浅层包气带地温与含水量昼夜动态的实验研究

西北荒漠化地区,包气带中的水分除来自大气降水外,还来自凝结水。凝结水对维持荒漠地区的植被生态环境起到至关重要的作用,而凝结水的形成机制又反映在包气带地温与含水量的昼夜动态过程中。文中报告了室外沙坑浅层包气带地温与含水量观测的实验结果。土壤含水量变化采用原位测试的方法观测,避免了传统称重法产生的干扰和不确定性。实验中对深度0~30cm范围的土壤温度进行了高密度观测。结果表明,温度梯度对水汽的运移起到主控作用,温度梯度方向向下,土壤含水量增加,反之,含水量减少。通过热传导方程对土壤中的传热过程进行分析,得到傅立叶级数表示的温度波方程,用于预测不同深度土壤响应地表条件而产生的温度变化。实验中还对近地表微气象以及土壤负压等因素进行了观测。     

中部崛起背景下的郑汴一体化发展研究

中部地区崛起战略决策,为中原城市群发展提供了良好的发展环境,也提出了重大而迫切的战略任务.在中原城市群各个城市处于向心集聚为主的发展阶段,中原城市群建设应率先推进郑汴核心区一体化发展.郑汴核心区既是郑汴一体化的空间承载区,也是中原城市群一体化发展的先导区和示范区,需要从发展目标协同、基础设施共建、产业互补共进、资源共事、发展空间与功能协调、实施策略同步等多个方面有序促进郑汴一体化发展.     

地下水循环结构的动力学研究进展

由地下水补给、径流和排泄过程构成的地下水循环运动,是水文循环的重要组成部分,也是水文地质学的基本研究对象。地下水循环在空间上表现为不同结构单元的组合,存在以含水层特性为依据的介质结构和以渗流场为依据的动力结构2种划分方法。地下水流系统是动力结构意义上的地下水循环单元。近10年来,区域地下水流系统理论取得了显著进展,更加全面深入地揭示了地下水循环结构的动力学特性。通过对河间地块地下水流系统的研究,发现潜水面最高点并非地下水分水岭的准确位置。在盆地尺度上,系统研究了沟谷地貌、降水入渗强度、渗透性随埋深变化和盆地厚度等因素对潜水面波形与地下水循环动力结构的影响,初步发现了动力结构的周期性或趋势性演化特征。通过大规模流线路径的精细识别或驻留时间的统计分析,提出了三维地下水循环单元的划分方法。在水文地质效应方面,发现地下水循环的动力结构对地下水年龄的分布有重要影响。地下水循环的动力结构反映了不同补给区和排泄区之间的水力联系,在盆地尺度地球化学过程、流域尺度生态水文过程中发挥着关键作用,未来的研究重点是三维地下水循环的动力特性和演变规律。     

UCODE反演程序的原理及应用

对地下水模型进行反演是模拟过程中的一个必要步骤,使用反演程序自动校正模型可快速确定最佳拟合的参数值,分析参数对模拟结果的敏感性,比人工试算-调整法更为优越。UCODE是一款被广泛应用的地下水模型反演程序,它使用高斯牛顿法进行参数优化,反演结果对参数初值有一定的依赖性。通过建立假想的非稳定流模型,进行6组数值试验,验证了UCODE程序的实用性。尽管参数的初始取值会影响反演的进程,但只要取值适当,UCODE就能实现优化参数的目的。     

含水层的一种普遍规律:渗透系数随深度衰减

国内外多个含水层的研究都发现渗透系数具有随深度衰减的规律。给出了多孔介质和裂隙介质中渗透系数随深度衰减的一般模型及简化模型,并用该简化模型分析了多个含水层的渗透系数随深度衰减的规律。研究发现,随着渗透系数测试深度的增大,衰减系数明显变小;渗透系数测试深度相近的含水层,岩性对衰减系数有一定程度影响。渗透系数随深度衰减的规律应该在地下水科学的相关研究中引起重视。     

砂柱排水真空阻滞效应的试验和动力学解释

含低渗透盖层的强透水层在排水过程中可能产生包气带真空并阻滞排水。这种真空阻滞效应具有什么动力学特征,是岩土渗流领域有待解决的新课题。以细砂作为粗砂的盖层,进行了双层结构砂柱的排水试验,观测到了包气带真空度先快速增大,然后缓慢减小的过程,排水速率显著低于无细砂覆盖的情况。细砂盖层厚度越大,真空阻滞效应越强烈。基于水-气渗流理论提出了解释试验现象的水流方程和气流方程,并得到了排水早期和后期真空度变化的近似解析公式,说明真空度峰值随盖层厚度呈非线性增加趋势。对试验结果进行参数分析,发现盖层透气性在排水后期明显大于早期,反映了盖层含水率对透气性的影响。     

断裂带地下水位的降雨动态模型及异常识别

穿越断裂带的观测井能够提供特殊的构造运动信息,其水位动态是构造活动、降雨等各种因素综合作用的结果.对由降雨引起的水位动态进行模型解译,有利于更加准确地提取断裂带的构造活动异常.根据断裂带地下水循环的基本特征进行简化,利用响应函数法描述入渗补给的滞后特征,建立了降雨-水位动态的组合水箱模型.该模型被用于分析北京八宝山断裂带大灰厂观测孔2008年上半年的水位动态,发现2008年5月存在显著的异常.这种异常可能与局部或区域的构造活动有关,也可能是断裂带结构参数变化的结果.     

论“单位涌水量就是导水系数”成立的特殊条件

针对截取侧向径流的抽水井,兰太权提出一个解释单位涌水量的公式,认为“单位涌水量就是导水系数”(q=T),并以砂箱试验的结果作为证据。然而,这个等式的推导过程缺少严谨的水动力学基础。砂箱试验的边界条件等价于含有1个或2个定水头边界的矩形承压含水层,单井抽水的稳定流场可以用镜像井点叠加法求解,从理论上表明单位涌水量与导水系数成正比,而比例系数取决于含水层的形状和抽水井的半径。在特定条件下,含水层和抽水井的尺寸可以造成单位涌水量与导水系数相等的情况,兰太权发表于文献中的2组砂箱试验恰好符合这种条件,但并不能证明q=T具有普适性。新的砂箱试验避免了几何尺寸的这种特殊组合,得到了显著偏离q=T的结果。     

巴丹吉林沙漠潜水蒸发的数值模拟研究

为了确定巴丹吉林沙漠潜水蒸发强度与地下水埋深的关系,基于巴丹吉林沙漠的气候背景、砂土特征和不同地下水埋深时的典型植被特点设计了54种情景,利用Hydrus-1D建立不同情景下的SPAC水分运移模型,对周期性气象条件驱动下的潜水蒸发开展数值模拟。模拟结果表明:多年平均潜水蒸发量有着随地下水埋深增大而非线性减小的趋势;不同情景的极限埋深都大于3m,在埋深等于3m时潜水蒸发量都小于最大值的5%;当地下水埋深为0.5~1.5m时,潜水蒸发量对地下水埋深的变化最为敏感;当地下水埋深为1m时,潜水蒸发量对包气带岩性的变化也很敏感;在地下水埋深小于0.5m和大于1.5m的区间,气候、岩性、地下水埋深的变化对潜水蒸发量的影响变得微弱。另外,多年平均潜水蒸发量和地下水埋深的这种非线性关系可以用一个新提出的经验公式进行较为准确的拟合,将这个研究结果用于评价巴丹吉林沙漠湖泊集中区地下水的蒸发消耗,发现潜水蒸发总量显著大于湖面蒸发总量,前者约为后者的2.5~2.6倍,必须在沙漠水分平衡的分析中加以考虑。     

河南乡村城市化的村镇问题初探

“城市化”的含义有三:一是城镇数量和城镇人口逐步增加,乡村居民和农业人口相应减少:是城镇的形态相分布。由一个个相对独立的状况,转为互相联系日益密切的状态;三是人们的生活方式逐步城市化。城市化,是人类社会的历史发展进程中不可避免相逾越的一个阶段。在城市化过程中,较长时期内客观存在着大城市人中集聚和农村崩溃的模式。对此,恩格斯曾及时指出:“乡村农业人口的分散和大城市工业人口的集聚只是工农业发展水