Assessment of Nitrate—Nitrogen Distribution in Kansas Groundwater, 1990–1998

Nitrate-nitrogen (nitrate-N) in groundwater is a potential problem in many parts of Kansas.From 1990 to 1998, 747 water samples were collected from domestic, irrigation, monitoring,and public water supply wells primarily from the western two-thirds of the state, and analyzedfor nitrate-N by the Kansas Geological Survey. Nitrate-N concentrations of the 747 samplesanalyzed range from 29% with less than or equal to 3 mg/L, 51% between 3 and 10 mg/L,and 20% greater than or equal to 10 mg/L. Factors that show a statistically significantrelationship with the occurrence of nitrate-N in Kansas groundwater in this assessment includegeographic area of the state, depth of well, and age of well. Nitrate-N levels of wells screenedin the High Plains aquifer in south-central Kansas showed a statistically higher concentrationthan samples collected from the High Plains aquifer in the western portion of the state.Comparison of nitrate-N with depth of well indicated that shallower wells throughout the stategenerally have higher nitrate-N values than deeper wells. Irrigation wells older than 1975showed statistically higher nitrate-N concentration than wells installed during and since 1975,possibly related to changes in well-construction practices and regulations that occurred in 1975.     

南梁煤矿多煤层开采地下水系统演化规律

煤层开采对所在矿区地下水系统有着重要影响。以往研究单煤层开采对地下水系统的影响较多,而对多煤层的影响研究甚少,特别对于我国西部缺水矿区。以南梁煤矿为例,运用地下水系统演化理论和岩石力学模拟等,对该矿井水文地质结构、矿井涌水变化规律、矿井地下水流场演变、矿井地下水化学成分变化等方面进行了综合分析研究,重构了多煤层开采条件下南梁矿井地下水系统流动模型,初步揭示了矿井水化学成分的演化机理。研究结果表明,2^-2煤单煤层开采时,顶板导裂带的最大发育高度为42.1 m,而2^-2和3^-1煤层重复开采时则增大为83.1 m,相应地应力、位移、塑性区范围后者也比前者增大许多。这揭示出多煤层重复采动明显增大了顶板导裂带的发育高度,加剧了矿井水文地质结构变异,进一步地,导水裂隙带改变了天然地下水渗流路径,沟通了不同含水层之间的水力联系,增强了地下水流动速度和水文地球化学作用,整体扩大了地下水流动系统的规模,从降雨入渗→导裂带渗流→各煤层涌水→井底水仓排水构成了一个自然-人工复合地下水流动模式。研究成果可以为南梁煤矿的矿井水害防治及水资源高效利...     

西北内陆盆地浅层地下水温度场及动态类型:以酒泉东盆地为例

温度是地下水的固有属性,地下水温度场和动态特征是地下水流系统的外在表现。为揭示地下水开采等人类活动影响下西北内陆盆地浅层地下水温度场特征与地下水流系统的关系,基于多点位、长序列、高精度的地下水温度监测数据,在酒泉东盆地开展了地下水温度场及动态特征研究。结果表明：酒泉东盆地浅层地下水温度9.33～20.77℃不等,平均水温为13.54℃,自地下水补给区至排泄区,沿地下水径流方向,浅层地下水温度逐渐升高;循环深度相近的不同地下水流系统对比表明,浅层地下水温度与地下水动力条件呈负相关,地表水入渗补给大、水动力条件强的水流系统地下水平均温度低,入渗补给小、水动力条件弱的地下水平均温度高;浅层地下水温度动态受自然地下水循环和地下水开采等人类活动共同影响,从山前地下水补给区到中游绿洲区再到下游排泄区,浅部地下水温度动态可划分为4种基本类型,依次分别为河流补给型、水温稳定型、开采相关型、正弦波动型。     

永城市浅层地下水污染分布特征及来源识别

为有效管理和保护永城市浅层地下水资源,维系水资源可续利用,必须查明其污染物的分布特征和来源。在对永城市浅层地下水采样分析的基础上,结合分析城市发展带来产业布局改变及土地利用类型分布对其造成的影响,研究其主要污染组分的来源及分布特征。结果表明：城市第二产业(工矿业)发展,GDP的增长与浅层地下水中ρ(SO^2-₄)、ρ(NO^-₃)上升存在相关性,城市工业及人口密集区与污染严重区位置趋于一致。浅层地下水污染的最主要来源是SO^2-₄含量的上升,除了直接导致水质变差外,还会间接改变水文地球化学作用的强度,造成原本难溶的碳酸盐和硅酸盐的溶解量增大,使得ρ(TDS)进一步上升而改变水质。其次,NO^-₃、COD也是浅层地下水主要的污染来源,其部分来源工业废水,部分来源于农业上农药和化肥的过量使用。     

黄陵穹隆周缘岩溶水流系统特征及成因

岩溶水流系统特征研究有助于地下水资源的合理评价和开发利用。借鉴水文学的研究方法,统计并量化了典型岩溶水流系统的空间特征以及其水文动态响应、温度场和电导率特征。划分了扇状、树枝状、平行状、梳状4种地下水系来综合反映岩溶水流系统的地表-地下岩溶特征,前两者主管道垂直于地层走向,构造裂隙起汇水作用,后两者主管道平行于地层走向,层面裂隙起汇水作用。黄陵穹隆西北翼、西翼和南翼以平行状和树枝状为主,东翼和北翼则以扇状水系和平行状水系为主。不同地下水系结构的形成及区域差异与含水系统和水系的空间关系和级次性密切相关,并表现出不同的动态特征。扇状和平行状岩溶水流系统对降雨响应最为敏感,而梳状水系岩溶水流系统响应和衰减过程最慢;基于岩溶地下水温度与出露高程和循环深度显著相关的关系建立了鄂西山区地下水温度线。这一基础性研究可为岩溶地下水流系统研究和当地工程实践提供一定的理论支持。     

基于监测数据的全国地下水质动态变化特征

地下水质动态变化及其趋势研判是区域水资源调配决策的重要依据。本文以全国2007～2017年国家级地下水监测网水质数据为基础,结合典型地区的代表性监测组分超标特征及动态趋势,开展了地下水质动态变化过程研究,结果表明:全国地下水监测中以Ⅳ类水质点占比最大,其次为Ⅱ类水质点;Ⅰ～Ⅲ类水质点数量较少,而且占比以降低为主,Ⅳ和Ⅴ类地下水监测点逐渐增加,其中Ⅳ类水质点的比例由40.50%增加至51.45%;全国地下水质主要的超标组分为pH、总硬度、总溶解性固体、硫酸盐、氯化物、高锰酸钾指数、铁、锰、氟化物、"三氮"。以华北地区、华东地区、西南地区和西北地区为代表,分析研究典型地区地下水质的动态变化过程及其影响因素,结果显示,在地下水位变化较大的地区,地下水质状况随着地下水位变化明显,在地下水位波动较小的地区,地下水质状况也基本上变化较小。研究成果对于科学评价地下水资源、合理制定区域地下水开发利用规划、防治地下水污染等具有一定的指导作用。     

多级次地下水流系统的最小能耗率原理初探

20世纪60年代初期,Tóth基于定水头上边界条件推导出解析解,得出多级次地下水流系统,是水文地质学里程碑式的突破,成功地解决了一系列理论和实际问题。但Tóth解析解存在的缺陷也长期沿袭：单纯重视数学模拟而忽视物理机制;将地形控制地下水位看成是普适性规律;忽视给定水头上边界数学模拟的失真。这些缺陷,尤其是忽视物理机制探究,不仅妨碍Tóth理论自身发展,而且导致地下水流系统理论尚未被国际水文地质界普遍接受。参照河流动力学中应用的最小能耗率原理,类比提出地下水流最小能耗率的表达式。基于已有的通量上边界地下水流模式数值模拟结果,进一步探究物理机制,归纳得出地下水流系统遵循最小能耗率原理的结论。     

柴达木盆地大柴旦地区地下水水化学特征及演化规律

地下水在干旱/半干旱地区的生态环境保护中起着主导作用.柴达木盆地北缘的大柴旦湖地处西北干旱区,其生态环境较为脆弱,了解该地区的地下水水化学演化特征,对这一生态敏感地区的地下水可持续利用至关重要.本研究通过采集该地区28个具有代表性的水样,运用数理统计、Piper图、Gibbs图、离子比值、饱和指数和反向水文地球化学模拟...     

松原市地下水防污性能评价

本文是依托于国土资源大调查项目"松花江重点地段地下水环境污染调查",在对松原市地下水污染现状调查的基础上,充分收集和整理了松原市的包气带和含水层资料,应用在DRASTIC模型基础上改进的DRTA模型进行了本区的地下水防污性能评价,评价结果采用MapGIS软件实现可视化显示。     

苏里格气田西区地层水成因、分布规律与控制因素

苏里格气田西区气井产水严重,地层水成因、分布规律及控制因素不明确,成为制约该区致密砂岩气开发的关键科学问题.在大量测井数据、生产动态数据收集的基础上,分析了苏里格气田西部地层水性质及地球化学特征,结果发现:地层水矿化度高,整体属于盐水;水型主要为CaCl2型;pH值范围为6～6.9,呈弱酸性.分析认为:1)地层水主要为...