黔西北裸露岩溶地区水文地球化学特征对土地利用方式的响应研究

为了探讨不同土地利用方式下的水文地球化学特征与地下水循环演化的关系,文章选取贵州省毕节市典型农业区的农田、林地、草地灌木和建筑用地等四类土地利用方式,通过区域地质调查、遥感解译、水化学分析和图解方法,研究裸露岩溶地区其对地下水水化学组分的影响。结果表明:这四类土地利用区域地下水主要组分的浓度和主要矿物的饱和指数都呈差异性。此外,土壤易溶盐组分也随土地利用类型发生改变。并且发现,绝大多数样品中,土壤易溶盐组分浓度高于地下水中相同的组分。因此,降雨入渗补给条件下淋滤作用可导致土壤中易溶盐组分进入地下水中,进而影响地下水化学组分浓度的演化趋势。研究区域地下水均以HCO3-Ca型,HCO3-Ca-Mg型和HCO3-SO4-Ca型水为主,但是,受自然地理因素和人类活动的影响,地下水组分和水化学类型在不同土地利用类型区域中存在差异性。基于本研究建立了地下水演化的两种概念模型。      

内蒙古河套盆地地表水-浅层地下水化学特征及成因

地表水-地下水的相互作用不仅影响地下水化学演化,而且控制地下水化学组分的空间分布,是地下水研究领域的重要课题之一。在内蒙古河套盆地采集地下水样品58组,雨水和地表水样品32组,分析了主要离子、微量组分和氢氧稳定同位素等18个指标。结果表明,研究区地表水除了受蒸发浓缩作用影响外,还受到人为活动的影响,水中钙离子、硫酸根、硝酸根等组分明显升高。浅层地下水具有与地表水类似的主要组分和同位素特征,表明浅层地下水可能受到地表水的影响。地表水补给进入含水层的过程中,可能发生了硅酸盐矿物的非全等溶解、盐岩全等溶解、重晶石沉淀、硝酸根、铁氧化物矿物和硫酸根还原等作用。其中,铁氧化物矿物的还原是地下水砷含量高的主要原因。此外,砷浓度还受硫酸根还原的影响。因此,地下水-地表水的综合研究有助于揭示地下水的成因及水文地球化学过程。     

污水、地下水混合实验分析

将污水与地下水总体积20 L按8∶2、6∶4、4∶6、2∶8混合及分别加砂1 500 g混合;污水20 L与砂1 500 g混合进行污水、地下水混合模拟实验。间隔48 h、96 h、192 h、360 h、600 h取样分析混合后水中各组分浓度,通过混合计算公式计算出各组分浓度和实际测得的各组分浓度进行比较,得到混合水中各组分浓度变化,进而研究污水与地下水及含水介质之间的相互作用和机理。     

地下水有机污染的水文地球化学标志物探讨——以河南油田为例

经过野外现场调查和取样分析及室内研究得知南阳油田地下水已遭受不同程度的有机物污染，且污染范围可能进一步向油田南部扩散。根据近似地下水流线方向上地下水中总油质量浓度和Fe,Mn等无机组分的变化势态，结合含水介质化学分析结果，发现硫酸盐、Fe和Mn可作为地下水有机污染和地球化学标志物。在含水介质中Fe和Mn质量浓度较高的地方，地下水有机污染物降解速度快，含水介质中Fe和Mn的氧化物和氢氧化物的还原作用导致了含水层介质中Fe和Mn的缺乏和地下水中溶解Fe和Mn的积聚；在含水介质中Fe和Mn质量浓度低的地方，地下水中的有机物质量浓度并没有降低，相应地地下水中溶解Fe和Mn的质量浓度也很低。同时，由于有机污染物的存在使地下水中硫酸盐被还原，导致城下水中硫酸盐质量浓度偏低，且地下水中Fe对有机物污染的敏感性比Mn强。     

峨眉山东麓地区浅层地下水无机络合物研究

本文通过对峨眉山东藏地区浅层地下水Ｃａ＾２＋，Ｍｇ＾２＋硫酸盐、硫酸盐络合物的计算分析认为：地下水中络合物组分可反映地下水类型及成因，同时可帮助判断地下水的补、径、排条件；平原区络合物的分布表明，其地下水环境已形成了两类次水化学环境。     

含水层中有机物对地下水水质的影响

化学热动力学和稳定碳同位素[δ(13C)]的研究表明浅层地下水中的碳源是地下含水层中有机物淋溶和降解作用的结果.根据天然有机物的降解规律以及CO2在水中的溶解平衡,采用CO2分压[p(CO2)]来表征有机物的影响,通过计算p(CO2)与地下水中部分化学指标的相关关系,讨论了有机物对地下水化学性质的影响.结果表明地下含水层中有机物的增加会导致地下水酸度的增大以及HCO-3、Na 和F-等质量浓度的增大;且由于地层中有机物含量较高,导致地下水中含氮物质总量升高,同时,由于大量有机物的存在而导致地下水处于还原性环境,促使地下水的氮组分更多地以NO-2-N的形式存在.     

人类饮水氟中毒与饮水中氟存在形式的关系

作者在黑龙江省某地区采集大量地下水样品,针对与氟（Ｆ＾－）可形成络合物的中心离子进行化验,采用化学热力学的基本理论建立物理化学模型,定量地给出了氟病与饮用水中氟的存在形式的关系,初步探讨了引起氟病异常的原因。     

秦皇岛牛心山高氟地下水分布特征及成因

柳江盆地北部牛心山地区存在高氟地下水,严重影响居民身体健康。本文选取牛心山地区为研究区,对其浅层地下水运用Piper三线图、Gibbs图、氯碱指数图和离子比例图等方法进行水化学特征及其形成作用分析研究,从矿物溶解与沉淀、离子交换作用角度探讨了地下水中氟的来源和富集机理。结果显示:研究区地下水离子以Ca~(2+)、Na~+和HCO_3~-为主,水体偏碱性,F-浓度超标点位于火成岩侵入边缘地带,水化学类型为Ca-(Na)-HCO_3、Ca-(SO_4)-HCO_3和Ca-(Cl)-SO_4型,高浓度的F-赋存在Ca-(Na)-HCO_3型水中,地下水水化学组分主要受岩石风化作用的影响;水文地球化学过程和地质因素控制地下水化学特征和氟化物的来源、分布;方解石、石膏溶解于地下水作为Ca~(2+)来源影响萤石的溶解与沉淀,阳离子交换作用改变地下水中指定阳离子浓度间接影响F-浓度,同时碱性环境中吸附在黏土矿物上F-被OH-取代,溶解平衡和离子交换是地下水径流中F-浓度变化的主要控制因素。     

灰色水文地球化学预测模型(GHGCM)——以沈阳市潜水为例

建立多组分平衡化学模型研究溶质在地下水中的迁移是溶液理论的基本要求,这是非确定型模型预测地下水溶质迁移中尚未解决的课题.本文利用CM(1.1)模型同时预测水中全部化学组分浓度值约束于电中性定律和最大溶度积理论,求得预测优化值,为这一问题的解决提供了范例.模型运行的结果证明,灰色系统理论不仅可用于预测水中单个离子,也可预报平衡多组分.     

地下水化学组分存在形式的计算及其意义

地下水化学组分形式的定量研究是水岩作用模拟计算的基础,本文系统地介绍了利用化学热力学平衡理论定量计算化学组分形式的理论与方法,并石家庄平原地下水中化学组分形式的分布,结果表明,构成地下水化学组分形式主要为络阴离子和单一离子,但ＣａＳＯ＾０４,ＭｇＳＯ＾０４和ＣａＣＨＯ＾＋３是地下水化学组成不可忽视的络合形式,这些络合组分随着ＴＤＳ和ＳＯ＾２－４总量的升高上游到下民占比例逐渐升高,络合形式的存在不仅     

黄河流域水量分配方案优化及综合调度的关键科学问题

变化环境下缺水流域水资源演变与科学调控是国际上关注和研究的热点问题,也是中国水资源安全保障面临的重大难题。针对剧烈环境变化下黄河流域水资源显著减少、供需矛盾日益尖锐的问题,以提升流域水资源安全的调控能力为目标,识别了流域水资源供需演变认知—适应性评价—高效输沙—分水方案优化—协同调度的5大关键科学问题,从水资源供需演变机制分析、流域水量分配方案适应性综合评价、河库联动高效输沙水动力条件塑造技术、流域水资源动态均衡配置理论、复杂梯级水库群水-沙-电-生态多维协同调度等方面,提出了"黄河流域水量分配方案优化及综合调度"研究的总体架构和理论方法,构建了黄河流域水资源优化配置与协同调度技术体系,为提升缺水流域水资源管理能力与调度水平提供方法借鉴。     

甘肃省地下水资源衰减与短缺解决对策建议

随着经济社会快速发展,针对现有水源地保护中暴露出的问题,结合地下水资源简要分析提出：结合流域性自然生态恢复与保护,对地下水、地表水水源地实施流域性保护区划分,以保证水源地利用的永久性和持续性,杜绝污染水体作用,并在一定程度上提高水资源总量利用率。在未来社会中,甘肃省地下水资源衰减与短缺需依赖于加大拦蓄地表水以下渗补给,城市集中式供水结构普遍转向以地下水、地表水供水并举,或以地表水供水为主,减少地下水开采,不排除跨流域调水补充等措施。     

Status and challenges of water pollution problems in China: learning from the European experience

This paper provides a review of the water environment problems faced in China and a comparison with the European experience in dealing with such issues, with an attempt to emphasize the challenges in China. The paper also summarizes various studies in China to highlight the severity of water pollution problems faced by regulators, polluters and the general public. China’s water situation can be characterized by insufficient quantities of water, uneven distribution of water spatially and temporally, as well as poor water quality. Water pollution in China has spread from point source to non-point source, from fresh water to coastal water, and from surface water to groundwater. From the management and technological experience from EU, including water framework directive, water price system, desalination and groundwater recharge technologies, and from the analysis of water environment problems and management system in two regions, we could come to the conclusion that water price, water market and water tax could be introduced to China for water environment regulations. Moreover, it is necessary to establish a reliable risk assessment system for water quality, human health and ecological safety.     

焦煤集团九里山矿14101工作面突水治理浅析

通过对焦煤集团九里山矿14101工作面底板突水经过的研究,认为工作面底板突水的水源是是Lg灰岩水,其直接补给水源为L2灰岩水,间接补给水源为O2灰岩水;导水通道为底板采动裂隙带。采取了在工作面打水闸墙,利用钻孔对采空区灌注骨料,增加水流阻力,切断导水通道,封堵水源,加固隔水层的地面注浆和井下工程相结合的综合治水方案。通过观察,工作面中间巷无水流出,突水前后水位变化明显,在较短时间内获得了堵水成功。取得了显著的经济效益和社会效益,为矿井突水治理积累了经验。     

廊坊市水资源现状及保护措施探讨

水资源会影响社会经济的发展,健康的水环境能够促进经济社会的良性发展。本文从廊坊市地理位置、气候特征、水资源基本状况和水资源保护工作现状等方面分析了廊坊市目前的水资源现状以及现行保护措施。结果认为,推进国家节水行动、建设水资源配置工程、推进水污染的防治、统筹修复水生态环境以及完善水资源保护与利用机制,实现水资源的可持续利用;面对水污染,要从根本上解决水污染,污水回用要合理,真正做到水资源的"开源"与"节流"。     

一种快速制备不同含水饱和度岩石试样的方法

岩石的含水饱和度对其力学参数有着较大的影响,针对目前关于制备不同含水饱和度岩样普遍存在着精度低、时间长、岩样含水分布不均匀等问题,根据化学-热力学原理,提出一种快速有效制备不同含水饱和度岩样的方法。该方法通过调节放置有岩样的恒湿负压环境的湿度,从而精确控制岩样最终稳定时组分水的逸度,以致控制岩样最终的含水饱和度。由于恒湿环境中水蒸气的逸度是恒定的,当环境中水蒸气的逸度与岩样中组分水的逸度不同时,外界恒湿环境中的水蒸气与岩样中组分水形成逸度差,当环境中水蒸气逸度小于岩样中组分水的逸度时,岩样中组分水渗出;反之,则水渗入岩样,最终岩样中组分水的逸度达到与外界恒湿环境相同的状态,制得相应含水饱和度的岩样。岩样是放置在负压环境中制备的,在负压环境中岩样孔隙中的空气减少,水蒸气在岩样中的渗透加快,从而缩短了岩样达到稳定的时间。根据气液平衡原理,岩样稳定时,岩样各个部分组分水的逸度相同,因此,制得的岩样含水分布均匀。     

不同地下水补给条件下非饱和砂壤土冻结试验及模拟

为研究土壤冻融过程中不同地下水位对土壤的补给规律,在室内进行了两组不同地下水边界条件下的土柱冻结试验: A组无地下水补给,土柱高度60cm;B组地下水维持在距土柱表层60cm深度处。土壤在冻结过程中水分及盐分均呈向上运移趋势,稳定浅地下水补给会加剧水分及盐分向上运移,造成上层土壤盐分的聚积,影响土壤剖面的热量平衡,引起剖面温度的重新分布,从而减缓冻结锋的推进速度。运用HYDRUS-1D冻融模块对不同地下水埋深（0.5m,1.0m,1.5m,2.0m,2.5m）情况下冻结过程中水分运移规律进行了模拟。模拟结果表明:累积补给量在埋深小于1.5 m时随埋深增加而有所增加,而当地下水埋深大于1.5 m时,累积补给量随着埋深增加而有所减小,甚至保持不变。     

Research on Migration Features of Salt-Fresh Water Interface on the North China Plain

Underground water is the important water resources for the North China Plain, but due to long-time exhaustive exploitation, a series of problems about environmental geology including salt water migration appears. The salt groundwater that distributed widely moved downward vertically, triggering a strong impact on the water supply safety in this area; simultaneously, its large storage capacity brought great resources potential. Thus it had practical guiding significance to develop research on migration of salt-fresh water interface in the North China Plain and discuss the space distribution and migration features for improvement of groundwater environment and mitigation of water resource shortage status. This paper described migration features of salt-fresh water interface through changes in boundary line of salt water and fresh water and vertical interface of salt water and found out major causes for migration of salt-fresh water interface in the area were water level difference between salt water and fresh water area, saline concentration difference in salt water and fresh water, stratigraphic structure and artificial skylight based on analysis on the influence factors     

喷灌条件下土壤水分空间分布特性研究

分别在火山灰土和砂壤土两种土壤上进行了不同喷灌均匀系数和灌水量的土壤水分空间分布试验。对土壤干容重空间分布规律的研究表明,干容重在空间的随机分布可用正态分布来表示。为了确定喷灌洒水量和土壤含水率的空间结构,分别计算了它们的半方差和自相关函数。结果指出,喷灌洒水量的相关距离为h～6m,该距离随风速呈增大趋势;灌水停止4h后的土壤含水率的相关距离为5～6m,喷灌均匀系数对该距离无明显影响。田间试验还表明,喷灌洒水在土壤中的分布要比其在地表的分布均匀得多,土壤水分空间分布的均匀性主要取决于土壤初始含水率的均匀程度和灌水量。     

Alternatives to tap water: a case study of the Gaza Strip, Palestine

Gaza Strip is a highly populated, small area in which the groundwater is the main water source. During the last few decades, groundwater quality has deteriorated to a limit that the municipal tap water became brackish and unsuitable for human consumption in most parts of the strip. To overcome this serious situation, several attempts were made to replace the tap water or to improve its quality by water desalination applying the reverse osmosis (RO) technology, bottled water, importing water, and storm water harvesting. Water desalination, which is widely applied in the strip, has environmental and health risks. Brine water resulting from the RO systems has adverse environmental effects, whereas the produced fresh water with very low chemical concentrations may have harmful effects on human health. Therefore, introducing international water quality standards to delineate the harmless minimum limits is necessary. Storm water harvesting can provide a partial solution for the water problems in the strip.