华北平原地下水形成与区域水文循环演化的关系

晚更新世以来华北平原地下水形成、演变与区域水文循环演化的周期性密切相关,区域地下水资源的形成能力取决于区域水文循环演化的进程。在多雨期,地下水可获取充足的补给;在少雨期,地下水补给较少。区域地下水资源利用潜力与水文循环陆地过程相关。人类通过调控水文循环陆地过程,可增大其利用潜力。     

中国大尺度区域地下水演化研究起源与进展

中国大尺度区域地下水演化研究起源于20世纪90年代中期。在过去10年的研究中,构建了长3500km、高差5000m和跨度2万年的大陆尺度气候一地质环境陆地水系统演化断面,揭示了华北平原地下水形成的古地质环境与古气候演化过程及动因,发现近2万年以来该平原地下水的每一主要补给周期为1000-2000年,而且不同尺度系统间存在自相似性,在突变或灾变事件发生之前存在一个熵值较大的平衡期,可作为预测或判断突变或灾变事件依据之一;近50年来人类活动影响使连续统一的华北平原地下水循环系统演变成局部以垂向运动为主模式。在西北内陆黑河流域,相对百年尺度冷期,地下水补给量减少4．38～7．61亿m^3／a,这种变化与山区降水和气温关联度分别为0．97和0．80,与平原区降水和气温关联度仅为0．43和0．60;人类活动对该流域水循环的影响强度由20世纪50年代的19％、经过60～70年代28％,增至80～90年代的54％,进而导致下游区生态环境严重退化;上述成果实现了数字化和虚拟实现的可视化。     

华北地下水古环境意义及古气候变化对地下水形成的影响

华北地下水的同位素和化学组分受补给时期的气候影响指示了过去３．５万ａ的气候变化,其δ１８Ｏ的变化反映出了晚更新世向全新世转变时期的气候变化和晚更新世气温的波动;而在全新世则反映了夏季风带来丰沛降水的湿度变化。据地下水１４Ｃ年龄统计特征结合其它地质记录划分出了地下水的补给期。全新世以来对地下水补给有意义的补给期是６ｋａＢ．Ｐ．左右和４ｋａＢ．Ｐ．左右,而３ｋａＢ．Ｐ．左右地下水补给明显间断,钻孔土壤水ωＣｌ变化说明３ｋａＢ．Ｐ．左右气候干旱对地下水产生重要影响,可能是后期浅部水咸化的主要时期。     

古洪水平流沉积与水位

古洪水研究的目的是通过古洪水信息的载体－古洪水平流沉积提供古水水位及流量，而如何确定古洪水沉积顶面高程与其洪峰水位的关系是河床演变学至今尚水解决的难题。经过长江，黄河，黄河和淮河古洪水研究之后，对此问题获得了新的认识， 水平流沉积物尖灭点高程与共洪峰水位之间一致的关系，给古洪水研究解决了一个关键问题。     

海河流域地下水资源演变现状与可持续利用前景

本文在客观评价海河流域平原区地下水资源现状的基础上，揭示了海河流域地下水系统与人类活动之间相互作用和响应的规律，并立足维持现状开采和补给条件下警告性预测了海河流域平原区地下水资源可持续利用阈值及其恢复时限性。     

镉在包气带中的迁移与积累特征

本文论述了镉在包气带中迁移积累问题，提出了镉在包气带中的迁移和积累模式并用实验结果与之加以验证，指出了镉在各类土壤中的存在形式及在不同地球化学环境镉的危害性是有所不同的。     

环渤海低平原土壤盐分分布格局及其影响机制研究

查明土壤盐分分布特征及其主要影响因素,是治理土壤盐渍化的一项基础性工作。文章结合GIS技术和地统计学方法,对环渤海低平原土壤盐分空间分布特征及其主要影响因素进行了分析。结果表明环渤海低平原区土壤盐分含量普遍小于2 g/kg土,属于非盐化土和轻度盐化土;东部环渤海滨海平原部分地区土壤含盐量大于2 g/kg土,属于中度和重度盐化土。土壤盐分含量除表层属于强变异,其他各土层在水平方向均属于中等变异。在垂向上,各土层含盐量相差较小,以氯化物和硫酸盐为主的易溶盐组构成了第一主成分,是导致土壤盐分含量高的主要因素,碱度和p H是影响土壤盐分的第二主成分,第三主成分是地下水位埋深和地下水总溶解性固体。     

区域地下水功能及可持续利用性评价理论与方法

本文针对我国北方地下水评价中偏重资源而对地下水的生态功能和地质环境功能重视不足的问题，立足流域尺度地下水循环系统，从地下水的自然属性切入，突出协调综合发挥地下水的资源功能、生态功能和地质环境功能的目标，应用系统论和层次分析方法，建立了地下水功能的基本理念、评价标准和方法及评价指标体系，并以华北滹沱河流域作为示范区应用，结果表明具有实用性。     

滹沱河平原地下水有机污染健康风险评价

本文根据有机物的挥发性对计算结果的影响大小,对U.S.EPA的健康风险评价模型进行适当改进,在模型中添加了污染物煮沸后的残留率TF项,评价分析了滹沱河冲积平原的健康风险。结果表明：（1）研究区典型的检出有机污染物为：三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯和四氯乙烯,各采样点风险的主要贡献污染物为三氯甲烷和四氯化碳,主要的污染源应以工业和工业产品的使用污染为主;（2）对于非致癌风险和致癌风险,3种暴露途径的健康风险顺序均为：呼吸途径〉饮水途径〉皮肤接触途径;（3）非致癌风险中3个点均超过规定限值1.0,致癌风险中有4个点超过规定限值10~6;（4）使用和饮用开水并保持厂内工作车间和办公环境内空气畅通,可以在一定程度上降低健康风险。     

黑河流域地下水循环演化规律研究

大量野外调查研究表明，气候变化和人类活动对黑河流域地下水循环和更新演变具有重要影响；平原区浅层地下水主要是现代水补给，35％来自祁连山区基岩裂隙水通过地表径流转化补给，其他是降水和冰雪融水在山前戈壁带入渗补给，具有较强的更新能力；深层承压水主要形成于地质历史时期区域性补给，与现代水循环有联系；中游区人类活动是造成下游区地下水补给能力减弱、地下水水位持续下降和生态环境退化的重要因素。因此强化中游区人类活动的科学调控，是实现黑河流域地下水可持续利用和下游区生态环境有效保护的关键。