区域做过的抽水试验取得的水文数据进行对比并加以验证,以此确定罗北凹地液体钾盐矿区相对难开采的深部承压含水层卤水的开采方式及采卤工程的布置工作。     

基于环境示踪剂氯的北山地区浅部地下水补给研究

地下水补给研究是高放废物深地质处置库选址和场址评价的重要研究内容之一。甘肃北山地区是我国高放废物地质处置库场址首选预选区,为查明该区地下水补给特征,基于环境示踪剂氯查明了北山地区浅部地下水补给量。结果表明：（1） 总体而言,氯质量平衡方法在北山地区应用效果较好。（2） 基于包气带的氯质量平衡方法计算得出的浅部地下水垂向补给量在渗透性较大的沟谷盆地中为0.07~2.03 mm·a^-1,平均值约1.0 mm·a^-1。（3） 基于饱和带的氯质量平衡方法计算得出北山地区浅部地下水多年平均入渗补给量为0.25 mm·a^-1,不足多年平均降水量的0.5%。相关结果可为我国高放废物地质处置库选址和场址评价提供依据。     

Groundwater vulnerability and risk mapping for the Basaltic aquifer of the Azraq basin of Jordan using GIS, Remote sensing and DRASTIC

Water consumption in Jordan already exceeds renewable freshwater resources by more than 20% and, after the year 2005, freshwater resources are likely to be fully utilised. Over 50% of supply derives from groundwater and this paper focuses on a small part of the northern Badia region of Jordan that is underlain by the Azraq groundwater basin where it has been estimated that annual abstraction stands at over 100% of the projected safe yield. While water supply is a crucial issue, there is also evidence to suggest that the quality of groundwater supplies is also under threat as a result of salinisation and an increase in the use of agrochemicals. Focusing on this area, this paper attempts to produce groundwater vulnerability and risk maps. These maps are designed to show areas of greatest potential for groundwater contamination on the basis of hydro-geological conditions and human impacts. All of the major geological and hydro-geological factors that affect and control groundwater movement into, through, and out of the study area were incorporated into the DRASTIC model. Parameters included; depth to groundwater, recharge, aquifer media, soil media, topography, and impact of the vadose zone. The hydraulic conductivity of the aquifer was not included in calculating the final DRASTIC index for potential contamination due to a lack of sufficient quantitative data. A Geographical Information System (GIS) was used to create a groundwater vulnerability map by overlaying the available hydro-geological data. The resulting vulnerability map was then integrated with a land use map as an additional parameter in the DRASTIC model to assess the potential risk of groundwater to pollution in the study area. The final DRASTIC model was tested using hydrochemical data from the aquifer. Around 84% of the study area was classified as being at moderate risk while the re mainder was classified as low risk. While the analysis of groundwater chemistry was not conclusive, it was encouraging to find that no well with high nitrate levels was found in the areas classified as being of low risk suggesting that the DRASTIC model for this area provided a conservative estimate of low risk areas. It is recognised that the approach adopted to produce the DRASTIC index was limited by the availability of data. However, in areas with limited secondary data, this index provides important objective information that could be used to inform local decision making.     

巴丹吉林沙漠沙山区径流与地下水补给条件

在全球高差最大的巴丹吉林沙漠沙山斜坡上发现了沙漠区罕见的因大气降水而产生的地表超渗径流,地表径流侵蚀,缓渗径流及因地下径流出露而产生的地表径流--风沙混合物理沉积与化学沉积(次生盐).根据电镜观察,能谱分析,化学分析和粒度分析等资料,研究了径流化学沉积物的矿物和化学组成,风积沙和径流--风沙混合物理沉积物的粒度组成,径流类型及沙山区水分平衡,降水对地下水与湖水的补给机制.超渗径流的出现表明,虽然该区降水量少,但存在能够为地下水提供补给来源的较强有效降雨过程.径流,径流--风沙混合物理沉积和化学沉积等六项科学指标从深层次上充分证明,该区降水通过入渗至少达到了沙山的下部,完全能够对地下水构成有效补给.细粒层相对的隔水性是该区地下径流出露于地表的原因.沙山区确实存在令人惊奇的水分正平衡,即在大气降水在经过蒸发和蒸腾等消耗之后,每年还有约134648.4 t/km²水补给了地下水和湖水,成为湖水的重要补给来源之一.沙山区能够产生有效降水,植被稀少蒸腾量少,沙层入渗率高和沙层受蒸发影响深度很小是该区水分出现正平衡和大气降水能够补给地下水的四个条件,也是导致该沙漠区有众多湖泊发育的主要条件.     

Evaluation of Recharge and Groundwater Dynamics of a Shallow Alluvial Aquifer in Central Ganga Basin,Kanpur (India)

Evaluation of recharge and groundwater dynamics of an aquifer is an important step for finding a proper groundwater management scenario. This has been performed on the basis of statistical Kendall Tau test to find a relationship between groundwater levels and hydro-meteorological parameters (e.g., precipitation, temperature, evaporation). Recharge to the aquifer was estimated for identification of critical areas/locations based on the analytical Soil and Water Assessment Tool. Moreover, spatiotemporal variability of groundwater levels has been quantified using space–time variogram. The overall characterization method has been applied to the shallow alluvial aquifer of Kanpur city in India. The analysis was performed using groundwater level data from 56 monitoring piezometer locations in Kanpur from March 2006 to June 2011. Groundwater level shows relatively higher correlation with temperature. Performance of the geostatistical model was evaluated by comparing with the observed values of groundwater level from January 2011 to June 2011 for two scenarios: “with limited spatiotemporal data” and “without spatiotemporal data.” It is evident that spatiotemporal prediction of groundwater level can be performed even for the unmonitored/missing data. This analysis demonstrates the potential applicability of the method for a general aquifer system.