地下水典型连通示踪模型的数值模拟

地下水连通示踪试验总是直接体现地层中强导水带（区）的介质和水动力特征，包括强导水带（区）的结构特征、地下水渗流速度和弥散度等。通过建立地下水连通示踪试验4类20个代表性的地质模型，并用Visual MODFLOW模拟它们的示踪剂运移过程及对模拟结果进行分析，总结出了地下水连通示踪试验的适用条件，给出了示踪剂使用量、观测周期的建议值，获得了地下水连通示踪曲线的一般规律，这对地下水连通示踪试验的实施及示踪成果的解译具有一定的指导意义。     

源头地下河系统岩溶水文地质特征初探

经调查研究认为源头地下河系统汇水面积13.25 km2,主要发育于岩溶发育的D2d、D3r地层中,主干段长度4.5 km,源头岩溶水系统岩溶地下水主要由南东向北西、由两侧向中间地下河主管道径流汇集。主干地下河的侧支径流地下河或岩溶径流管道有蚂拐岩地下河、天河玉———大浪———响水岩北侧径流管道、天井南西侧径流管道、岩山咸———源头径流管道,同时对该地下河系统的补径排条件、边界条件、地下水赋存条件等进行了分析。     

河流水团示踪试验数据分析的双站直线解析法

本文提出了一种分析瞬时投放示踪剂条件下的一维河流水团示踪试验数据的新方法.该方法利用2个观测断面的示踪剂浓度观测数据,确定河流纵向离散系数、河流断面平均流速与释放参数等水质参数,并能够根据一级反应速率常数的计算结果判断示踪剂是否为惰性.通过实例应用表明,与利用直线图解法确定河流纵向离散系数相比较,新方法不仅能同时分析2个断面的观测数据,能够在预先不知示踪剂是否为惰性的情况下进行判断,而且具有计算结果可靠,计算过程比较简单、易于应用等特点.     

荧光示踪法在水库渗漏勘察中的应用

在高山峡谷的岩溶地区建设水库工程,岩溶渗漏问题是水库渗漏的主要问题,渗控处理是工程建设的重要工程地质问题之一。示踪试验用于初步查明岩溶系统发育特征并证明系统之间的连通性,可作为分析岩溶渗漏的重要技术手段。本次试验选用萤光素为示踪剂,采用国产F96C型荧光分光光度计作为检测仪器,在KS4地下水出口成功检测到最低含量为0. 7PPb的荧光素示踪剂。根据示踪试验结果,以KS4示踪曲线为例,解译了上坝洼地—KS4的流场类型为存在额外输出型,该系统上游区为管道流场、下游区为脉管并联溶隙流场,经过建设施工进一步证实KS4系统的存在,经过地下工程开挖对KS4系统的探测,发现该系统平面上分别有东北支和南支两条支脉,证明前期流场类型与结构的解译基本上正确,说明荧光示踪法的有效性,在岩溶高原水库中可以作为水库建设前期调研的一种廉价、有效示踪手段,广泛使用。     

地下水连通试验资料的整理和分析

地下水连通试验的应用比较广泛,但有关地下水连通试验资料整理和分析的论述较少。本文通过地下水连通试验,进行定量分析,根据实际资料整理成示踪剂浓度随时间变化的曲线,利用这个示踪曲线可分析地下水通道展布规律;测算地下河的流量,计算地下过水通道系统的体积。该成果对水工建筑物的渗漏评价,确定地下水来源、去向及边界条件,对地下水污染源的鉴别都具有一定的现实意义,并可为城市给水排水的设计提供依据。尤其对岩溶地区地下水连通试验的资料整理更有实际意义。     

示踪试验在一把伞水库水文地质勘察中的应用

一把伞水库是文山市马关县拥有11个溶洼库区的天然季节性水库，水库的封堵成库不仅可改善当地的生态环境，也可为当地居民提供水源以缓解生产生活用水困境。研究区岩溶发育，地下河管道错综分布，并串联了各岩溶洼地。为了探究库区地下河管道走向和分布规律，开展示踪试验，选用荧光素钠和罗丹明作为显色示踪剂，利用Qtracer2软件对各示踪路径的水文地质参数和地下管道规模参数进行估算。结果表明：主管道YBS01-YBS05和南支管道YBS03-YBS05储水丰富，分别为79 060 m³和72 546 m³。大马固水库北部地下河入口YBS01和YBS02具有水力联系，并证实了南支管道受到东北向压扭性断层F₃的阻挡与主管道无水力联系。研究成果为一把伞水库的堵洞成库提供了重要支撑，也可为一把伞水库库容计算提供基础资料。     

分析河流水团示踪试验数据的改进直线图解法

文中对作者原提出的分析一维河流水团示踪试验数据，确定河流纵向弥散系数Ｄ和河流平均流速的直线图解法进行了改进。与直线图解法相比较，改进方法具有：１）．在示踪剂一级反应速率常数Ｋ１为未知的情况下仍可以应用，进一步拓宽了水团示踪试验的适用范围；２）．在原始数据处理过程中，避免了计算浓度的差商值，可能会提高参数计算结果的精度等特点．     

多元连通示踪试验研究地下水流场的一个工程实例

地下水连通示踪试验是综合分析系统的介质场和势场特征来获取该系统天然流场水动力属性的示踪探测方法。文章介绍了同时使用氯化钠、碱性荧光红8B和钼酸铵3种不同性质的示踪剂（通常只使用单一的示踪剂）对贵州某重化工基地的喀斯特地下水流场实施的4次连通试验,试验较为成功地查清了该基地的喀斯特水文地质情况。该项试验复杂、范围大、精度高,可以视为多元连通示踪试验的一个典型范例。     

分析河流水团示踪试验数据的改进直线图解法

文中对作者原提出的分析一维河流不团示踪试验数据，确定河流纵向弥散系数Ｄ和河流平均流速煌直线图解法进行了改进。与直线图法相比较，改进方法具有：（１），在示踪剂一级反应速率常数Ｋ１为未知的情况下仍可以应用，进一步拓宽了水团示踪试验的适应范围；（２）在原始数据处理过程中，避免了计算计算浓度的差商值，可能会提高参数计算结果的精度等特点。     

示踪法对小浪底坝区绕坝渗漏通道的研究

小浪底水库运行以来,左坝肩的渗漏水量偏大,当库水超过235 m高程时,排水量急剧增加.将库水中D,18O,3H作为"事件"示踪剂,用来进行绕坝渗流场及渗漏通道的调查,配合人工示踪、连通试验等方法,查清渗漏水补给来源、渗漏层位等.天然示踪试验和连通试验证实:左坝肩帷幕下部的T3-11中存在强渗漏,库水入渗到T14,T13-1透水层,然后通过F28,F235,F238等断层补给到深部的T13-1,最后由揭露该地层的30#排水洞排出.     

Simulation of rainfall-underground outflow responses of a karstic watershed in Southwest China with an artificial neural network

Karstic aquifers in Southwest China are largely located in mountainous areas and groundwater level observation data are usually absent. Therefore, numerical groundwater models are inappropriate for simulation of groundwater flow and rainfall-underground outflow responses. In this study, an artificial neural network （ANN） model was developed to simulate underground stream discharge. The ANN model was applied to the Houzhai subterranean drainage in Guizhou Province of Southwest China, which is representative of karstic geomorphology in the humid areas of China. Correlation analysis between daily rainfall and the outflow series was used to determine the model inputs and time lags. The ANN model was trained using an error backpropagation algorithm and validated at three hydrological stations with different karstic features. Study results show that the ANN model performs well in the modeling of highly non-linear karstic aquifers.     

西南岩溶区典型地下河流域地下水脆弱性评价

以贵州省四方洞地下河为例,将影响该区地下水脆弱性的6个主要因素,即出露地层、地下水埋深、石漠化程度、植被覆盖率、土层厚度、岩层产状,作为评价该区地下水脆弱性的指标,对这6个指标实际值进行量化,用层次分析法确定各指标的权重值,建立各评价指标实际值及其权重值与地下水脆弱性的函数关系式,以量化单个点(小区域)的地下水脆弱性,最后用Arcview3.2的空间叠加分析功能,完成对四方洞地下河流域地下水脆弱性的评价。     

Assessing Groundwater Contribution to Streamflow of a Large Alpine River with Heat Tracer Methods and Hydrological Modelling

The contribution of groundwater to streamflow in Alpine catchments is still poorly understood, despite the fact that it may heavily impact hydrological balance and stream habitats. This paper presents the results of a field campaign based on experiments with heat tracer methods to assess the hyporheic flow during the low‐flow period of a large Alpine river in Italy. These measurements were employed to validate a distributed hydrological model that can be used to asses river–groundwater interaction in both low‐flow and high‐flow conditions. The results show that groundwater may have a relevant role during low‐flow periods, by increasing river discharge and during floods, by subtracting direct run‐off that is stored in river banks. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

开阳南江大峡谷岩溶地下水补径排研究

贵州开阳南江大峡谷景区岩溶地下水资源丰富,为独特的岩溶峡谷喀斯特地貌,为了查明该区地下水径流特征,特开展此次研究。在野外1∶10 000水文地质调查的基础上,通过水文地质剖面,结合NaCl示踪试验以及13组地下水样的水化学离子与总溶解性固体(TDS)测试结果进行综合分析,分析研究区地下水补径排特征。结果显示:(1)区内地下水的补给主要来自于大气降水与地表水,具有就地补给、就近泉点排泄循环的特点;(2)兰家寨段地下水受构造控制强烈,火龙潭(SQ2)上升泉同时作为F2断层两盘地下岩溶水的排泄点;(3)梯子岩泉作为断裂带泉也接受顶部洼地与落水洞处地表水的补给,并且存在一条地下岩溶管道;(4)大新场-屯上段鱼梁河与白安河同时作为峡谷两岸的排泄基面,不存在水力联系;(5)坡顶上-老河沟段之间地层的凸起转折对SW向与NE向地下水具有分流作用,构成地下水分水岭并使NE向地下水向老河沟方向径流。研究成果可为该区域供水提供地质依据。     

地下水补给对河流污染物浓度衰减过程的影响

在许多河流的上游或者在河流的枯水季节,地下水的补给作用对河流水质有着重要影响.用以忽略弥散的一维水质模型为基础的、考虑地下水补给影响的新的水质模型解析解,讨论其在地下水与河流之间无水量交换和河段起始段面上游没有来水两个特定条件下的数理意义和论证该解析解的正确性.通过对比新解析解和不考虑地下水补给的经典解,讨论点源与线源之间的内在联系和本质区别,论证新解析解不是经典解的简单迭加.利用新解析解,定量研究了地下水补给强度对河流污染物浓度沿河衰减过程的影响规律.以安徽省境内颍河为例,利用实测数据研究地下水补给对河流污染物浓度的影响程度;研究表明,在枯水季节,忽略地下水补给的作用,将导致水质模型计算误差的理论值达到9.3%.     

Hydrochemistry of the hyporheic zone in salmon spawning gravels: a preliminary assessment in a degraded agricultural stream

Hydrochemical changes were monitored in a simulated, sea run salmon redd in a small agricultural stream in northeast Scotland following the 1998–1999 spawning season. Immediately after redd construction, the hydrochemical characteristics of hyporheic water, at depths of 0.1 m and 0.3 m, were very similar to stream water. These apparently well‐mixed waters were alkaline, well‐oxygenated and enriched in nutrients. In the weeks and months following redd construction, clear and statistically significant differences in the chemistry of stream and hyporheic waters were observed. Typically, hyporheic water had lower concentrations of dissolved oxygen (mean 7.35 mg L^?1 at 0.3 m depth) than stream waters (mean=11.26 mg L^?1). Alkalinity, calcium, sulphate and conductivity levels tended to be higher in hyporheic waters, with concentrations increasing with depth. These data implied an increasing influence of groundwater with depth in the hyporheic zone following redd construction; an inference supported by subsequent hydraulic head measurements, which revealed an upwards groundwater flux in the stream bed. However, groundwater–surface water interactions were dynamic and complex: road salts eluted into the stream during periods of snowmelt simulated tracer experiments that implied that a reversed hydraulic gradient may occur at high flows with deeper streamwater penetration and mixing in the hyporheic zone. High flows also result in the mobilization of fine sediments from the stream bed which subsequently infiltrated into spawning gravels. These appear to cause ‘capping’ of redds and probably reduce the hydraulic conductivity of the redd matrix. Infiltrating sediments also contain a small, but probably important organic component, the decomposition of which may contribute to oxygen consumption and nutrient mineralization in the hyporheic zone. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

地温示踪技术在地下水科学中的应用研究进展

对含水层流场与温度场耦合作用原理及地温示踪技术在地下水科学中的应用进行评述,总结了地温示踪技术在前沿地下水科学中的应用进展:①探究地表暖化-地下水流动对地温的影响;②计算含水层水文地质参数;③解析滨海含水层地下水循环过程。温度示踪法具有低成本、无污染、易于连续观测等优点,在地下水科学研究中具有广阔的前景,但利用温度示踪技术解析地下水科学问题目前仅适用于各向同性含水层,关于地下水气相和固相的交互过程中温度变化的研究亟待加强。     

基于MODFLOW模型滹沱河傍河地下水源地保护区划分

科学合理地划分地下饮用水源地保护区,能够以最精准的范围和较低的经济成本来预防水源受到污染。基于MODFLOW模型对石家庄市滹沱河新调整的地下水源地的地下水流场进行模拟计算,采用MODPATH计算了2种不同工况下示踪粒子反向运移100和1 000 d的运移轨迹。结果表明,2种工况下示踪粒子在100 d末的平均运移距离分别为0.54和0.49 km;示踪粒子在1 000 d末的平均运移距离分别为6.1和5.6 km。此外,还分析了入渗场使用条件下地下水流场的变化。分析2种工况的计算结果表明,水源地的抽水井概化成井群时,示踪粒子反向运移的轨迹几何形状更加规则,且迁移距离相对较短。同时,考虑到入渗场补水情况,故将整个入渗场范围纳入一级保护区。     

鄂尔多斯高原地下水固碳能力研究

利用不同深度地下水的二氧化碳含量,结合粒子示踪技术确定不同深度地下水的循环量,对鄂尔多斯高原地下水的固碳能力进行了估算。结果表明,浅层地下水二氧化碳含量为0.02～6.45 mg/L,中、深层地下水不含二氧化碳;浅层地下水的循环量占总循环量的82.4%,中、深层地下水的循环量占总循环量的17.6%;鄂尔多斯高原地下水的固碳能力约为2 470 t/a。     

北京市地下水环境分层监测和专项监控网的建立

由于城市化进程加快,地下水开采的增大和越来越突出的地下水环境问题,原有的地下水监测网已经不能满足新形势的需要。现详述了在过去3年里整合北京地区多家单位地下水监测网的过程。其中,由822眼监测井组成的区域监测网,主要在丰、枯水期对平原区4个含水层组进行监测。由360眼监测井组成的污染源专项监控网,每季度监测一次。新的监测网额外增加了21项有机指标,实现了对地下水环境1∶50000精度的立体监测。介绍了该监测网的运行模式和最新监测成果。