永定河2020年春季生态补水对北京地下水涵养效果分析

为研究地表水对地下水的涵养效果,以2020年永定河春季生态补给过程为例,分析了永定河补水期间河道沿岸126眼地下水观测井的水位与水质等数据.研究结果显示,永定河生态补水2个月后,第四系地下水位上升区面积超过了450 km2,基岩地下水位上升区面积超过190 km2.受含水介质类型和河道过水量及水头的影响,基岩水的上升幅...     

永定河生态补水的地下水位动态响应

永定河流域生态修复是京津冀协同发展的重要议题,地下水位对生态补水动态响应的研究是关键的科学问题。以2020年春季永定河生态补水实践为研究基础,采用地下水均衡分析、相关分析和聚类分析等多种技术手段,详细讨论了不同河段河道渗漏损失、地下水动态变化与控制因素。研究发现,2020年春季大流量生态补水河道的渗漏损失率（20%~40%）比2016年（30%~60%）和2019年（41%~58%）的小流量生态补水低;生态补水条件下,77眼观测井地下水动态呈现显著回升、变化不显著和持续下降三种变化规律;根据影响因素划定了河道渗漏补给主控型、河道渗漏和降水主控型、河道渗漏-降水-地下水开采作用明显型、河道渗漏-降水-地下水开采作用不明显型4种类型。其中,河道渗漏主控型的监测井在补水期的地下水位迅速升高,升幅一般在1~19 m之间,最大达20 m,而且存在明显的滞后性。这些规律可为制定科学的生态补水方案提供技术参考。     

北京永定河流域地下水氢氧同位素研究及环境意义

利用氢氧同位素方法对北京地区永定河流域地下水状况及补给运移规律进行了研究。在系统采集了不同地点、不同深度的地下水样品的基础上,分析测试样品的δD、δ^18O、T。通过分析研究成果资料,初步判断出本区地下水的状况及补给运移规律：浅层地下水主要以近10a左右的“新水”为主,而且其主要补给方式是地表大气降水的垂直入渗补给;中深层地下水普遍混有“新水”,且新水比例有增大趋势;深层地下水基本以50a以上“老水”为主,但局部已混有“新水”。本区地下水的状况反映出浅层水补给深层水的越流现象普遍,这会引起深层地下水水质下降。由此可见,本区地下水水资源由于人工不合理的开采利用,状况不容乐观。     

通过永定河渗漏补给地下水的适宜性评估研究

受气候变化和人类活动等因素的综合影响,地下水超采和含水层水量亏空已成为备受关注的全球性问题。为了弥补含水层水量亏空和促进地下水资源涵养,已探索出多种人为干预地下水补给的措施,其中通过河道开展地下水人工补给由于具有明显优势而受到重视。已有实践表明,受渗漏补给潜力和包气带调蓄能力等的限制,并不是所有河流或河段都适宜开展地下水人工补给工作。目前缺乏为大家广泛接受的适宜性评估方法。本研究以永定河生态补水为契机,以北京平原段河道和下伏含水层为研究区开展了案例研究,并用实测数据对研究结果进行了检验。应用指标体系法建立的适宜性评估模型（LMBGITSC模型）包括河床土地利用类型、河床介质类型、河床宽度、河床地形坡度、包气带介质类型、包气带厚度、包气带给水度、包气带水平渗透性等8个指标。案例研究结果表明,沿河流流向,通过河道渗漏补给地下水的适宜性由好变差（防渗河段除外）。该规律主要受渗漏补给潜力和包气带调蓄能力控制,因此适宜性也呈现出“阶梯式”演变规律。检验结果表明所建的评估方法适用性较好。该方法具有可移植性,因此也可为其他同类地区提供参考。     

基于锶和氢氧同位素的敦煌盆地地下水演化与补给分析

应用锶和氢氧同位素分析了敦煌盆地地下水补给来源与浅层地下水更新能力和演化过程。结果表明：敦煌盆地浅层地下水源于疏勒河、党河的入渗补给和祁连山雪山融水侧向补给,深层地下水源于前期的雪山融水补给;浅层地下水更新能力相对较强,深层地下水更新能力中等;浅层地下水中⁸⁷Sr/⁸⁶Sr均介于0.708～0.716之间,地下水中化学成分的演化既受到碳酸盐岩、硫酸盐岩溶滤作用的影响,又受到硅酸盐岩溶滤作用的影响。该区域水资源保护和可持续发展利用提供理论依据。     

稳定同位素对成矿物质来源的指示作用

稳定同位素在地学中的应用日益广泛,本文以氢氧和硫同位素为例就其中应用最广的地质流体示踪做一些简单总结。     

基于水污染物通量的小流域生态补水研究

为改善水质环境,对福建省龙江中下流进行补水效果实验.根据控制断面测得的水质浓度和流量数据,计算水污染物通量.使用该通量评估污染负荷,计算生态补水量.所得污染物通量良好地反映出流域污染状况,实验效果显著,河流水质达到了国家规定标准.     

考虑生态补水目标的丹江口水库供水调度研究

利用丹江口水库弃水向南水北调中线受水区进行生态补水是缓解受水区尤其是华北地区地下水超采问题的重要途径.在保障原供水任务的基础上,确定水源区的生态补水启动条件、明确补水时机与补水量、以及揭示生态补水与其他目标间的响应关系,是发挥工程效益的关键问题.以水源区丹江口水库为研究对象,提出考虑生态补水规则的供水调度模型,明确多目...     

内蒙桌子山地区凝结水对岩溶地下水补给的探讨

内蒙古桌子山区为西北干旱地区,平均年降水量不足200mm。区内中、下奥陶统碳酸盐岩中岩溶水是当地重要供水水源。该区岩溶地下水氢氧同位素关系图表明,其样点基本分布在当地雨水线左上方,存在明显的反向“氧漂移”现象,这种现象在作者所见到我国北方多数岩溶泉域岩溶地下水的同位素分布是唯一的。通过本区特定的气候、水文地质条件以及自然条件分析认为,本区岩溶地下水中可能存在凝结水的补给,这一观点在2004年8月30日清晨的露水同位素取样分析后得到了进一步支持。      

祁连山北坡稳定同位素生态水文学研究的初步进展与成果应用

2012年以来祁连山北坡稳定同位素生态水文学研究的初步进展包括：（1）云下蒸发和水汽再循环是降水稳定同位素演化的重要因子;（2）各水体稳定同位素年内变化指示了地表水和地下水的不同转化模态;（3）海拔2 000 m以上山区水汽再循环贡献了约24%的降水;（4）冰雪冻土带贡献了出山径流的80%左右。上述结果为祁连山国家公园范围区划和生态保护提供了科技支撑。     

永定河对北京西山岩溶水和玉泉山泉的影响

岩溶介质赋水各向异性使岩溶含水层具有不均一性和复杂性,增加了刻画地下水流场的难度和不确定性。为深入理解岩溶水系统不均一性,基于水化学和同位素数据研究了西山岩溶水系统补径排路径,为厘清岩溶水流场特征提供了新的依据。水化学和同位素证据表明西山岩溶区有3个补给源区:军庄、潭柘寺降水补给区和永定河渗漏补给区,每个补给区各自具有独立的径流通道。军庄补给区为降水和河水补给,降水补给向温泉-永丰屯方向径流;入渗河水补给沿永定河断裂向南东方向径流,在古城一带转向北东方向补给玉泉山泉。潭柘寺降水补给沿八宝山断裂北侧经回民公墓,八宝山朝四季青方向径流。自北而南可分为军庄-永丰屯径流带、永定河-香山径流带、潭柘寺-八宝山-四季青径流带。潭柘寺和永定河是西山岩溶水和重要补给源区,对玉泉山泉有直接影响。     

巴丹吉林沙漠湖泊钙华与根状结核的发现对研究湖泊水补给的意义

巴丹吉林沙漠湖泊中的钙华和根状结核的存在证实这些沙丘和湖泊形成的时间约3万年,而且基本上没有发生大的改变.同位素和水化学研究结果证实湖泊水与祁连山深大断裂中的地下水有关,湖泊群正好位于阿尔金断裂东端,祁连山断裂与阿尔金断裂在玉门一带相交,祁连山断裂的地下水汇入阿尔金断裂后最终补到巴丹吉林沙漠的湖泊群中;而钙华与根状结核是地下水通过碳酸盐岩地层后形成的.     

基于调蓄试验及数值模拟的北京市西郊地下水库人工补给效果评估

地下水库人工补给的效果评估对于水资源调蓄具有重要意义.本文利用回灌试验和数值模拟研究了北京市西郊地下水水库永定河河道入渗能力.结果表明在调蓄水源为3.30×108m3时,永定河河道入渗补给量为2.39×108m3,河道入渗率高这72.5%,调蓄能力强.三家店水库弃水后河道入渗影响范围为188 km2,对地下水补给效果明显.可见永定河河道是比较理想的人工调蓄场所,使得南水北调中线工程向北京输水后水资源在丰水年地下水人工补给成为可能.     

生态脆弱矿区采煤对泉的影响

陕北榆神府矿区地处毛乌素沙漠和黄土丘陵两大结构系统接壤地带,是典型的生态脆弱带。矿区沙漠区多有泉水出露,泉的分布对陕北煤炭基地供水,维持矿区生态环境及揭示矿区水文地质条件变化,有着至关重要的作用。通过分析采煤后典型泉域地下径流量的变化特征,将矿区煤炭开采对泉的影响分为四级:强烈影响、较强影响、中等影响和轻微影响,并从采煤后上覆岩层移动变形规律、地下水流场变化和地下水位变化三个方面探讨了煤炭开采对泉的影响机理,提出了在保护生态水位条件下科学采煤思路。     

贵州荔波岩溶峰丛区表层岩溶泉对大气降雨的响应及其指示意义

以贵州荔波岩溶峰丛区表层岩溶泉为研究对象,采集同期大气降雨和泉水样品,根据它们的δ18O值和δD值以及水量特征,分析植被-土壤-表层岩溶带的调蓄功能.根据表层岩溶泉对降雨的响应特征,将植被-土壤-表层岩溶带分为慢速流域和快速流域,两域之间存在一定的水力联系.卷积积分理论的余弦模型计算结果表明,补给水体经慢速流域调蓄后,...     

雄安新区白洋淀湿地地表水和地下水转化关系及其对芦苇分布的影响

查明地表水和地下水作用关系对湿地生态保护与修复具有重要意义。采用地表水和地下水位监测、氢氧稳定同位素分析、湖床沉积物温度示踪等方法,研究了白洋淀渗漏对周边浅层地下水的影响范围和深度,评价了地表水垂向渗漏速率,并探讨了芦苇分布面积和地表水位以及地下水位埋深的关系。结果表明：白洋淀渗漏受地质结构和水力梯度等因素影响,对浅层地下水垂向上影响深度为20 m,水平向上影响范围存在较大空间变异。周边浅层地下水的补给来源为大气降雨和地表水,其中地表水渗漏的补给比例为0~90.5%。淀区渗漏速率0.01~0.59 mm/d,和含水层埋深关系密切,埋深越小,越有利于地表水渗漏。1976-2020年,白洋淀芦苇分布面积和地表水位关系密切。当地表水位为6.3~6.8 m时,芦苇分布面积最大,在水位小于6.3 m条件下芦苇面积随着水位增高而增加,大于6.8 m条件下随着水位增高而减少。芦苇台地下水位埋深和地表水位显著相关,在2020年4-9月芦苇生长期,除雨季前期外多数时段台地地下水埋深均适宜芦苇发育,建议在雨季前期实施生态补水,通过降低台地地下水位埋深促进芦苇生长发育。研究结果可为白洋淀生态补水、渗漏防治和生态保护提供参考。     

AMF-玉米联合对“表土层–含水层–隔水层”排土场重构模式土壤水盐分布的影响

土壤水盐分布严重影响煤矿区排土场生态重建及植物组配模式,为探究菌根植物影响下煤矿区排土场“表土层-含水层-隔水层”三层重构模式下的土壤水盐分布特征,采用室内土柱试验,设置种植玉米+接种丛枝菌根真菌(YM+AMF)、仅种植玉米(YM)和不种玉米+不接菌(CK)3个处理。结果表明：(1)不同处理对土柱底部水分运移特征无显著影响,各处理含水层毛细水上升高度均约为10 cm;(2)水分与盐分分布随土层深度均呈正相关关系;接种AMF有利于保持表层土壤水分含量,相较于YM处理土壤含水率在0～10、10～20 cm分别提高52.0%、43.9%;接菌处理降低了10～50 cm土层的盐分含量,在20～30、30～40、40～50 cm处接菌处理的电导率较YM处理分别低了41.0%、14.1%、8.1%;(3)利用MixSIAR模型量化了不同深度土层水分对玉米的贡献率,表明YM和YM+AMF处理的主要供水层皆位于0～10 cm,供水率分别为44.3%和30.5%。同时,在累计土壤剖面水分贡献率上,接菌显著提高了中深部土层(20～70 cm)的水分贡献率,累计提升了13.8%。该研究成果对西部矿区“以水量...     

新疆塔里木河下游柽柳、芦苇对生态输水的响应

通过对塔里木河下游生态输水过程中地下水埋深变化的动态监测和天然植物生理指标的测试分析, 探讨了塔里木河下游柽柳、芦苇对生态输水的响应. 研究表明, 塔里木河下游河道输水对抬升其附近的地下水位起到了明显效果, 地下水埋深呈逐级抬升过程. 输水河道附近的地下水埋深由输水前的5～8 m抬升到了2～4 m; 植物各项生理指标对地下水位变化反应敏感, 表现出明显的梯度变化. 不同植物生长由于对地下水位要求深度不一样, 随地下水位变化而表现出不同的响应, 芦苇的反应敏感区约在150～200 m之间, 而柽柳则多在200～250 m之间. 结合野外样地的实际调查分析推测, 芦苇和柽柳的胁迫地下水位分别为3.5 m和4.0 m.     

生态补偿对农户生计资本的影响——以甘南黄河水源补给区为例

针对甘南黄河水源补给区实施的退牧还草工程, 基于"可持续生计框架", 建立生计资本指标, 利用农户调查资料, 测算生态补偿前后农户的生计资本, 采用均值比较分析和协方差分析评估生态补偿对农户生计资本的影响, 最后提出应建立多样化、差别化的补偿方式, 来提高不同地区农户的生计资本. 结果表明: 与退牧前相比, 农户的生计总资本显著增加, 由退牧前的0.216增至目前的0.277, 其中人力资本、物质资本、金融资本、社会资本分别增加了0.094、0.075、0.115、0.040, 自然资本显著下降, 降低了0.023. 生态补偿对农户生计资本结构的影响具有区域差异性, 生计资本总指数增幅最大的是半农半牧区, 依次是农区、纯牧区; 生态补偿对农户各生计资本关系的影响具有区域差异性, 实施生态补偿后纯牧区农户各生计资本之间的相关程度增强, 而半农半牧区和农区农户各生计资本之间的相关程度减弱.     

五里湖南岸生态示范工程对水下光场的改善效果研究

2004年7月20日在五里湖南岸生态示范工程区共布设9个采样点进行水下光场的测定,并采集水样分析悬浮物、叶绿素a、DOC浓度和各组分吸收系数。结果表明,3类主要光衰减物质总悬浮物、叶绿素a和DOC的浓度分别为5.1~38.7 mg/L、25.5~86.4μg/L和7.43~8.74 mg/L;生态示范工程能明显降低水体悬浮物和叶绿素a浓度,Ⅱ类区总悬浮物、叶绿素a浓度相对Ⅰ类区分别降低了53.4%、33.0%,而Ⅲ类区总悬浮物、叶绿素a浓度相对Ⅰ类区分别降低了77.4%、65.0%。光合有效辐射(PAR)衰减系数在1.81~4.93 m-1间变化,对应的真光层深度为0.93~2.54 m,Ⅱ、Ⅲ类区相对Ⅰ类区PAR衰减系数分别降低了42.2%、52.8%,对应的真光层深度则分别增加了73%、112%。a_g(440)、a_d(440)、a_ph(440)的变化范围分别为0.79~1.31 m-1、0.41~2.22 m-1、0.73~2.12 m-1。纯水对总吸收的贡献均在15%以下,有色可溶性有机物(CDOM)吸收对总吸收的贡献率在18.16%~40.28%间变化,非藻类颗粒物对总吸收的贡献率在14.40%~37.88%间变化,浮游藻类对总吸收系数的贡献率基本上是各组分贡献率中最高的,在31.05%~45.28%间变化。对PAR衰减系数、真光层深度、透明度等表观光学参数与主要水色因子进行相关分析发现,水体中浮游藻类和有机颗粒物对生态示范区内的水体光学性质影响最大,而围隔外围浮游藻类、非藻类颗粒物对光的衰减相当。