海河平原区地下水累计可恢复超采量评价

地下水累计可恢复超采量评价对于地下水超采态势评判和超采综合治理实施都具有重要意义。本文以海河平原区为研究对象，提出超采量评价方法，旨在客观准确评价地下水累计可恢复超采量。针对浅层地下水超采量，提出生态临界水位作为传统“水位动态法”评价浅层地下水超采量的临界水位，据此得到研究区1959-2019年累计浅层超采量为869亿m³；针对深层地下水超采量，提出“不可恢复超采量”评价指标，采用地面沉降体积法评价深层地下水超采量，根据地面沉降体积计算深层承压含水层系统压密释水量体积，据此估算1970-2019年深层累计超采量为756亿m³；通过建立的一维非线性压密释水数值模型，模拟了深层承压含水层系统压密释水过程，计算得到非弹性压密释水量，评估研究区累计不可恢复超采量为558亿m³。因此本文认为，自1960年代以来，海河平原区地下水浅层和深层累计超采量1625亿m³，其中可恢复的超采量仅为1067亿m³。该研究结果可为未来地下水回补水量和南水北调规划调水量的确定提供参考。     

灌浆工程中水泥水溶性铬（Ⅵ）对地下水的影响

水泥因其较好的综合性能而广泛应用于灌浆工程中，但多数水泥存在水溶性铬（Ⅵ），可通过施工活动直接带入地表水及地下水中。本文分析了水泥中铬（Ⅵ）的现状，并以某大（2）型水库帷幕灌浆工程为对象，进行了地下水水质调查，结果表明：（1）采用水溶性铬（Ⅵ）含量为2.39 mg/kg的水泥产品进行灌浆，可引起周围地下水水质超标，超标持续时间随地下水更新速度变化，长可达2个月；（2）含铬（Ⅵ）水泥是一种灌浆过程中持续性、硬化后间断性的地下水铬（Ⅵ）污染源，以含铬（Ⅵ）水泥作为主要原材料进行大范围灌浆，存在对地下水造成污染的风险。     

地表水与地下水耦合模型开发与验证!

鉴于研究地表水与地下水的相互作用及其分布规律可为"海绵城市"建设提供依据,对地表水与地下水的耦合模型进行了开发,在浅水模型的基础上增加地下水模块,并在连续性方程中添加源汇项,实现地表水与地下水垂向上的耦合,同时选用Green-Ampt模型计算地表水的下渗量。通过算例分析,将模型计算结果与数值试验及预期值进行对比,验证了模型的可行性。     

煤炭地下气化特征污染物迁移行为探测

煤炭地下气化潜在的地下水污染风险,是煤炭地下气化产业化的关键技术及瓶颈技术。采用直接钻探法对我国首个钻孔式地下气化炉进行了燃空区探测,并对不同气化区域的煤、岩、半焦、灰渣样品进行了取样。开展了探测样品的浸出实验,研究了浸出液中特征气化污染物及污染指标挥发酚、氨氮及COD的迁移范围及迁移特征,探讨了污染物的迁移路径。研究结果表明,特征污染物的迁移主要发生在中心气化区内,挥发酚及氨气在煤层顶板内发生了垂直向上的迁移,煤层顶板垮落带及裂隙带是污染物迁移的主要通道。污染物向底板岩层渗透迁移的倾向极低。在气化边界区域,煤层顶板内没有形成污染物迁移通道,未发现污染物向围岩的迁移。气化煤田的科学选址是煤炭地下气化地下水污染防治的重要环节。     

基于FEFLOW的地下水环境影响评价研究

运用FEFLOW有限元地下水模拟软件，对某条件下地下水环境进行了评价研究。根据水文地质条件、地质条件，建立了数学模型以及水文地质概念模型，利用FEFLOW数值模拟软件研究了地下水流场、分层的均衡性、潜水埋深、潜水水位，研究得出:在矿井开采与某水源开采的条件下，形成了以某水源地为中心的大范围降落漏斗，从而造成潜水位下降程度相近；矿井抽水造成的潜水位下降和水源地抽水影响相比并不明显；2种方式的开采造成潜水埋深大幅度增加，导致了评价区域内潜水获得的蒸发量和大气降水入渗补给量明显降低，研究为类似工程条件下地下水环境影响评价提供一定的借鉴意义。     

陕北沙漠区浅埋厚煤层开采潜水位及生态响应

煤炭开采造成上覆岩层破裂、移动，破坏了矿区含（隔）水层结构，改变了地表水及地下水循环演化状态，对浅表层生态环境造成严重影响，引发一系列环境地质问题。为深入研究沙漠地区厚煤层开采给潜水位及生态环境造成的影响，以毛乌素沙漠金鸡滩矿为例，对水文地质条件进行了研究，采用数值模拟的方法，模拟了沙漠区厚煤层开采潜水位的变化，并通过采动潜水位监测数据验证了预测结果。调查分析了研究区及周边地表生态环境现状，预测采后潜水位基本满足植物生长需求，对生态环境影响不大。     

守住青山绿水,遏制污染毒瘤

峰林平原是我国南方山水的典型代表,其特殊的岩溶地貌类型具有珍稀性和不可替代性,是具有较高的旅游价值的地质景观。但是由于特殊的水文地质结构和强烈的人类活动,峰林平原区的地下水污染问题十分突出,严重影响了地方的旅游产业和经济发展,对当地居民的身体健康产生巨大威胁。本文简述了峰林平原水文地质结构特点、污染现状、成因及危害,提出了一系列从源头上解决峰林平原区地下水污染的对策建议。     

CO2对油田地下水环境中Q235钢和X70钢腐蚀行为的影响

为了探明辽河油田地下水环境中CO₂对Q235钢和X70管线钢的腐蚀规律,采用动电位极化技术及交流阻抗技术研究了不同CO₂浓度对该环境下两种钢腐蚀行为的影响,并利用光学显微镜对试样腐蚀界面进行表征。结果表明:随着CO₂浓度的增加,Q235和X70钢的交流阻抗图谱的半径均减小,腐蚀电流密度增大,腐蚀坑数量、深度和面积都增加,腐蚀敏感性增大。在低浓度CO₂环境下(CO₂含量为10%时),Q235钢的腐蚀敏感性比X70钢更高;而在高浓度CO₂环境下(CO₂含量为20%、40%、60%时),Q235钢的腐蚀速率反而较小,耐腐蚀性更好。     

温度对生物净化滤柱中氨氮、铁、锰去除效果的影响

温度是生物净化滤柱运行的一个重要参数，采用生物净化滤柱处理模拟含氨氮、铁、锰地下水，考察水温从约25℃降到约6℃过程中氨氮、铁、锰的去除效果。结果表明，出水氨氮、总铁、锰的浓度分别低于0.15mg/L、0.1mg/L、0.05mg/L，均低于国家标准。出水总铁、锰均未受到水温下降的影响，但是出水氨氮浓度逐渐从约0.02mg/L升高到约0.12mg/L。进一步分析发现，铁主要在滤层的0~0.4m段去除，去除效果没有受到水温变化的影响。氨氮、锰主要在滤层的0~0.8m段去除，其沿程浓度均随水温降低而明显升高。氨氮、锰的生物去除符合一级动力学反应，水温为24.6℃、15.3℃、6.7℃时，两者的动力学常数k分别为0.154min^-1、0.186min^-1，0.143min^-1、0.175min^-1，0.103min^-1、0.163min^-1；半反应时间t_1/2分别为4.51min、3.72min，4.83min、3.96min，6.72min、4.24min。随着试验水温的降低，氨氮、锰的去除效果明显受到影响。     

海藻酸钙固定化零价铁抗团聚及堵塞的作用机制

以海藻酸钠（SA）、氯化钙、微米零价铁（MZVI）为原料，制备了海藻酸钙（CA）固定化MZVI填料（CAZ），通过静态烧杯实验和动态PRB模型实验，探讨了CA运用对Cr(Ⅵ)的去除性能的影响，并通过电镜扫描分析了CA避免团聚、堵塞机制。实验结果表明，CA凝胶颗粒的运用能显著提升MZVI的除Cr(Ⅵ)性能，CAZ相比MZVI对Cr(Ⅵ)的去除率和反应速率分别提升7.1倍、23.0倍；MZVI利用率的提高是CAZ反应器处理Cr(Ⅵ)水量显著大于MZVI反应器的主要原因，MZVI反应速率的提高是CAZ反应器出水Cr(Ⅵ)浓度显著低于MZVI反应器的主要原因。电镜扫描结果表明，SA与氯化钙交联形成的CA具有丰富的骨架孔道结构，具有骨架支撑作用，能有效克服MZVI颗粒因重力作用导致团聚、降低比表面积的缺陷。CA表层固定的MZVI颗粒与Cr(Ⅵ)反应生成的(Fe_xCr_1-x)(OH)₃ 络合沉淀会冲破CA表层外壳，释放到零价铁-渗透反应墙（Fe⁰-PRB）系统中，导致PRB反应初期出现堵塞现象；大部分MZVI颗粒被固定在CA内部，CA内部有较多孔隙结构，这些孔隙结构会控制(Fe_xCr_1-x)(OH)₃ 络合沉淀释放，从而缓解了Fe⁰-PRB后期长期运行持续堵塞的问题。