华北平原水资源紧缺情势与因源

基于水资源可持续利用理念,从水资源承载能力演化周期性、经济社会需用水规模难变性和未来水资源供需关系入手,介绍近60年以来华北平原水资源情势,特别是该平原水资源量、实际用水量和地下水开采量变化特征,并结合未来10到30年区域经济社会发展需用水量趋势,识别和诊断华北平原水资源紧缺因源.结果表明:由于降水量减少导致华北平原缺...     

冀中山前农业区地下水位强降弱升特征与机制

针对冀中山前平原农业区浅层地下水位不断下降问题,采用时间序列异变特征和趋势分析方法,基于小时级、自记监测的地下水位动态资料,通过农业区灌溉期、非灌溉期地下水位变化程度的差异特征及机制研究,结果表明:该平原农业区浅层地下水位变化在主灌溉期呈"cm/d"级(大于1.0 cm/d)下降、非灌溉期呈"mm/d"级(小于1.0 cm/d)上升的特征,这些特征与降水量、年内降水分配状况及其影响的农业开采强度密切相关。前期降水偏枯,灌溉期地下水位下降过程线和年内水位上升过程线的大部分位于当地多年地下水位变化趋势线之下;前期降水偏丰,位于趋势线之上。农业集中开采是地下水位"cm/d"级下降特征的动因,厚大包气带是地下水位"mm/d"级上升特征形成的重要条件。     

黄河下游鲁北平原地下水砷浓度空间变异特征与成因

依据2006—2009年间采集的区内1092件浅层地下水无机分析和现场测试数据,采用地统计学分析方法,分析了黄河下游冲积平原地下水中砷的空间变异特征及在人类活动影响下的污染现状。全区26.65%的样品砷含量超过饮用水标准,超标区域面积占全区总面积的17.3%。浅层地下水中砷的统计特征表明砷的离散程度和变异系数均较高;空间变异特征显示砷在空间上的分布各向异性,砷含量分布差异与地下水流向关系不密切,不同浓度的分布主要受原生条件和污染源的影响;区内约7%的浅层地下水样品砷的浓度由人类活动影响形成,其中12%的砷污染样品源于养殖场砷污染,养殖场内浅层地下水砷检出率、超标率均为全区的2倍;砷污染源包括农村分散养殖场牲畜废弃物排放、含砷农药的施用、工业污水的不达标排放等。     

黄土丘陵区小流域土壤表面特性变化规律研究

土壤表面特性是建立流域土壤侵蚀模型的重要参数，为建立适合黄土高原的流域侵蚀模型，采用随机糙率仪、微型粘结力仪及常水头滴定法，系统研究了黄土丘陵区大南沟小流域不同土地利用条件下，地面随机糙率、土壤粘结力和土壤团粒稳定性的时空变化规律，结果表明受农事活动，植物及其根系分布、有机质含量等因素的影响，流域内土壤表面特性变化显著，在流域水土保持措施配置时应预支以充分考虑。     

全球气候变化对黄河流域天然径流量影响的情景分析

本文从干旱指数蒸发率函数出发,以HadCM3 GCM对降水和温度的模拟结果为基础,在IPCC不同发展情景下,分析了未来近100年内黄河流域天然径流量的变化趋势。研究结果表明,在不同气候变化情景下,多年平均年径流量的变化随着区域的不同而有显著差异,其变化幅度在-48.0%²03.0%之间。全球气候变化引起的多年平均天然径流量的变化从东向西逐渐减小。就黄河流域而言,2006²035年、2036²065年、2066²095年A2情景下（人口快速增长、经济发展缓慢）多年平均天然径流量的变化量分别为5.0%、11.7%、8.1%,B2情景下（强调社会技术创新）相应的变化分别为7.2%、-3.1%、2.6%。     

鲁北平原地下水的劣变特征与可持续利用的对策

2005年相对于20世纪70年代,鲁北平原开采机井数由9．29万眼增至28．76万眼．浅层水、深层水开采量分别增加了近2倍和3．76倍。长期超量开采和不合理的开采布局,使地下水水位持续下降、含水层疏干体积不断增加、地下水位降落漏斗持续扩展．并产生地面沉降、成水入侵等环境地质问题。采取农业节水、调整工业开采强度布局、加强浅层水均衡开发利用、地表水与地下水联合调蓄、本地劣质水资源化、保护和涵养深层地下水资源等举措,修复和涵养鲁北平原超采区的深层地下水系统势在必行。     

沉井下沉过程的运动学特性与下沉控制研究

软土地层中沉井下沉影响机制复杂,现有的理论研究主要基于沉井的受力特性开展下沉分析,沉井下沉过程中的运动学特性缺乏科学系统的阐释。对沉井下沉运动过程进行分析,建立沉井下沉力学模型,推得沉井下沉过程的运动学方程,揭示了沉井下沉的运动学特性和影响机制。并结合实际工程案例验证了该方法的合理性和正确性。研究结果表明,沉井下沉具有典型的下沉加速及下沉减速阶段;沉井下沉施工引起的初始下沉不平衡力F1是影响下沉运动特征的重要因素,也是下沉运动控制的首要因素;调整反映土层及沉井结构特征的参数b1是预防沉井突沉的有效手段。     

旱区湿地周边盐渍化农田生态水位阈值与“水位-水量”双控技术

西北旱区湿地周边农田易盐渍化,合理实时控制和降低地下水水位是实现湿地保护及其周边农田盐渍化防控“双赢”的有效途径。选取西北石羊河流域邓马营湖湿地与农田之间过渡带为示范研究区,通过分析地下水埋深变化特征及其与表层土壤盐分的协同关系,确定生态水位阈值,并基于该阈值研发了由虹吸辐射井群为支撑的地下水“水位-水量”智能双控技术,其关键点是：采用一井虹吸联通多个辐射井,用于增大弱透水层区单井涌水量,实现水位面状控制;利用电系统、信号系统和控制器集成智能控制子系统,实现地下水水位和水量的实时控制。该技术示范应用结果表明：随地下水埋深增大,农田盐渍化风险和湿地植被芦苇覆盖率均降低,农田盐渍化防控和湿地保护的地下水埋深阈值为1.9～3.0 m;每年7—8月的潜水蒸发阶段是表层土壤主要积盐时段,期间智能双控系统可将地下水埋深调控在水位阈限范围;该双控作用不仅能够控降灌溉引起的表层土壤电导率的增大幅度,而且还能有效降低表层土壤的积盐速率;相对微咸水,淡水灌溉条件下智能双控技术的淋盐和控盐效果更明显。因此,这项技术能够实现地下水水位精准调控,对旱区湿地保护及其周边农田盐渍化防控具有重要的现实意义。     

华北平原区域水资源特征与作物布局结构适应性研究

据野外调查、遥感和综合研究表明,近50年来华北平原粮食产量持续增加导致农业区地下水开采量不断增尢同时灌溉节水水平的不断提高有效地缓解了农业开采量增加的速率.在1977年之前,每增产10000t小麦和玉米,多年平均实际开采量增加0.14×10~8m~3;在1978年以来,每增产10000t小麦和玉米,多年平均实际开采量增加0.04×10~8m~3.以2001~2005年平均耗用地下水的开采强度(0.53m~3/kg)计算,粮食增产促使地下水开采量平均每五年递增2.45×10~8m~3/a,实际平均每五年少增加9.45×10~8m~3/a.降水量减小,补给量变少,开采量增大;降水量增大,补给量较多,开采量减小.在连续枯(丰)水年份,当年降水量减少(增加)10%时,地下水系统水量减少7.98%(增加7.67%).因此,需要大力发展抗旱节水作物及高产节水技术,合理调控农业种植结构,对于缓解研究区地下水不断恶化态势具有实质性促进作用.     

二连盆地稠油地球化学及其成因探讨

稠油在二连盆地内广泛分布,其成因可分为原生稠油和次生稠油两类。原生稠油来自未成熟或低成熟的白垩系烃源岩的直接排烃和原油运移过程中的分异,主要为普通稠油(粘度为100～5000mPa·s),而次生稠油则是原生稠油受生物降解、水洗和氧化等次生稠变的产物,并具有不同的稠化程度。基于大量稠油物性、饱和烃色谱和色质分析数据,探讨了不同类型稠油的特征,并根据稠化程度的差异将二连盆地稠油归纳为一个稠变序列,即低成熟—未成熟稠油(粘度100～2000 mPa·s)、轻度生物降解稠油(粘度500～5000 mPa·s)、中度生物降解稠油(粘度1000～50000 mPa·s)、重度生物降解稠油(粘度>50000 mPa·s)。随原油稠化程度的不断增加,其产物从普通稠油变化为特稠油。原油在盆地斜坡带和凹中隆起的高部位最容易发生次生稠变而形成稠油。多种稠变作用的叠加是二连地区稠油大面积分布的主要原因。