河北省农业灌溉咸水利用机理研究

通过对河北省平原区咸水分布情况、典型区咸水的盐度、碱度计算、咸水灌溉条件的实验研究、咸淡水混合灌溉技术分析,河北省咸水灌溉矿化度应控制在3.0 g/L以下.在矿化度大于3.0 g/L的咸水区,将两种矿化度不同的灌溉水混合使用,目的是降低灌溉水的含盐量或改变其盐分组成.咸淡水混合灌溉在提高灌溉水水质的同时,也增加了可灌水的总量.结合河北省近年来开展咸淡水混合灌溉实践,在咸水区开展咸淡水混合灌溉,充分利用咸水资源,即减少淡水的开采量,而且对改善地下水超采取的生态环境也发挥了重要作用.     

沧州区域咸水入侵初探

始于70年代的沧州区域地下水漏斗,1990年中心理深已降至82.08m。为判明在新的水均衡条件下是否已发生成水入侵,提供防灾决策依据,我们选择河间市进行了典型调研。方法是对全淡区浅层地下水布点取样进行水化学分析,对深层水利用机井的测井资料研究咸水底界面变动情况。结果表明,河间市全淡区浅层地下水的分布面积因咸水入侵减少22.2％,深层水的咸淡水界面全市平均下移10.69m,沧州漏斗区现已发生碱水入侵。     

波浪辐射应力张量的垂向变化

将垂向考察区域分为波谷以下部分，波谷至平均水面部分以及平均水面以上部分，应用线性波理论，分段推求波浪辐射应力张量沿水深分布函数，通过欧拉坐标变换，建立了任意波向角时波浪辐射应力张量的计算表达式，给出深水及浅水条件下的渐近表达式，讨论了波浪辐射应力张量的垂向变化情况。     

玄武湖沉积物磷形态的垂向变化和生物有效性

采用不同的化学提取法,分析玄武湖西北湖区沉积物中各形态磷、生物可利用磷(BAP)的垂向变化,探讨了各层沉积物中磷的生物有效性。结果表明,沉积物中总磷以无机磷为主,BAP占总磷的20%~52.6%,玄武湖底泥的磷有较好的生物可利用性。不同地点沉积物各磷形态和BAP的垂向变化有较大的差异。1号采样点的总磷、无机磷、铁磷和BAP质量比在沉积0~20 cm处较高,20~40 cm逐渐减小,说明0~20 cm内释磷潜力较大;2号采样点的总磷和无机磷质量比先减小,20~40 cm逐渐增加,而BAP和铁磷质量比随深度增加呈上升趋势,说明2点深层具有较大的释磷潜力。铁磷与BAP相关性较好,这部分磷具有较大的潜在释放风险。     

华北平原山前至滨海区垂向渗透系数空间变异性

以华北平原山前至滨海区为研究区, 选择 8 个钻孔, 利用渗透系数反演公式和改进的 Archie 公式对渗透系数进行计算, 同时充分考虑研究区垂向渗透系数影响因素, 基于随机森林算法和时间序列算法对垂向渗透系数的空间 变异性进行研究。研究结果表明: 渗透系数在垂向上的影响因素主要为沉积环境、地层压力、随机误差三大类, ; 在剔除沉积环境和随机误差的影响后, 渗透系数随深度的增加而不断减小, 山前至滨海区渗透系数对地层压力的敏感性呈逐渐递减的趋势。研究结果可为华北平原农业灌溉、污染物迁移、垃圾填埋场选址及深层地下水资源开发等提供科学依据。     

抽取地下咸水防治海水入侵的物理模拟试验

抽取地下咸水是河口海岸带地区防治海水入侵的可行性措施之一。通过构建室内砂箱物理模型并结合着色技术,分析不同抽咸强度和布井方式下海水入侵咸淡水界面运移规律以及地下水流场演变机制,研究不同情境下抽取咸水对海水入侵的防治效果。结果表明:地下水流场受抽取咸水的强度和布井方式影响,可通过加大咸水抽取强度、优化布井方式,实现抽咸牵引防治海水入侵的最佳效果。固定咸水抽取强度时,远离咸淡水界面进行的叠加井抽水与单井抽水效果相比,并不具备优越性;在海水入侵界面以下咸水体上部抽取咸水,可防止抽咸过程中海水入侵界面向内陆移动,在海水入侵界面近趾端处抽取咸水可以使海水楔趾端更快向海水区回退;保持一定的咸水抽取强度时,在海水入侵界面以下咸水体上部与趾端位置处进行分散式布井,可以达到整体修复滨海含水层的效果。     

黄东海悬浮泥沙浓度的垂向分布特征及其回归模型

以1959年至2006年期间,东中国海域现场调查的24个航次4 813组悬浮物(泥沙)浓度数据资料为基础,采用相关分析和回归分析等方法,研究了东中国海域悬浮物浓度的垂向分布特征,给出了适用于不同季节、不同区域的悬浮物浓度的垂向分布模型.结果表明:悬浮物垂向浓度呈现明显的冬、春季高,夏、秋季低的特征;悬浮物浓度的大小与相对水深相关性良好,而水深对悬浮物浓度的影响则表现在其垂向梯度变化方面:垂向浓度梯度在长江口至杭州湾一带的河口区(A类站)呈现出高值,在与海岸线平行的苏北浅滩至闽浙沿岸的近滨区(B类站)呈现中值,外滨(C类站)的广大海域则呈现明显的低值;春、夏、秋、冬四个季节近滨区B类站分布范围分别与10～30m,10～20m,10～20m,20～40m的等深线区域相吻合,其范围的季节变化与黄东海水动力条件的季节变化密切相关.利用悬浮物垂向浓度模型可以由已知的海水表层浓度计算得到不同水层的悬浮物浓度,其有效性检验和拟合结果检验表明,该模型置信度较高,且能够更为有效的预报海水中、上层水体的悬浮物浓度值.     

垂向异重流式水沙分离鳃水沙分离机理浅析

对新形净水装置——垂向异重流式水沙分离鳃的水沙分离机理进行初步研究。在已有的利用加单排鳃片分离鳃对含沙质量浓度为60 kg/m3的浑水进行研究的基础上,对无鳃片普通模型、加单排鳃片模型和加双排鳃片模型在泥沙质量分数为8%~20%的范围内进行了不同含沙浓度浑水中泥沙沉降速度的对比试验,得出3种不同装置中泥沙沉降速度的基本规律。分别从泥沙絮凝的角度和异重流的角度阐述了垂向异重流式水沙分离鳃这一装置可以快速进行水沙分离的机理,并简单论述了垂向异重流的概念。     

白鹤滩竹寿水库坝前垂向水温及影响因素浅析

作为白鹤滩电站移民工程安置点引用水源,竹寿水库是一座以灌溉为主,兼有防洪、发电等综合利用的中型水利工程,以解决包括移民安置点在内的大同乡的农业灌溉用水为主要目标,同时也作为大同乡、景星乡和宁南县城及周边地区生活用水的补充水源。通过对水库水温结构的判定,分析了水库坝前垂向水温与水深的关系及其影响因素。     

东湖沉积物中重金属垂向分布特征及污染评价

为了掌握武汉东湖的水环境状况,以沉积物为研究对象,使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定了不同湖域沉积物柱状样中9种重金属(Cd、Zn、As、Cu、Co、Pb、Mn、Cr、Ni)含量,对重金属元素的垂向分布特征进行了研究,并采用地累积指数法对重金属的污染程度进行评价。结果表明:沉积物中9种重金属元素含量排序为MnCrPbZnNiCuCoAsCd;垂向分布特征为Cr、Ni的含量随沉积物深度增加而增加,Cu、As、Cd的含量随沉积物深度增加而减少。地累积指数评价表明,郭郑湖西岸污染最为严重,汤菱湖最轻,累积较为严重的是Cr、Mn、Cd和Pb,其中Cd和Pb达到中度污染程度。     

华北平原地下水资源承载力评价

华北平原地下水严重超采,并带来一系列资源环境问题,地下水资源承载力的可持续性面临严重挑战。本研究定义了地下水资源承载力的概念,提出了一种定量评价地下水承载力的新方法,并对华北平原地下水承载力进行了评价。结果表明,华北平原地区地下水资源支撑的GDP从2003年的15 608.18亿元迅速提高到2011年的37 584.9亿元,33.3%的地市位于未超采未超载区;华北平原整体及57.2%的地市均位于超采未超载区,已发生地下水超采,但通过提高用水效率,未来社会经济规模仍有发展空间;9.5%的地市位于超采超载区。最后探讨地下水资源的承载力的提高途径,主要包括增加地下水资源可利用量和提高用水效率两方面,其中提高用水效率效果更显著。     

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...     

华北典型地下水大深埋区 潜水层垂向补给特征及其给水度

针对华北平原地下水大埋深区面积大,而其地下水垂向补给特征及含水层给水度认识不足的问题,以河北栾城试验站附近某研究区为典型区,基于大田试验的水循环模拟,量化了地下水补给及潜水层给水度大小,并探讨了地下水垂向补给特点等关键问题。研究表明:研究区在两个丰水年2012年及2013年地下水潜在补给量约为236.6mm和223.5mm,当年实际补给量约为144.1mm和129.8mm,日补给量在0.37～0.40mm及0.33～0.38mm之间;经过厚包气带的迟滞和调节作用,地下水补给过程较为平稳,年际年内差异较小;研究区当前地下水埋深条件下潜水含水层给水度约为0.03。     

华北地区地下水超采治理实践与思考

华北地区地下水超采问题由来已久,长期过量开采地下水给华北地区尤其是京津冀水资源安全带来重大威胁,开展地下水超采治理意义重大。针对华北地区严重的地下水超采问题,首先从水量、水位、影响范围等角度分析了地下水超采现状与形成的原因,剖析了地下水超采引发的资源枯竭、生态与地质环境损害等一系列突出问题,然后总结了近年来国家开展的南水北调受水区压采、河北地下水超采综合治理三年试点、河湖地下水回补等地下水超采治理相关的重大举措,梳理了各项举措采取的具体超采治理措施和目前取得的治理成效,介绍了下一步华北地区地下水超采治理的战略对策和主要措施,最后结合超采治理工作实践,分析了目前华北地区地下水超采治理中面临的若干突出问题,并提出了相关思考与对策建议,为今后地下水超采治理与管理提供参考。     

华北平原地下水中有机物淋溶迁移性及其污染风险评价

根据有机污染物的物理化学性质,估算了91种有机物在土壤中的半衰期和有机碳吸附系数,并分析了这些有机物在土壤中的淋溶迁移性。结果表明：对于所研究的污染物,它们的地下水污染指数与其有机碳吸附系数有着很好的负相关性,这为评价地下水中主要有机污染物的污染指数(淋溶迁移性)提供了简易方法。所评价的91种有机物中,38种具有高淋溶和迁移性,易对含水层造成较大范围的污染。通过分析发现,华北平原区域地下水中主要有机物的检出率与其淋溶迁移性有着一定的相关性。因此,地下水污染指数法的应用将有助于预测有机物对地下水的污染风险。     

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。     

Can Contingent Valuation be Used to Measure the in Situ Value of Groundwater on the North China Plain?

The over-exploited groundwater resources on the North China Plain have caused ecological problems, including lowering of the groundwater table, enlarging the depression zone and land subsidence. The contingent valuation method, a technique that reveals peoples’ preferences, is applied to measure the in situ value of groundwater in order to provide policy makers information on protection and restoration of groundwater in the region. It was found that only 28% of households were willing to pay some amount of money to preserve ground water. The estimated mean willingness to pay for each household was found to be only 1.26 Yuan/m³ annually. The in situ non-use value of groundwater subject to over-exploitation was estimated to be 0.014 Yuan /m³. These amounts are insignificant when compared to the cost of protecting and restoring the groundwater, which are several hundreds times higher than the estimated willingness to pay. While some discrepancy was expected, the extent of this difference was unexpected. Thus, it would appear that the contingent valuation method does not provide an adequate estimate of the in situ value of groundwater on the North China Plain. It is hypothesized that one reason for this result may be the very low income and education levels of respondents in this area. An integrated economic-ecological modeling technique is recommended as an alternative option to the contingent valuation method in this case.     

内蒙古河套平原高矿化咸水分布规律及成因分析

河套平原地下高矿化咸水分布广泛,使得河套地区土壤盐渍化、沙漠化等环境问题突出。因此针对河套平原高矿化咸水水化学类型、分布特征、成因机理进行了调查研究。研究表明:河套平原受地质、氧化、还原因子影响,表现出21种水化学类型,主要以Na+Ca+Mg-HCO_3+SO_4+Cl和Na+Mg-HCO_3+SO_4+Cl型水为主;河套平原地下水呈现出明显的水平分带规律,自西向东由北向南可分出5条高矿化水分布带;高矿化带离子成分主要来源于蒸发-浓缩作用,主要受气候、沉积环境、水文地质条件等因素的影响,而后套平原扇前洼地、黄河北岸和西山嘴高矿化水分布带的地下水则受深层海相沉积地下水的影响。研究结果可为区域水资源合理配置,促进水资源开发利用提供科学依据。     

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。     

华北地区缺水分析

本文以供需分析为基础，探讨我国华北地区未来３０年水资源供求问题。计算结果表明，节水、产业结构调整和污水资源化等措施很难完全抵消需水增长，南水北调是解决缺水的理想途径。