郑州地下水均衡试验场的改建工程——试验介质的选择与试验土柱建造

郑州地下水均衡试验场的改建,是中国地质环境监测院主持的国家地下水监测工程中地下水均衡试验场的改建项目之一。在均衡试验场的改建中试验土柱构建是一个核心问题,涉及到两个方面:试验介质的选择与试验筒装填。据河南省地质地貌特征,分为五地貌单元:黄河北冲积平原、黄河南冲积平原、淮河冲积平原、南阳盆地、豫西黄土丘陵。结合野外调查,概化出了五个地貌单元的岩性与不同岩层的叠置关系,并通过典型地段勘查对岩性及结构的代表性进行论证,以此确定五分区各类岩性的采样地点,为试验土柱构建奠定了地质基础。试验筒的总长达90 m,按设计要求将试验土样装入试验筒。制定小柱体模拟沉降试验,求得按设计要求装填土样之沉降系数,作为试验土样装填试验筒厚度的计算依据。试验土柱装填完成后,对其进行沉降观测,确认沉降趋稳且不影响试验土柱传感器安装时,试验柱才算构建完成。郑州地下水均衡试验场改建共建造25个试验柱,试验柱的高度分别包含1 m、2 m、3 m、5 m、7 m等五个不同高度,每个高度又包含黄河北冲积平原、黄河南冲积平原、淮河冲积平原、豫西黄土丘陵、南阳盆地等五个区域包气带。     

1992-2006年河南省酸雨分布特征分析

利用南阳、商丘和郑州3个观测站1992-2006年酸雨观测数据进行统计,分析其15 a来年际、季节变化特征.结果表明:1992-1995年间,3站酸雨发生频率、降水年均pH值和酸雨雨量与全年雨量比值均呈现减弱趋势,1998-2006年间均出现加强趋势,且在期末明显变强;酸雨频率1、9和12月出现高值,pH值在9-12月份出现低值;1992-2000年由南到北酸雨区域逐渐变小,2000年后由南到北、由西到东酸雨区域迅速扩大.     

河南省冬季1月份降雪偏多的气候成因

通过对河南省1951－2000年1月份降雪量及其影响因子的分析发现，降雪偏多的主要气候成因与太阳黑子活动高峰期及赤道东太平洋偏低的海温具有明显的相关性，与其它物理因子相关性较差。     

Models-3/CMAQ模式对郑州市大气污染物的预报分析研究

介绍了美国国家环保局第三代空气质量模式(Models-3)的主要组成部分:气象模式系统、排放模式系统以及公共多尺度模式系统(CMAQ).并对郑州市SO2和NO2观测值与Models-3/CMAQ预报值进行对比分析,结果表明:模式可以模拟出郑州市SO2和NO2的同位相变化规律;预报值存在系统性偏低的现象;随着预报时效的延长,对SO2和NO2的预报效果逐渐变差.     

河流与地下水关系的演化及若干科学问题

河流和地下水之间存在着密切的水力联系和频繁的转化关系。近几十年来,受自然因素和人类活动的影响,河流与地下水之间的转化关系趋于复杂化,引起水循环的变化,诱发了一系列生态环境负效益,使水资源及生态问题突显,其中河流与地下水关系及其演化是河流与地下水相互作用中重要问题之一,是属于河流维持机理与地下水可再生能力的基础研究内容。笔者在对河流与地下水转化关系类型划分的基础上,依据室内和野外试验资料,结合地质、水文地质条件,分析了各类型的渗流特征和影响河流与地下水关系演化的因素;从国内外研究现状出发,分析了当前该领域存在的不足和急待解决的有关科学问题,为定量模拟和评价河流与地下水的演化关系提供了科学依据。     

有限差分法与有限单元法在渗流问题中的对比

有限差分法和有限单元(指线性单元,以下同)法是目前解地下水运动偏微分方程最常用的两种数值方法。这两种方法对渗流问题来说究竟那一种更好一些,一直没有定论。由于有限单元法是一种比较新的方法,它从一开始就采用了比较灵活的三角形单元,所以给人们一种印象:似乎有限单元法比有限差分法好。然而许多人的实践表明:前者的精度并不比后者高。加上有限单元法的数学概念比较抽象,运算比较     

郑州市区PM10污染状况及相关气象条件分析

利用郑州市区2003年空气质量日报和同期气象观测资料,分析了郑州市区PM10(>10 μm可吸入颗粒物)污染状况及相关气象条件变化特征,结果表明郑州市区PM10污染全年各月均以2级为主,占总样本数的77.5%;其次是3级污染,占15.1%,1级只占7.4%.1～7月份3级污染逐渐减少,8～11月份1级天气占一定比例.全年3级污染日依自然季节变化逐渐减少.出现≥3级污染日时,空气相对湿度为61%～70%的占3级污染日的1/3;日均风速≤2.0 m/s的日数占3级污染日的78%.     

无界单元在地下水流计算中的应用

在人为选定的模拟无限边界的有限位置处设置无界单元。在该单元上配置带有衰减特征的线性插值函数,进而可建立按有限元法或不规则网格有限差分法解算地下水流问题所需要的单元刚度矩阵。该单元刚度矩阵可很容易地进入总刚度矩阵。无界单元的应用较好地解决了地下水流数值模拟中无限边界不易确定的问题。计算实例表明本方法具有较高的精度。     

郑州地下水均衡试验场的改建工程——主要测试设施与数据自动化采集

郑州地下水均衡试验场的改建,是由中国地质环境监测院主持的国家地下水监测工程中地下水均衡试验场的改建项目之一,由河南省环境地质监测院具体负责实施。科学技术的发展,为试验场观测数据采集的自动化奠定了良好基础。试验场数据采集需要自动化的有:3m高主杆气象站测试系统;太阳全辐射、太阳净辐射、太阳直射观测仪,E—601蒸发仪,5TM含水率、温度传感器,自动补水仪,负压测量仪。除后两项外,其他需要数据采集仪器已经市场化。后两项是作者的发明与实用专利。自动补水仪是用来模拟地下水位埋深的设备,它是以传统的马里奥特瓶补水原理为基础,采用控制电路使其可以自动补给因蒸发而消耗的水量,同时还可以记录降水的历时过程。负压测量是利用空气运动黏度约大于水运动黏度的15倍这一特性,即当水刚通过多孔瓷头时,气体不能通过多孔瓷头,据此设计了在包气带中能测定负压的传感器。数据采集则应用了惠斯登电桥平衡的补偿原理。由于控制、供电、采集数据的电缆过多,因此数据自动化采集系统应用了三级采集、逐级集成的方案。     

河流补给机理的试验研究

在傍河水源地地下水资源评价中，如何确定河流的补给量是最重要的问题之一．本文利用室内试验，探讨了河流渗漏补给量与排泄水位、介质渗透性的关系，分析了在河流与地下水脱节前后，地下水位随河水位、排泄水位而变化的规律，建立了河流补给地下水的非线性渗透模型．