浅析保定市平原区地下水动态及其变化原因

保定市是全国主要缺水城市之一,而地下水又是保定市工、农业生产及生活的重要水源．地下水的开采占总用水量的85％以上。1981-2000年,累计超采地下水83．58亿m^3,地下水位每年以0．38m的速度下降。根据地下水的变化、现状及引起地下水位下降的原因,提出了遏制地下水位下降的方法。     

汾河流域地下水位下降成因分析

汾河流域是山西省境内经济发展最为集中的区域和国民经济发展受水资源制约最为严重的区域,用水需求不断增大,大量开采地下水,导致地下水严重超采,地下水位埋深大幅下降,形成了四大地下水超采漏斗区和总面积6 763 km~2的地下水超采区。经研究分析,地下水开采量增加、大规模煤炭开采对地下水造成破坏、河道宽度大面积压缩、岩溶泉严重破坏是导致地下水位下降的主要原因。     

浅议曹妃甸区水稻灌溉地下水与地表水的切换

多年来,曹妃甸区地下水长期处于超采状态,地下水位大面积持续下降,导致地面沉降、水质恶化等一系列生态与环境问题,这些问题若不及早重视,将成为制约区域经济社会可持续发展的"瓶颈"。如何缓解经济发展与用水之间的矛盾,是我们亟待解决的问题。1.地下水资源利用现状据2007年水资源评价,调查曹妃甸区地下水总开采量为3200万m~3。2011年对全区用水现状进行调查,总开采地下水5233.13万m~3,年超采2233.13万m3,其中,生活用水931.42万m3,占17.8%:工业用水254.8万m~3,占4.9%:农业用水4046.91万m~3,占     

降水和开采变化对滹滏农业区地下水流场影响特征与机制

准确认识地下水流场演变机制是开展地下水系统涵养修复的前提和基础。以滹滏农业区为典型区,基于该区逐月地下水动态观测和降水资料,采用区域地下水动态模型及时间序列趋势分析等方法,开展了降水和开采变化对农业区地下水流场影响特征与机制研究。结果表明:降水变化是驱动地下水位变幅的重要因素,在枯水年份地下水位下降阈值介于0.5~4.0 m,在平水年份下降阈值介于0~2.0 m,在丰水年份地下水位大幅上升;地下水位与开采量关系不明显,但与区域累计超采量有显著的相关关系,地下水累计超采量每增加1.0亿m3正定农业区地下水位下降6.4 m、藁城农业区下降7.3 m。随降水量的增大,农业区开采强度呈幂函数减少趋势,地下水补给量呈幂函数增长趋势。农业开采减少趋势线和地下水补给增加趋势线的交会点为地下水系统平衡点,在平衡点左侧的年份地下水系统处于负均衡状态,离平衡点越远地下水位下降幅度越大;在平衡点右侧的年份地下水系统处于正均衡状态,离平衡点越远地下水位上升幅度越大。研究成果可为区域地下水开发利用提供理论指导。     

海河流域平原区浅层地下水超采量估算

收集整理了海河流域平原区浅层各省市几种来源的地下水位数据,利用ARCGIS技术,矢量化《华北平原地下水可持续利用图集》作出1959年、1984年、2005年6月地下水等水位图,利用《中国地质环境监测地下水位年鉴》2005年-2013年末及2005年6月数据,计算了时段变化率,推算出2005年-2013年地下水等水位图,并利用"华北平原地下水演变机制与调控项目"地下水位数据对估算水位进行检验,说明推算的地下水位分布是可靠的,进一步结合地下水开采漏斗和含水层给水度对超采量进行了估算。计算结果表明,1959年-2013年,海河流域平原区浅层地下水累计超采979.45×10~8 m~3,水位平均下降9.62m。其中1959年-1984年年均超采16.34×10~8 m~3,水位平均累计下降3.93m、年均下降0.141m;1984年-2005年年均超采21.21×10~8 m~3,水位平均累计下降6.28m、年均下降0.299m;2005年-2013年年均超采15.67×10~8 m~3,水位平均累计下降1.05m、年均下降0.131m,2010年以后已呈平稳状态。超采漏斗主要存在于山前地区且用水量较大的城市,尤以子牙河平原西部石家庄、邢台一带最为严重。     

新疆玛纳斯河流域典型剖面地下水位动态分析

新疆玛纳斯河流域是水资源开发力度较大、经济发展水平较高的地区。对玛纳斯河流域13眼监测井组成典型剖面的2010年-2014年监测数据进行趋势性分析得出,整个监测剖面地下水位呈持续下降趋势,上部冲洪积平原单一潜水区地下水位下降速率为0.65~0.83m/a(平均0.74m/a);中部潜水溢出带地下水位下降速率为1.12m/a;冲积细土平原区上部、下部地下水位下降速率分别为0.59~3.07m/a(平均1.77m/a)和0.35~3.98m/a(平均2.41m/a);地下水位年下降速率由上游至下游呈增大趋势。在年内变化上,冲洪积平原单一潜水区埋深变化为"降-升-降";潜水溢出带及以北区域为"升-降-升"。地下水动态类型除上部冲洪积平原单一潜水区为入渗-径流型外,潜水溢出带至冲积细土平原区均为开采型。区域地下水位持续下降使现状地下水埋深(5.89~67.46m)远大于6.0m荒漠化临界埋深,生态环境面临恶化。通过对石河子市、玛纳斯县水资源利用分析得出,地下水位持续下降的因素是地下水超采、区域水资源高效利用使地下水补给量减小双重作用下形成的。提出必须科学规划用水,缩减灌溉面积和地下水开采量,开展生态补偿机制,使流域经济社会可持续发展。     

虚拟水贸易战略对河北省地下水压采的贡献机理

河北省是我国地下水超采较为严重的地区之一,省内农业用水占区域用水总量的70%左右,成为地下水超采的主要原因。控制农业用水是缓解地下水超采的必然选择。结合对河北省地下水超采现状和原因的分析,引入了虚拟水贸易战略,并分析了其对河北省农业需水量的影响,在此基础上为河北省设定了两种粮食输入的情景,发现当河北省输入粮食产量为30%时,2020年河北省农业用水量将减少106.5亿m3;分析了虚拟水贸易战略对地下水压采的影响路径,提出区域实施虚拟水贸易的对策建议。     

一个贫水地区的“律师崛起梦”——张家口市坝上地区推进农业高效节水的实践与探索

张家口坝上地区（含4县2个管理区）位于河北省西北部．是京津地区的一道生态屏障．也是环首都贫困带的重要组成部分。该区域生态环境脆弱．水资源严重匮乏．人均占有量不足全国人均水平的1／5。长期以来,由于对地下水资源的过度开采．致使地下水位以年均2-5m的速度下降．超采量达5000万m,。面对严峻形势．张家121市果断调整思路．从可持续发展战略出发．在坝上地区全面推行农业高效节水．率先打造了全国农业高效节水高标准示范区。自2011年全力推动农业高效节水以来．高效节水灌溉面积达66万亩．占有效灌溉面积的75％．彻底扭转了地下水位逐年下降的趋势．水位累计回升0．45m。这一探索．得到了国务院原总理温家宝、政协原主席贾庆林和水利部及省委、省政府主要领导的充分肯定。我们的做法．主要集中在“四从”上。     

甘肃省武威市农业节水灌溉再发展对策探讨

武威是一个农业市，农业生产完全依赖于灌溉，全市可供水量的94％都用于农业．但水资源不足已成为农业生产再发展的严重制约因素，目前，全市农业缺水0．8亿m3～1．0亿m3，为了维持立常生产＿不得不靠超采地下水来维持，全市年超采地下水1．0亿m3－1．4亿m3，且缺水危机仍在日益加剧。水资源严重不足的现实决定了武威市农业生产再发展必须走节水型灌溉农业的路子。1农业节水的潜力所谓节水农业，就是要在用水目标和用水效果没有降低的情况下，通过提高水的有效利用率把无效耗水和水的浪费减少到最小程度。武威市传统的农业用水方式是比较粗…     

河北省井灌区灌溉用水与耗能变化规律研究

开展农业灌溉节水、节能研究既是支撑区域农业可持续发展必然要求,也是支撑国家节能减排承诺的具体实践。受农业节水、地下水位下降的影响,河北省井灌区灌溉用水和灌溉耗能之间关系复杂,分析了1980-2015年河北省井灌区灌溉用水、灌溉耗能、地下水位变化等规律,得出以下结论:(1)地下水埋深与提取单方水耗电量呈幂函数关系,地下水埋深越大,地下水位下降带来灌溉能耗的增加幅度越来越大;(2)由于地下水位下降,每度电可开采水量从1980年的8m~3减少到2015年的0.9m~3,相比1980年2015年灌溉水量减少了13亿m~3,但是灌溉能耗增加了131亿kW·h。(3)1997年后由于灌溉水量减少而降低的能耗不足以弥补地下水位下降增加的能耗,由此导致1998-2015年每公顷灌溉能耗额外损失为20 850kW·h。本研究对指导河北省农业灌溉水-能关系协调发展提供有益的参考。     

河北平原深层地下水开采程度评价

通过对河北平原深层地下水水头(埋深)多年动态分析,结合地质环境问题现状,评价了深层地下水开采程度,认为占河北平原面积60%以上的区域内,深层地下水处于严重超采状态,这一结论为实施最严格水资源管理提供了参考依据。最后,从节水、调整开采层位、调水、调蓄和污水资源化等方面提出了缓解地下水超采的对策建议。     

玛纳斯河流域山前平原区地下水资源动态变化分析

地下水是玛纳斯河流域山前平原区的主要供水水源,该区内地下水资源动态变化的研究对于指导当地水资源合理开发利用以及生态环境保护具有重要意义。在收集流域多年研究资料的基础上,通过水均衡法评价了地下水资源量和构成,剖析了地下水资源及地下水位动态变化特征及其驱动力。结果表明:(1)自20世纪80年代以来,地下水均衡状态由正均衡演变为负均衡,地下水储存量在逐渐减少;地下水资源构成发生了变化,河道渗漏补给量、田间灌溉入渗量及渠系渗漏补给量占总补给量的比例分别由20世纪80年代的23.69%、12.03%、37.74%降低为21世纪10年代的18.36%、11.46%、36.91%,人工开采量占总排泄量的比例增加了42.94%;(2)地下水位动态监测资料表明,地下水位年内动态与河流流量、农田灌溉及地下水人工开采紧密相关,年际动态表明地下水位在过去21年内呈下降趋势,且冲洪积扇地下水位下降速率大于细土平原;(3)渠系硬质化、大面积引河水灌溉以及人工开采的增加是地下水资源量组成改变和地下水位下降的主要驱动力。该研究为玛纳斯河流域地下水资源合理开发利用提供了支持。     

吐鲁番盆地平原区地下水控制性指标研究

为了解决吐鲁番盆地地下水水位变化引发的生态环境问题,本文基于吐鲁番盆地地下水补给、径流、排泄特征,利用pearson相关分析法和标准化系数分析了各因素对地下水位的影响特征,提出了吐鲁番盆地平原区地下水水量水位控制指标.结果 表明地下水开采量、田间灌溉入渗补给量和渠道渗漏补给量对地下水位的影响较大,并且确定了地下水开采量...     

现代灌溉水肥调控原理与技术研究进展

我国一般年份农业缺水约300亿m~3,农业水肥利用率主要指标相当于国际先进水平的60%～70%,农业缺水和面源污染问题日益突出,严重影响国家粮食安全和生态安全。本文综述了创新团队在现代灌溉水肥调控原理、技术与模式等方面所开展的研究工作进展。通过多年的研究,发展了现代灌溉施肥变量调控理论方法,提出了精量滴灌水肥高效调控技术、变量喷灌水肥高效调控技术、精细地面灌溉水肥高效调控技术等关键技术,构建了东北粮食主产区覆膜滴灌水肥精量调控技术模式、华北地下水超采区灌溉水肥高效调控技术模式和西北干旱区滴灌水肥盐协同调控技术模式,节水、增产和节肥效益十分显著。     

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。     

武威盆地不同土地利用类型下的地下水位时空动态分析

采用ArcGIS中UK法,研究了西北干旱内陆区石羊河流域中游武威盆地1983-1999年的地下水位变化.计算结果表明：该地区地下水位分布由西南向东北递减,且在20世纪90年代其地下水位的下降趋势明显.并在此基础上,分析比较了农耕地、河流边缘、城镇、沙漠边缘、草地、林地等6种不同的土地类型在这近20年的地下水位埋深变化及其年均降幅.结果表明,不同土地类型的地下水位埋深的年均降幅并不相同,依次是：城镇最大;农耕地和草地次之;沙漠边缘和河流边缘地区较小;林地最小.     

Water Balance within Intensively Cultivated Alluvial Plain in an Arid Environment

The Tuoshigan–Kumalake River alluvial plain is an oasis located in the Tarim River Basin of Xinjiang, China. Large water consumption reduces the discharge and jeopardizes the ecosystem of the lower reaches of the Tarim River. Therefore a recent regulation is enacted to limit water use in the plain. The objective of this paper is to investigate the hydrological cycle inside an intensively cultivated plain at upstream Tarim River. A conceptual water balance methodology was used for evaluating groundwater movement among riverway, irrigation ditches, irrigation area and non-irrigation area, based on the recorded water diversion. Results show that both irrigation area and non-irrigation area are supported by the water from river way in hyper-arid environment. Irrigation area is supported by surface water through canal system and non-irrigation area is supported by groundwater from canal loss and irrigation area. Nearly half of the water in the non-irrigation area comes from the irrigation area in the form of groundwater. This indicates that water supply of natural plants relies on the water from agricultural ecosystem. Tight water connection between irrigation area and non-irrigation area suggests that natural ecosystem needs to be considered in agricultural management in arid environment.     

Estimation of Groundwater Recharge from the Rainfall and Irrigation in an Arid Environment Using Inverse Modeling Approach and RS

Quantifying recharge from agricultural areas is important to sustain long-term groundwater use, make intelligent groundwater allocation decisions, and develop on-farm water management strategies. The scarcity of data in many arid regions, especially in the Middle East, has necessitated the use of combined mathematical models and field observations to estimate groundwater recharge. This study was designed to assess the recharge contribution to groundwater from rainfall and irrigation return flow in the Mosian plain, west of Iran. The Inverse modeling approach and remote sensing technology (RS) were used to quantify the groundwater recharge. The recharge for steady–state conditions was estimated using the Recharge Package of MODFLOW. The land-use map for the research area was produced using remote sensing and satellite images technology. According to results, groundwater recharge from the rainfall and irrigation return flow was at the rate of 0.15 mm/day. The recharge to the groundwater from rainfall was about 0.08 mm/day (10.8 % of total rainfall). The average of groundwater recharge contribution in the study area was about 0.39 mm/day that include 15.2 % of the total water used in the irrigated fields. We can conclude that irrigation water is the most important resource of groundwater recharge in this area, consequently, it should be integrated into relevant hydrological models as the main source of groundwater recharge.     

平原漏斗区高效生态含水层补给技术研究

针对中国黄泛平原井灌地区地下水超采引起的大面积地下水漏斗问题,选择山东省临清市项目区,利用土壤水动力学、水力学和地下水动力学等相关理论,实施了地下水回灌工程对技术方案和参数进行设计,计算其回灌效果。通过计算结果可知,该回灌工程在7 d的引水过程中,增加了52 310.82 m~3的地下水补给量,占地下水补给总量的60.7%。野外回灌系统流速监测和示踪试验表明,该工程设计方案可行。在原沟渠渗入补给的基础上,该种明沟—暗管—竖井回灌补源工程增加了地下水补给量,对地下水漏斗恢复和旱涝碱综合治理具有重要作用。