松辽盆地开鲁坳陷区地下水水化学分带特征

以松辽盆地开鲁坳区地质和水文地质条件为基础,分析了地下水补给—径流—排泄特征及地下水水平及垂向分带特征。结果表明:沿地下水流方向,地下水的化学类型由碳酸型水变为氯化物型水;浅层含氧地下水带水化学类型以碳酸型水为主,地下水处于氧化环境;中部混合地下水带以Cl·HCO_3型为主,处于氧化还原过渡环境;深部油田水化学带以Cl·HCO_3和Cl·SO_4型水为主,处于还原环境。     

南水北调中线受水区保定平原地下水质量演变预测研究

由于多年大规模过度开采地下水,南水北调受水区保定平原地下水严重超采,部分含水层疏干,进而引发地下水降落漏斗、地面沉降及地裂缝等环境地质问题。随着南水北调工程通水,地下水压采工作持续推进,河湖生态补水工作的全面展开,华北平原局部地区地下水位已呈现回升趋势。本文针对华北平原典型区域——南水北调受水区保定平原开展地下水位回升条件下的水质演化预测研究,采用电位分布-多点位络合模型(CD-MUSIC)预测2030年浅层地下水位上升后,水岩相互作用过程中的表面络合作用、铁锰氧化物及氢氧化物的吸附作用、离子的竞争与协同吸附效应,以及不同矿物的溶解平衡反应。结果表明:至2030年保定平原浅层地下水位整体上升后,水质逐渐向盐化方向发展,HCO3-SO4型水代替HCO3型水成为保定平原主要的阴离子水化学类型,平原东部高阳-蠡县地区出现了Cl型水,Na-Ca型水成为保定平原中东部地区主要的阳离子水化学类型;地层中岩盐及石膏的矿物溶解造成平原西部的山前冲洪积扇地区TDS含量显著上升,平原东部浅层地下水漏斗区域受到强烈的阳离子交替吸附作用影响,Ca、Mg含量显著下降,TDS及硬度下降明显,水位恢复对地下水漏斗区域水质改善具有一定的积极作用。     

基于SPSS成都市红层区地下水化学特征分析

基于成都市2004—2014年地下水采样分析数据,以成都红层区为研究区,以红层地下水为研究对象,利用SPSS软件对红层区Ⅲ类地下水进行地下水化学特征描述性统计分析、相关性分析、因子分析、比例系数分析,揭示了红层区地下水化学空间分布特征及成因规律。结果表明成都市红层区地下水类型主要以HCO3-Ca或HCO3-Ca·Mg型为主;Ⅲ类地下水中,层间承压水TDS值最高;浅层风化裂隙水与溶蚀孔洞水地下水动力条件较差,水流滞缓,Cl-富集,各离子与TDS之间线性相关性均较低。成都市红层区地下水水化学组分主要受大气降水、人为活动和含水层中岩石矿物溶滤作用的影响。     

变化环境对华北平原地下水可持续利用的影响研究

针对华北平原地下水利用中存在的问题,采用分布式水文MIKE SHE模型,考虑人类活动（农业节水措施和南水北调工程）和气候变化等变化环境的影响,通过设定4大类情景（每类情景中均设定了3类气候变化子情景）模拟了2019-2028年华北平原地下水的利用状况。结果表明：农业节水措施和南水北调工程等人类活动对华北平原地下水水位、水均衡和含水层储量有较大的影响;相对于现状保持型情景(SQM),模拟期末(2028年12月31日)农业节水型情景(AWS)、南水北调工程供水型情景(SNWDP)和综合利用型情景(CU)下华北平原饱和含水层储量分别增加0.168、0.558和1.433 m;气候变化对华北平原地下水的影响量级与人类活动的影响相当,且地下水水位、水均衡和含水层储量变化的方向和大小均与未来气候条件的干湿程度呈正相关关系,到模拟期末,相对于现状保持型情景(SQM),湿润、正常和干旱的气候情景下华北平原饱和含水层储量分别为增加0.972~2.239 m、增加0.119~1.540 m和减少0.372~0.940 m;只有综合考虑各种引水和节水措施,多管齐下,才能保证华北平原地下水的可持续利用。     

灌溉变化对华北平原地下水可持续利用的影响

针对华北平原地下水可持续利用问题,利用校准好的分布式水文MIKE SHE模型,考虑灌溉变化对地下水利用的影响,设定3种情景（现状保持型情景MS1、灌溉水量改变情景MS2和灌溉频率改变情景MS3）对华北平原未来20 a地下水利用进行预测。结果表明：(1)3种情景下华北平原未来20 a地下水水位均呈下降趋势,MS1、MS2和MS3下地下水水位年均降幅分别为0.335～1.648、0.298～1.588和0.303～1.607 m/a,东部沿海和京津地区出现了较严重的地下水降落漏斗问题,灌溉变化对地下水降落漏斗缓解效果并不显著。(2)灌溉变化在一定程度上能促进华北平原地下水水位和含水层储量恢复,且减少灌溉频率的作用大于降低灌溉水量的作用;相对于MS1, MS2和MS3可使含水层储量在20 a后分别恢复0.06 m和0.12 m。(3)采用灌溉变化无法彻底解决华北平原地下水水位和含水层持续消耗问题,须与其它措施结合,才能从长远角度保证华北平原地下水可持续利用。研究成果可为水资源规划与管理提供科学的依据和建议。     

赣州兴国盆地浅层地下水中氟的分布特征研究

本文通过野外现场调查,对赣州兴国盆地及周边303处地下水中氟浓度进行了测试,并对测试数据进行了整理。通过绘制氟浓度等值线图和氟富集模式图对其地下水中的氟分布特征及其成因展开研究,确定了兴国盆地浅层地下水中氟的主要来源是含氟矿物溶解,受水动力条件影响,其含量普遍较低,溶解到地下水中的氟离子随地下水径流进行迁移。研究结果可为当地饮用水合理开发提供氟浓度方面的参考,对居民饮水安全和水环境保护具有一定指导意义。     

华北平原地下水可持续利用的主要问题及对策建议

地下水开发利用支撑了华北平原经济社会的快速发展,也诱发了区域地下水水位下降、地面沉降、海水入侵等问题,促使华北平原水文地质工作不断深入.现分析了制约华北平原地下水可持续利用的主要问题,包括咸水微咸水大量分布、地下水水位持续下降、地面沉降、地裂缝、极端干旱气候和地下水污染,提出了促进华北平原地下水可持续利用的对策建议.     

华北平原邯郸地区地下水位动态及成因分析

华北平原腹地的邯郸市东部平原区浅层地下水类型属于入渗-开采型,采用统计学和GIS方法等对其1980—2016年浅层地下水实测水位数据进行统计分析,研究邯郸市平原区地下水时空变化特征及成因。研究表明:邯郸市主城区及东部13个县的地下水位在1985—2010年明显下降,累计下降了16.1 m;2010—2016年地下水下降趋势得到遏制,地下水位基本维持稳定。近年来邯郸市平原区地下水的空间分布年际变化较小,其中主城区及魏县、广平县、曲周县等区域地下水位有所抬升,原因是陆续实施的生态水网、地下水压采、引黄、引江等措施增加了地下水补给量和减少了地下水开采量,使邯郸市地下水位下降趋势得到了遏制。     

华北平原地下咸水垂向变化及机理探讨

为探讨华北平原地下水开采对供水安全的影响和地下水水质的变化趋势,采用地下水水质动态监测、地面物探现场试验和成井物探等大量的实测资料验证地下水咸水下移的事实,并从水文地质条件、地下水位下降和地下水开采利用状况等方面,对咸淡水界面下移的机理进行分析。结果表明:咸淡水界面从20世纪70年代以来下移约10~20 m,开采地下水造成上下层水头压力变化是其主要原因之一。     

呼和浩特市浅层地下水水化学特征演变规律

针对地下水过量开采导致水资源短缺而严重遏制了呼和浩特市生态经济持续发展的现状,以呼和浩特市平原区为研究对象,对呼和浩特市浅层地下水进行系统取样分析,综合运用描述性分析,相关性分析,折线和饼图图示法,全面系统地研究了呼和浩特市浅层地下水水化学特征与矿化度演变规律.研究结果表明:①呼和浩特市浅层地下水中HCO32-和Ca2+平均浓度为333.525 mg/L和 82.9704 mg/L,两值均较大,变异系数较小,反映了它们在地下水中的绝对含量较高,为地下水中的主要离子.②地下水中的Na+和Mg2+离子主要是来自各种硫酸盐,重碳酸盐和盐酸盐,地下水中的Ca2+离子主要来自各种硫酸盐和盐酸盐.地下水的矿化度高低主要是由水中的Mg2+和Cl-的浓度来控制的.③沿地下水水流方向, 主要离子并不遵循随流程的增加而浓度增加的趋势,而是与地下水温呈现显著的负相关性.HCO32-和Ca2+离子与地下水温度的负相关最为显著,即温度越低时,离子的浓度反而越高.     

近40年三江平原典型区土地利用变化及其对地下水的影响

三江平原是我国重要的商品粮基地和粮食战略储备基地,地下水作为该地区的主要灌溉水源,其动态备受关注。选取三江平原典型区1980、1990、2000、2010及2018年五期遥感影像数据进行土地利用变化特征分析,探究土地利用类型变化对地下水位埋深的影响和城市化进程、耕地面积变化对流域水均衡状态的影响。结果表明:近40年来水田与城镇用地的面积和周长存在显著的分形特征,稳定性指数由强—弱—强,两种土地利用类型的重心在近40年内发生明显迁移且迁移方向主要为西南—东北—西南,其直接影响流域水均衡状态。土地利用类型的改变使得部分地区地下水补给恢复较慢,造成地下水位埋深不同程度地增大。城市化发展对大气降水入渗补给量影响相对较小,耕地面积变化对灌溉回归补给量影响显著。研究结果可为构建更准确的三江平原典型区地下水数值模型提供科学依据,为三江平原地下水的可持续开发利用提供理论参考。     

华北平原有咸水区雨洪控制利用

华北平原有咸水区,水资源短缺,深层地下水严重超采,生态环境恶化。在这个地区开发利用咸水,腾出地下库容,能够减少潜水蒸发与雨洪径流,增大降雨入渗,把时空分布不均的天然降雨转化为可利用的水资源。该文总结了农村用微咸水灌溉,抗旱增产,调控地下水埋深,增大雨洪回灌,淡化地下水质的经验。提出了城区雨洪控制利用的建议。     

华北平原超采区浅层地下水埋深变化及控制因素分析

为了准确识别华北平原浅层地下水超采变化和控制因素,通过收集分析华北平原浅层地下水埋深分布及动态资料,基于典型潜水监测站2005-2015年的监测数据,结合全国水资源公报选取代表年分析华北平原地下水埋深分布并通过BP神经网络方法确定了超采区浅层地下水变化的控制因素。研究表明:2005-2015年华北平原地下水除北京少部分地区埋深减少外,其余大部分均表现出埋深持续增加的特征;人工开采地下水是影响华北平原浅层地下水的控制因素。     

华北平原引黄输水河道局部区域渗漏损失模型初探

为研究华北平原地区河道渗漏损失,以“引黄济津”跨流域调水实测数据为依据,利用两岸地下水位变幅资料分析,提出河道水量损失线性模型,为华北平原区域调水过程中的水资源配置、调度和优化提供科学理论依据。     

发挥南水北调的生态效益修复华北平原地下水

该文阐述了南水北调工程对修复华北平原地下水枯竭的潜在生态效应.华北平原是我国最大的冲积平原之一,由于城市与工农业生产的快速发展,华北平原的地下水被大量超采,使地区的地下水位每年平均下降 0 5～ 1 0 m,并导致了一系列的生态、环境问题,诸如干化缺水、地面下沉、海水入侵等.为了挽救地下水资源和修复生态,笔者认为调水实现后可望利用南水北调中线与东线长期向北方输水的效应,实现对地下水的回补 ,并提出了技术与体制的框架.     

Multi-Rectangular Diagram Concept in Groundwater Quality Assessment and Application in Pakistan

Abstract

The concept of multi-rectangular diagrams (MRD) is introduced to replace many classical and triangular coordinates (Piper diagrams) to examine the multi-variate association of chemical constituents present in groundwater. MRD eliminates the drawbacks of classical trilinear diagrams effectively. Comparison between MRD and the classical trilinear diagram is presented. MRD is used for the assessment of groundwater quality in Chaj Doab area of Pakistan. The differentiated dominant groundwater types in the study area are sodium bicarbonate, calcium bicarbonate and sodium sulfate. Sodium bicarbonate is the most abundant type of groundwater in the central part of the study area.     

Groundwater Exploitation and Its Impact on the Environment in the North China Plain

Abstract

The North China Plain (NCP) is one of China's most important social, economic, and agricultural regions. Currently, the Plain has 17,950 thousand ha of cultivated land, 71.1 percent of which is irrigated, consuming more than 70 percent of the total water supply. Increasing water demands associated with rapid urban and industrial development and expansion of irrigated land have led to overexploitation of both surface and the ratio of groundwater resources, particularly north of the Yellow River. In 1993, the ratio of groundwater exploitation to recharge in many parts of the NCP exceeded 1.0; in some areas, the ratio exceeded 1.5. Consequently, about 1.06 million ha of water-short irrigated areas in the NCP also have poor water quality. Persistent groundwater overexploitation in the northern parts of the NCP has resulted in water-level declines in both shallow and deep aquifers. According to data from 600 shallow groundwater observation wells in the Hebei Plain, the average depth to water increased from 7.23 m in 1983 to 11.52 m in 1993, indicating an average water-table decline of 0.425 m/year. Water table declines are not uniformly distributed throughout the area. Depletion rates are generally greatest beneath cities and intensively groundwater-irrigated areas. Water-table declines have also varied over time. With the continued decline of groundwater levels, large depression cones have formed both in unconfined and confined aquifers beneath the Hebei Plain. Groundwater depletion in the NCP has severely impacted the environment. Large tracts of land that overlie cones of depression have subsided, seawater has intruded into previously freshwater aquifers in coastal plains, and ground-water quality has deteriorated due to salinization, seawater intrusion, and untreated urban and industrial wastewater discharge. In order to balance groundwater exploitation with recharge, the major remedial measures suggested are to strengthen groundwater management, to raise water use efficiency, to adjust the water-consumed structure, and to increase water supply     

北方干旱区地下水补给源问题讨论

野外调查表明,内蒙高原、华北平原、东北湿地河流、湖泊的主要补给源来自于泉水,但是河流、泉水中的同位素与当地降水呈现出很大的差异,表明地下水存在外源的补给。通过北方干旱区地下水中的2H、18O与全国降水加权平均值的对比发现,西藏内流区的渗漏水与北方干旱区的河流水、湖泊水具有相同的来源,西藏内流区的河流、湖泊存在渗漏,初步估算渗漏量超过800亿m3/a,其中纳木错湖泊的渗漏量超过90亿m3/a。氚与氟利昂(CFC)测定地下水的循环周期为20～30a,由此推断,羌塘盆地的渗漏水可能通过一种深循环方式补给到了内蒙高原、华北平原、东北湿地等地区,深循环的导水通道沿着西域克拉通、东亚克拉通以及微板块的缝合带分布,据此推断,板块缝合带附近分布的深层承压水与地下水的深循环有关,缝合带中地壳出现的高导低速结构可能是由导水通道所造成的。     

旱涝碱咸综合治理与生态环境良性循环

华北平原东部淡水资源短缺,旱涝碱成灾害限制了农业生产的可持续发展。海河的治理,解决了排洪排涝排咸出路。春季开发利用地下水包括微咸水和半咸水抗旱灌溉。夏季利用伏雨洗盐排咸,增大降雨入渗,减少径流流失,防治渍涝灾害,把降雨转化为地下水资源。秋冬引蓄河水,回灌地下水补源。以土壤与潜水的地层空间作为调节大气降水、土壤水、地下水、地表水的地下水库,以调控地下水埋深在临界动态为指标,最大限度地把时空分布不均的天然降雨转化为可持续利用的水资源。地表水地下水联合运用,促使水资源采补平衡,降雨灌溉淋洗脱盐强于干旱蒸发积盐过程,地下水淡化强于矿化过程。实现旱涝碱咸综合治理,水土资源可持续利用,经济社会可持续发展,生态环境良性循环。     

南水北调中线工程对改善京、津、华北平原水资源短缺和水环境状况具有重大作用

阐述京、津、华北平原缺水情况,缺水对京、津、华北平原地区的种种影响,论证南水北调中线工程是解决京、津及华北平原区域生产、生活及环境用水的主要途径。