再生水干湿交替入渗过程中添加碳源对包气带脱氮的影响

干湿交替的回灌方法常被用于解决再生水地表回灌的堵塞问题,但干湿交替回灌可能造成硝态氮被淋洗进入地下水.通过室内土柱模拟入渗实验,对比研究了以葡萄糖作为碳源的低碳氮比再生水干湿交替回灌、干期前蒸馏水淋洗、干期前添加甲醇溶液和干期后添加甲醇溶液4种条件下对包气带氮素迁移转化和脱氮效果的影响.实验表明,对于碳氮比为2.5∶1...     

应用~2H、~(18)O同位素示踪华北平原石家庄包气带土壤水入渗补给及年补给量确定

采集2个不同深度包气带土壤水2 H、18 O同位素剖面ZK1,ZK2,应用天然稳定同位素2 H、18 O示踪的方法,研究了华北山前冲积平原石家庄地区包气带土壤水入渗补给的历史演化特征。结果显示,研究区内,以0.05m为取样间隔,δ2 H、δ18 O值可以明显指示出大气降水及灌溉水入渗补给时间—剖面深度位置的年际对应关系。ZK2的δ2 H、δ18 O值随着埋深的增大出现周期性的波动,具有分层现象的岩性差异并不明显,说明ZK2剖面以活塞流的入渗方式补给地下水。在0~3.90m深度,δ2 H、δ18 O值显示降水和灌溉水的入渗补给时间为2011年10月至2001年11月。18 O峰值位移法计算补给量的结果显示,降水、灌溉水通过包气带补给地下水的垂向运移速度为38.5~65.0cm/a,年均入渗补给量为131.3~185.3mm。同时,对比2003年及2005-2007年降水量数据,说明少雨年份农业灌溉用水量的大小对当地地下水的入渗补给量起着关键性作用。     

华北平原地下水演变机制与调控

自20世纪70年代以来,华北平原长期的地下水过量开采形成了复杂的地下水降落漏斗,并引发了一系列环境地质问题。为建立区域社会经济发展与地下水资源与环境之间的协调机制,国家973项目"华北平原地下水演变机制与调控"在大量前人研究基础上,进一步分析了近50年来地下水动力场演变特征及其对人类活动的响应,揭示了包气带结构变化影响下包气带水力参数的变化,研究了深层地下水开采引起的地面沉降、咸水移动和资源量转换机理;利用改进的地下水数值模拟技术,建立了2001—2010年华北平原地下水流数值模型,计算了最新的地下水资源量。分析了地下水资源承载力的主要影响因素,进行了华北平原地下水资源承载力定量评价,给出了华北平原地下水的优化调控途径,目前正在以高精度地下水流数值模型为核心,模拟各区的地下水优化调控方案。     

地下水流系统研究中的方法论探讨:以CUG-武汉地下水流系统研究为例

地球系统科学和地下水流系统理论的出现,标志着水文地质学进入新的发展时期.地下水流系统理论已成为水文地质学的新范式,其产生和发展,从方法论上为地下水问题的研究提供了新的启示.自20世纪80年代初以来,中国地质大学(武汉)地下水流系统组持续开展了地下水流系统理论与应用研究.试图从方法论的角度回顾与总结这些研究成果.地下水问题受多因素影响,研究应以"目标与问题导向相结合",靶向准确,才能在信息浩渺中不失方向,向着目标前行;研究时应采用"假设演绎法",先依据已有认识和资料演绎出应有的现象,再有目的 地观察和寻求证据,或修改假设继续求证,直到假设被证实或证伪;演绎寻证过程,可以采用"控制性实验""信息提取与组织""多学科方法与手段融合"等技术方法.实例分析证实,控制性模拟实验使我们得出了地下水流模式的新认识;采用多通道的信息提取、加工和组织,构建地下水流系统模式,能够有效解决各类工程中的应用问题;多学科与手段融合、各种信息相互验证,提高了结果的可信度.以实例研究为基础,从研究方法上的总结能为正确认识和理解地下水流系统理论、推进新理论和新思路在水文地质研究中的应用提供参考.     

地下水流系统理论与研究方法的发展

地下水流系统理论的提出,推动了现代水文地质学的发展。以Tóth经典地下水流系统理论建立方法为基础,综述了基于Tóth方法的地下水流系统的模拟成果,分析了Tóth方法得出的水流模式与控制因素的关系,以及地下水流系统理论从概念到实际应用的发展。同时,对中国地质大学(武汉)提出的地下水流系统通量上边界模拟方法也进行了系统论述,在物理模拟实验与数值模拟基础上,认为通量上边界分析方法是对Tóth方法的改进与完善,有利于对地下水流系统发育的物理机制理解;该方法能够更全面认识地下水流系统模式及其转化,定量出各影响因素对地下水流模式的控制关系。最后指出地下水流系统理论是当代水文地质学的核心概念框架,应该重视地下水流系统理论物理机制和数学模拟方法的研究,加强新技术方法的引入,拓宽其应用领域的研究等。     

奇村地热田水化学特征及其混合作用模拟

本文通过对奇村地热田地下水水化学资料及其水化学空间分布特征的分析,解释了本区地下水水化学成分的形成和演化机理;同时运用PHREEQC软件模拟,得出目前开采冷、热水的混合比范围为1.0∶1~3.2∶1,从而为合理开发利用地下热水提供了依据。     

溪洛渡水电站坝区过河斜硐地下水环境同位素分析

利用过河斜硐地下水以及坝区别处水样的环境同位素测试结果，依据不同高程大气降雨的环境同位素组成不同的性质，结合斜硐地下水水质分析资料，查明了斜硐地下水的补给、径流、排泄条件。     

历史时期长江中游河道演变与洪灾发展的规律

历史时期,长江中游的河道在科氏力、掀斜构造活动的影响下,长期南移。在主泓南移、气候由湿变干、分汊淤浅的背景下,大量人口由北方迁入,促使沿长江主泓的围堤迅速发展。原先多汊分流的河道,演变为被围堤约束的狭窄河道。水沙集中于狭窄的堤围河道,洪峰难以调节,泥沙淤高河床,形成水涨堤高、堤高水涨的恶性循环。宋末至明代,是长江中游围堤基本成型与完善,也是洪水位不断抬升,洪灾不断加剧的时期,说明洪灾加剧与围堤密不可分。现有的防洪方针,延续了历史上"抗拒洪水"的思路,没有体现"与洪水共处"的原则,需要进行反思。建议采取"疏导为本"的防洪方针,恢复与增加长江中游分流汊道,扩大江河行洪能力,分散泥沙淤积,以达到可持续治洪的目的。     

川西南某水电站库水渗漏评价的灰域模拟

基于灰色系统理论,采用灰色取值法代替量化分析中的确定性条件与参数,提出了水库渗漏评价的灰域模拟方法。结合金沙江某巨型水电站库水渗漏问题进行了实例分析,结果表明地下水流动系统灰域模拟是大型水库选址、勘探、水库渗漏评价以及水库运行后长观孔布置等工作的有效工具     

构造沉降对近代洞庭湖区演变的贡献——答李春初先生对《洞庭湖地质环境系统分析》的质疑

为回应对《洞庭湖地质环境系统分析》系列研究成果提出的质疑,在理论分析、宏观时空分析以及大量举证的基础上,论证了构造沉降对近代洞庭湖演变起着主导作用。作者利用地形图比对求算的洞庭湖堤围区视构造沉降速率,不仅与重复水准测量成果一致,还得到有关中国大陆第四纪以来构造活动加剧的研究成果的定性支持。作者在研究中应用的“假设－演绎法”是一种富有创造性的科学方法。因此,《洞庭湖地质环境系统分析》的基本结论是成立的。