对天山山前地下水库开发利用的认识

针对天山山前三工河流域不同水文地质单元区的地下水动态分析人手,对流域大力开发山前地下水库,造成其水位持续下降对潜水溢出带环境的改变和水位最终保持稳定的现象进行探讨分析,结合流域生态环境趋于良性发展的现实,从保护流域生态环境和社会发展的角度出发,提出开发三工河流域山前地下水库必须保持潜水溢出带有相对较高的稳定水位,山前地下水库中心控制开采水位在数值上应不低于潜水溢出带处的地面高程。三工河流域40多年开发利用地下水的模式对流域社会经济发展和环境的贡献,可为相似于三工河流域的地区开发利用地下水资源提供借鉴和经验。     

天山北麓玛纳斯河流域山间洼地地下水库的形成机理与开发利用的意义

天山北麓玛纳斯河流域山问洼地位于低山丘陵区山前坳陷带的南部，该区褶皱、断裂、近NS向次级张性断裂与平移构造以及山间洼地的第四系沉积物发育．山区地表水流经该段入渗，加之南部中山区的侧向补给形成山间洼地地下水库．正确认识玛纳斯河流域山间洼地地下水库的形成机理并对其进行合理的开发利用，对解决玛纳斯河流域季节性缺水及枯水年缺水有重要意义．笔应用构造及地表水由山区水站至山口渠首站实测流量损失的研究成果，揭示了玛纳斯河流域山间洼地地下水库的形成及调蓄作用，并概算了补给量，为今后开发利用山间洼地地下水库水资源提供了依据．     

干旱区坎儿井与山前凹陷地下水库

在分析研究坎儿井主要技术特点的基础上,结合河流冲洪积扇地形地貌特征、储水构造以及水资源转化特点,提出了建设山前凹陷带"横坎儿井式"地下水库的具体思路,并以台兰河地下水库示范工程为例,对构筑"横坎儿井式"地下水库的可行性及其"引渗回补"调蓄系统、"横坎儿井"集水系统、"自流虹吸"输水系统三大工程组成部分的结构设计原理进行了初步的探讨.山前凹陷地下水库是非常理想的应急抗旱水源工程,其研究和示范工程,为干旱区内陆河流域地表水与地下水联合调度、水资源高效利用探索出了一种新模式.     

天山北麓中段拗陷带地下水库的特征及其开发利用建议

本文在对天山北麓中段山前拗陷带地下水库的各项特征进行总结的基础上,将天山北麓中段山前拗陷带划分为5个巨型地下水库,它们具有储存量大、补给条件好、调蓄能力强、供水保证程度高、水质优良等诸多优点。进而提出了地下水库勘察评价、开发与保护的4点建议:①尽快开展天山北麓构造洼地巨型地下水库天然和人工调蓄能力的勘察评价,为水资源合理利用提供科学依据;②山前构造洼地巨型地下水库是首选饮水水源和重要的工业供水基地;③优化渠系利用方式,实现地表水与地下水联合利用;④实施地下水保护战略,确保人民群众饮水长治久安。     

中国北方地区地下水库的若干问题的研究

中国北方干旱、半干旱地区,地下水资源在供水中占主导地位,开发和修建地下水库是水资源优化配置的重要途径.本文阐述地下水库内涵,提出修建地下水库的几个关键因子,如水源、生态环境水位、库容及地下水库管理等,并阐述地下水库建设的潜力与发展趋势.旨在对地下水库的生态规划、设计、施工及其生态运行提供参考.     

关中盆地秦岭山前地下水库调蓄功能模拟研究

本文从水资源开发利用与社会经济环境协调发展角度出发,分析研究了关中盆地秦岭山前地下水库调蓄条件下调蓄方式,依据野外实际调查测试的数据,利用有限元和有限分析数值模拟技术对地下水库的调蓄功能进行了模拟,在此基础上,对地下水库调蓄的效益进行了分析.得出关中盆地秦岭北坡地下水库调蓄条件优越,水量丰富,蕴藏着巨大的开发利用潜力,开展该区地下水库人工调蓄是挖掘水资源潜力、增大可供水量和涵养地下水源、改善生态环境的重要途径,对维持黄河流域地下水可再生性,缓解黄河断流有重要意义.     

济宁市地下水库特征参数分析

针对研究区的疏干含水层空间,分析确定了调蓄下限水位、调蓄上限水位以及对应的透支库容和调蓄库容。借助ArcGIS软件分析了库容的空间分布规律。结果表明,研究区地下水库总库容接近7亿m3,调蓄库容超过4.4亿m3,调蓄潜力很大。此外,由于受潜水含水层给水度和潜水水位埋深的影响,各特征库容的空间分布特征不尽相同。这对在地下水开采漏斗区,利用疏干含水层空间进行地下水库规划建设,及区域水资源的可持续开发利用有着重要的实际意义。     

乌鲁木齐河流域北部平原地下水流模拟

本文运用数字水文地质概念模型的方法建立了乌鲁木齐河流域北部平原的地下水流模型,并用流量边界与柴窝堡盆地和河谷区的地下水流模型相接,构成一个统一的流域地下水模型,为乌鲁木齐河流域水资源整体规划利用提供了模拟分析工具。北部平原的南部倾斜平原为砂卵砾石组成的大厚度潜水含水层,北部细土平原为多层结构。地下水总体上由南向北径流,天然状态下在交界地带溢出成泉或流入沙漠。目前,地下水循环基本上由人为控制。农田灌溉回归补给量与河流和山前侧向补给量持平;而开采量已是绝对的排泄量。季节性开采造成地下水位季节性大幅度变化。水位的下降使蒸发蒸腾量减少,减轻了由于灌溉造成的土壤盐碱化问题。     

新疆台兰河坎儿井式地下水库试验研究

地下水库是水资源人工调蓄研究领域中的热点问题,在水资源开发利用与保护方面都具有独特优势,是实现水资源可持续开发利用的重要途径之一。中国西北干旱半干旱地区山前凹陷带储水构造富含地下水,为地下水库的建设提供了良好的自然条件。本文以新疆温宿县台兰河坎儿井式地下水库试验研究为例,综合分析了研究区水文地质条件,探讨了地下水库运行试验方案,并从补水、取水和输水3个方面分析了建设地下水库的关键技术问题,其中重点介绍了取水试验。结果表明,采用天然的河、沟入渗补水最具有可持续性,利用渗渠入渗效果最好;辐射井取水试验结果表明,地下水库的出水量可达1000m3/h,是普通管井取水能力的4倍,可及时满足取水的需求;输水由正虹吸输水管段和无压输水管段组成,通过总长3.4km的输水管将地下水引出地面,并输送到当地的灌溉渠系之中,在无需耗电的前提下,将地下水库与用户有效衔接起来。现场试验结果表明,坎儿井式地下水库工程是可行的,可以向条件相似的地区推广应用。     

大气降水对承压型地下水库水资源调蓄的影响分析

地下水库作为一种“环保型水资源开发工程”越来越受到人们的关注，而目前建设的地下水库多以潜水含水层作为调蓄目标含水层。对于承压型地下水库的研究相对较少。定量化研究大气降水对承压型地下水库水资源调蓄的影响成为承压型地下水库规划建设的一个研究问题。本文在介绍地下水库及其水资源调蓄的基础上．以大庆市西部地下水库为例．运用地下水流数值模拟方法定量研究了大气降水对承压型地下水库水资源调蓄的影响程度。研究表明。大气降水对该地下水库水资源调蓄的影响很小．在进行地下水库调蓄运转模型的设计时。可将多年平均降水入渗补给量作为该地下水库库区所接受的大气降水入渗补给量。     

新疆孔雀河流域地下水演化及其生态效应

近50 a,西北干旱内陆河流域经历了历史时期的水土资源过度开发和近期的生态保护修复的不同阶段,对区域地下水和生态环境产生了重要影响,但地下水长期演化规律及其生态效应认识尚不清晰。以新疆孔雀河流域为典型研究区,基于最新地下水监测数据与历史数据对比,分析流域地下水流场时空演化规律以及流域地下水对河岸带胡杨林的影响作用,探讨地下水长期演化的生态效应。结果表明：1971—2021年,孔雀河流域因过量集中开采地下水引起区域地下水流动系统发生根本性变化,地下水水位整体呈下降趋势,流域内累计降幅大于40 m的面积达204.69 km2,累计降幅20～40 m的面积为1735.81 km2,累计降幅5～20 m的面积为1018.56 km2,并形成地下水降落漏斗;生态输水前,中下游河道长时间断流,河岸带地下水水位埋深累计降幅超过10 m,导致河岸带胡杨林退化萎缩,2016年实施生态输水工程以后,埋深逐渐上升2～4 m,上升至胡杨林生长临界水位以上,2014—2018年天然胡杨林植被覆盖率增大17%。本研究有助于认识西北干旱内陆河流域地下水和生态环境演化规律,为类似区域地下水可持续开发利用与生态保护提供科学参考。     

江苏省阜宁县地下水生态水位及生态需水量研究

苏北平原区浅层地下水与地表水体具有频繁影响、相互制约的特点,地下水的生态属性和环境功能十分重要,因此研究其生态水位及生态需水量盈亏特征对于生态保护具有重要意义。以江苏省阜宁县为例,在分析浅层地下水水位动态的基础上,通过统计分析的方法确定了生态水位的指标体系,研究了地下水生态水位,并基于Arcgis平台评估了浅层地下水生态水量盈亏特征。结果显示:阜宁县大部分地区生态水位埋深上限值为1.5~3 m,生态水位埋深下限值为2.63~3.18 m;2021年1月,25.3％左右的区域地下水位处于非适宜区,生态需水量为589.96万 m3;2021年5月,生态需水量为747.19万 m3。在地下水非适宜区,要结合县域供水现状,调整浅层地下水利用方式,宜禁则禁,宜采则采,实现地下水生态和环境功能的高效管控。     

Characteristics of karst groundwater system in the northern basin of Laiyuan Spring area

Guided by the theory of groundwater system, based on the groundwater level data from the northern basin of Laiyuan Spring area, the authors took into account factors such as the lithology, geological structure and topography to study the relationship between groundwater recharge, runoff and drainage in this area. It was concluded that the infiltration of atmospheric precipitation is the main source of groundwater supply in this area; the upper layer of the Spring area is distributed with the Cambrian-Lower Ordovician karst water, and the lower layer is filled with the Jixian system karst water. The upper layer of karst water supplies to the lower layer of karst water or the pore water in loose strata through the fault while the lower layer of karst water runs to the three strong runoff belts from the east and west sides of the watershed, southwards into the basin, partially replenishing the pore water in loose strata, or forming fault Springs (e.g. Nanguan Spring, Beihai Spring) when dolomite movement encounters faults. Replenished by atmospheric precipitation and the upper and lower layers of karst waters, the pore water in loose strata joins the groundwater in the southern basin and then flows eastwards, in the end it flows out of the system in Shangfanpu. Through the analyses of groundwater level data and hydrogeological drilling data, based on groundwater D and 18O isotope test results, the karst groundwater circulation system in the northern basin of Laiyuan Spring area is further verified, which provides hydrogeological basis for water resources development and utilization as well as protection in this area.     

保定平原区地下水生态水位阈值的探讨

地下水具有重要的生态价值,地下水生态系统中的地下水位、水质和包气带含水率与含盐量的变化驱动着表生生态格局的演变,但目前对各变量的生态阈值研究尚处于起步阶段,理论与方法体系还不完善。以保定平原区为例,采用地下水位及地下水生态环境的历史回归法、GIS法、差分网格计算法等方法,从时空角度分析了地下水位变化的驱动力以及生态效应,在此基础上确定不同水文地质单元的生态水位阈值。研究表明：（1）20世纪50—60年代,研究区依赖于地下水的生态格局基本维持着天然状态;1959—2000年,地下水位持续下降,局部地段出现降落漏斗;2000—2008年,地下水位骤降,降落漏斗迅速扩张,地下水与地表水补排关系发生变异;2008年至今,部分区域地下水位逐渐上升。（2）研究区内山前地带地下水生态水位埋深为10~15 m,拒马河冲洪积扇群与漕河—瀑河冲洪积扇群为5~10 m,唐河—大沙河冲洪积扇群为3~5 m,冲积平原中定州—望都范围为3~5 m,保定市为10~15 m,其余均为5~10 m,冲湖积平原环淀区域小于3 m。（3）以确定的地下水生态水位为标准,初步估算研究区现状地下水位恢复至生态水位的需水量为57.14×108 m3。研究成果对恢复当地地下水生态环境格局有重要意义,对华北平原地下水生态水位的确定也具有借鉴意义。     

会仙湿地岩溶地下水系统水位动态特征与均衡分析

会仙湿地为中国最大的岩溶湿地,近半个世纪,由于人类不合理的开发利用,会仙湿地水域已严重萎缩,开展会仙湿地地下水动态和水均衡的研究,对维持湿地生态功能、湿地水资源管理和湿地保护等方面有极其重要的意义。根据会仙湿地的水文地质条件,将会仙湿地划分为两个地下水系统,即马面狮子岩地下河系统和睦洞河（湖）分散排泄系统,并分别分析了两个地下水系统的补给、径流、排泄特征和地下水动态特征,最后对两个地下水系统进行了地下水均衡计算。结果表明：会仙湿地水位波动受降雨影响明显,各监测点水位变幅不均且水位对降雨响应时间不一致。会仙湿地地下水系统的蓄存量为-6.19万m3,为负均衡,这与均衡期后期干旱有关;会仙湿地岩溶地下水主要补给来源为大气降水入渗,主要排泄方式为潜水径流和蒸发,其系统具有一定的储水调蓄功能,但调蓄能力有限。要长期维护会仙湿地的生态功能,应加强其调蓄能力,可从减少湿地蒸散发量和开采利用量入手,配合湿地生态环境恢复重建,提高水源涵养能力,使湿地水位维持在一个稳定的变化区间内。     

民勤绿洲天然植被生长与地下水埋深变化关系

甘肃石羊河流域民勤盆地水资源短缺,生态环境脆弱,弄清地下水埋深与天然生态植被生长的关系,是精准调控地下水开采、针对性制定生态保护政策的重要理论依据。利用民勤盆地2000—2017年LANDSAT遥感数据,计算归一化差值植被指数（NDVI）年均值,结合85眼监测井的地下水埋深实测数据,分析了植被生长与埋深的关系。结果显示：研究区植被NDVI较低,多年均值约0.1,2012年后NDVI趋于增大,反映人工造林等措施成果明显。地下水埋深总体趋于增大,2008年后增幅减缓,目前埋深西部大于20 m,东部、北部小于20 m。区内适宜植被生长的埋深范围为2.5~3.9 m,多年平均适宜生态水位约2.66 m;埋深小于4 m时,NDVI与埋深表现为高度负相关(R<-0.8),即埋深越小,NDVI越高;埋深大于4 m时,两者无明显关系。较前人成果,文章从长序列时间、盆地空间尺度分析了民勤绿洲区天然植被生长与地下水埋深的变化,得到浅埋区生态水位,进而圈定了生态治理重点靶区。     

桂林会仙岩溶湿地水位动态特征及水文生态效应

会仙湿地是我国最大的岩溶湿地,具有重要的生态环境功能。近年来湿地面积萎缩、退化趋势显著,生态环境逐步恶化。从湿地水文过程的角度,基于野外定点监测数据,运用统计学方法研究了会仙湿地年季水位分布特征及其对降水的响应过程,分析了湿地内地下水与地表水的转换关系,并进一步讨论了湿地水位波动对生态环境的影响。结果表明：会仙湿地地表、地下水位存在显著的空间差异性,两者均对降水响应迅速,多峰多谷特征显著。湿地中部地表水位较边缘区稳定,各区地表水域相互贯通;地下水位变化受地势、降水、岩溶发育及第四系厚度等因素影响,表现出与地表水相似的变化特征,但其水位变幅自补给到排泄区逐渐降低。区内地表、地下水转换频繁、水力联系紧密,湿地地下水常年以一稳定强度补给地表水,是会仙湿地重要的补给水源。Pearson相关性分析表明,湿地地表水位与水体电导率呈显著负相关（R=-0.780 8）,水位下降期间水体营养盐浓度增高,可能诱发水体富营养化;而湿地地下水位与浅层土壤含水量的相关性不显著,对湿地生境的扰动较小。     

黑河干流拟建水利工程对下游生态环境的影响分析

依据典型年份实际调查资料和以往研究成果, 采用地下水均衡方法, 定量对比分析了黑河拟建水利工程对下游地区地下水资源变化趋势, 并利用Visual Modflow三维地下水非稳定流软件系统模型对下游盆地未来20 a(2008—2028年)地下水位及其生态环境变化趋势进行了预测.结果表明: 在拟建工程实施20 a后黑河下游地下水位总体上处于下降趋势, 但下降幅度呈逐年减少状态直至趋于新的动态平衡.金塔-鼎新盆地地下水位下降幅度最大的地段是黑河沿岸为0.51~0.87 m, 但由于人工农业绿洲补充, 故生态环境不会有大的改变.额济纳盆地地下水位下降幅度最大的地段是古日乃及外围, 分别为1.0 m以上和0.5~1.0 m, 将引起植被的衰亡和种群的更替变化; 大部分地段地下水位下降幅度介于0.0~0.50 m之间, 对现有的生态与环境影响不显著; 桃来三达-额济纳旗以北地下水位呈现上升趋势, 上升幅度为0.10~0.87 m, 东居延海一带上升幅度大于0.87 m, 这一地区植被长势趋于良好, 植被覆盖率会有所增加, 将形成围绕海子的天然绿洲.     

西北地区地下水的地质生态环境调节作用研究

针对西北干旱区特定的生态环境条件 ,通过凝结水对沙生植物作用的分析以及地下水位埋深对植物生长和土壤盐渍化影响的分析 ,探讨了地下水对生态环境的控制作用 ,认为地下水埋深及包气带水分运动状况 ,是主要生态环境指标 ,保持合理的生态地下水位是防治植物死亡和土地荒漠化的关键 ;维持适度的地下水位埋深 ,可以控制土壤水盐运移和均衡 ,达到改良土壤和改善地质生态环境的目的。文中还探讨了塔里木河和玛纳斯河流域水资源开发利用对生态环境的影响。