地质环境系统的概念与特征——以洞庭湖区地质环境系统为例

地质环境系统是对人类经济技术活动作出共同响应的一定范围内地质环境的有机整体 ,是复杂的人工自然复合系统。文中以洞庭湖区防洪减灾为例 ,探讨了地质环境系统的概念、特征与研究思路。地质环境系统具有边界不确定性 ,影响传递的远距性与滞后性 ,系统行为的取向性、不确定性、难控性与反直观性 ,系统的社会性与共享性。因此 ,必须从成生、发展的角度 ,对其进行多学科综合研究 ,把握自然状态下系统演变的固有规律 ,分析叠加人为活动后系统结构、功能的变化及其机制。顺应自然、约束自然与人类自身 ,是建立人与自然相互协调的优化地质环境系统的根本原则。     

土壤水全时空调控的初步探讨

农业是第一用水大户,有利利用土壤是实现黑龙港地区农业可持续发展的关键,本文分析了黑龙港地区主要作物需水与降水的关系,建立了作物生长条件包气带流动系统的概念,并以此为基础提出了土壤水全时空调控的概念,探讨了土壤水全时空调控的涵义与措施,指出土壤水调控是一系统工程,必须多种措施有机结合,简单介绍了王瞳试验场开展的田间土壤水调控试验成果。     

干湿交替条件下包气带土柱中氮素迁移转化规律实验

干湿交替的回灌方法常被用于解决地面回灌补给地下水的堵塞问题。研究干湿交替条件下地面回灌对地下水的影响对于指导再生水回灌地下水具有重要实际意义。通过室内土柱模拟实验,在入渗强度为10.5 mm/h的条件下,日均进水量3 888 mL;用干湿交替的地面回灌模式持续运行136 d,累计灌入氨氮含量为5 mg/L的模拟再生水23 894 L,研究包气带土柱对氨氮的去除效果及氮素在包气带中的迁移转化规律。研究表明,充分利用包气带的好氧、兼氧和厌氧环境,生物脱氮是地下水回灌过程中脱氮的主要途径。包气带对氨氮的去除机理主要为土壤对氨氮的吸附作用和微生物的降解作用。回灌过程中累积在土颗粒表面的氨氮在干期发生硝化作用,干湿交替会加强氮素在包气带的迁移转化,导致干期后的回灌初期大量硝态氮迁移到饱和带地下水中。     

含水岩组概化的累积导水系数法

地下水流系统理论和数值模拟技术分别是水文地质学的基本理论和技术方法,含水岩组的概化是地下水流系统分析和地下水数值模拟的重要基础,直接影响着数值模拟和水流系统分析的精度和可信度.为提高含水岩组概化的精度和可信度,提出一种含水岩组概化的新方法,即累积导水系数法.依据岩层厚度与渗透系数乘积累积值随深度的变化,以及水文地质剖面岩性分布的整体特征,概化含水介质结构.以玛纳斯河流域为例,应用该方法概化流域内的岩性剖面,结合GMS软件中TINS模块构建水文地质结构模型.结果表明,应用该方法概化后的含水层结构具有较好的合理性和仿真性,建立的三维模型很好地显示了研究区含水介质的空间展布特征,为建立地下水流模型奠定了良好的基础.      

当代水文地质学发展趋势与对策

当代水文地质学进入了生态环境水文地质学阶段。当代水文地质学的研究目标是:从可持续发展理念出发,构建人与自然协调的、良性循环的地下水系统、水文系统、地质环境系统与生态系统。以系统思想为指导,运用多学科方法,发展向生产领域延伸的地下水工程,是当代水文地质学发展的关键。     

地下水动态数据库系统

本文以格尔木地区地下水动态数据库系统为例介绍笔者所开发的地下水动态数据库系统的结构、功能与特色。该数据库系统是由汉字DBASEⅢ与BASIC、FORTRAN等语言的有机结合而构成的,它可以为主管、计划部门提供各种地下水动态报表及其相关图件;为资料管理人员提供现代化存贮与统—管理地下水动态及其相关资料的手段,为技术人员提供查询、分析与预测地下水动态的方法,并附有准确、美观的图表输出。     

节水灌溉与农业面源污染控制研究--以新疆焉耆盆地为例

针对我国北方农业面源污染面积大、分布广、控制难的问题，通过分析新疆焉耆盆地水资源利用现状、潜水位动态、农田排水特征，认为大水漫灌不仅浪费水资源，造成肥料流失，降低产量，而且污染水体，导致土壤次生盐渍化；提出了推广节水灌溉、合理开发利用水资源、控制农业面源污染、综合治理环境的有效途径。     

周口北郊垃圾填埋场渗滤液的渗漏量及COD变化模拟分析

周口北郊垃圾填埋场为非卫生填埋,已对周围地下水环境造成了污染。在建立污染物溶出模式的基础上,分析了该非卫生填埋场垃圾渗滤液中化学需氧量(COD)的变化规律,用WHI UnSat Suite软件HELP模块估计了停止填埋后的现状和采用地表防渗措施情况下渗滤液的渗漏量。结果表明,周口北郊垃圾在10a垃圾填埋过程中每年有1 000～5 000m3渗滤液进入含水层,其COD质量浓度大致为2 000mg/L。停止垃圾堆放后,在没有覆盖措施条件下,渗滤液渗漏量平均值为2 500m3/a。在垃圾表层铺设防渗措施可有效减少99%的渗漏量,但仍有12m3/a渗滤液渗漏进入含水层。     

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T6th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...     

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。