谈济南泉域的雨水利用与地下水补给

针对济南泉域内地下水水位下降和泉水曾经停止喷涌的情况。通过对济南泉域范围内岩溶水系统、济南泉域雨水利用与地下水补给条件分析,总结分析济南泉域雨水利用的条件、方式、工程措施及相关的影响因素,在此基础上提出济南市雨水利用的巨大潜力和雨水补给地下水对于泉水正常喷涌的重要意义,以供参考。     

用于裂隙岩溶含水层回灌的屋面雨水径流水质特性研究

本文以北方地区裂隙岩溶水典型城市济南市为研究区，监测分析了2008年2月至8月降水过程的降雨量、降雨强度，同时对研究区13次天然降水的11项指标与位于裂隙岩溶水直接补给区7次降水形成的屋面径流的28项指标进行检测，识别出屋面径流主要污染物类型，探讨了2008年春季和夏季各次降雨形成的屋面径流中不同污染物随降雨历时、降雨强度和季节的变化规律；分析了径流污染物的来源，并对屋面径流雨水通过井回灌裂隙岩溶含水层用于饮用水的处理方法及效果进行了探讨。济南市屋面水质的研究为济南城市屋面雨水回灌裂隙岩溶含水层提供了依据。     

用于裂隙岩溶含水层回灌的屋面雨水径流水质特性研究

以北方地区裂隙岩溶水典型城市——济南市为研究区,监测分析了2008年2—8月降水过程的降雨量和降雨强度,同时对研究区13次天然降水的11项指标与位于裂隙岩溶水直接补给区7次降水形成的屋面径流的28项指标进行检测,识别出屋面径流主要污染物类型,探讨了2008年春季和夏季各次降雨形成的屋面径流中不同污染物随降雨历时、降雨强度和季节的变化规律;分析了径流污染物的来源,并对屋面径流雨水通过井回灌裂隙岩溶含水层用于饮用水的处理方法及效果进行了探讨。     

李雅庄矿区地下水水化学及环境同位素特征研究

根据李雅庄煤矿水文地质勘查成果,对矿区主要含水层地下水水化学特征进行分析,并利用环境同位素方法进行水体来源研究。结果表明李雅庄矿区各含水层地下水水质存在一定差异;石炭系太原组岩溶裂隙水水质类型单一,与二叠系裂隙水相比,阴离子SO42-含量明显偏低,阳离子Na+含量则明显偏高;奥陶系峰峰组岩溶水水质相对复杂,并呈现出明显的水平分带性;奥陶系上马家沟组岩溶水与峰峰组岩溶水相比,水质类型及阴、阳离子含量均有明显差异。环境同位素研究结果表明,水样δD、δ18 O值偏离当地雨水线较远,说明太原组岩溶裂隙水及奥陶系岩溶水接受大气降水补给条件相对较差;水样氚浓度分析结果说明太原组岩溶裂隙水及奥陶系岩溶水未接受近年大气降水的补给,属于古水和新近入渗水以及二者混合水。     

柳林泉域地表水与岩溶地下水的混合作用研究

研究岩溶水系统中地表水、地下水的混合作用对于岩溶地下水资源的合理开发利用和保护具有重要意义。在野外调查与取样分析的基础上,利用水文地球化学模拟技术和环境同位素示踪技术,研究了柳林泉域地表水与岩溶地下水的混合作用,计算了混合比例,并利用该比例估算了典型补给区的大气降水入渗补给量。结果表明:岩溶地下水由补给区向径流区、由径流区向排泄区流动的过程中,在地表河流渗漏带附近与入渗的地表水发生混合作用,地表水、地下水的混合比例分别约为3∶1和2∶3;在田家会上游的岩溶水补给区,大气降水多年平均入渗补给流量约为0.07 m~3/s。     

利用GIS水化学和同位素方法判断灵水来源

尝试利用多种方法确定南宁市武鸣县灵水岩溶泉的补给来源和汇水范围。获取了可能在其汇水范围内的岩溶泉、钻孔、表层岩溶泉枯季及雨季水化学资料,在CaCO3-CO2-H2O平衡体系中区分不同出露形式的岩溶水的水化学成因,发现CO2分压、地下水赋存条件和污染等因素影响此化学平衡体系。灵水的钙离子浓度和CO2分压在岩溶泉中较高,体现了灵水为区域地下水流系统的排泄点。环境同位素分析表明,当地雨水的δ2H和δ18O同位素存在季节效应和高程效应,地下水中同位素的变化被混合作用削弱,其平均值接近于夏季雨水的同位素组成,表明该地区的降雨入渗补给主要发生在夏季。利用GIS技术划分地表水流域,以此作为地下水流域识别的依据。得到灵水汇水面积为697km2,其中约126km2属于埋藏型岩溶,其余为覆盖型岩溶。     

巧家县龙洞地下河岩溶水系统及其补给关系分析

基于云南省巧家县荞麦地河流域岩溶水文地质调查之上,主要对整个流域的一个岩溶水子系统即龙洞地下河岩溶水系统的地下水补给关系进行分析研究。首先通过其区域的水文地质特征及实地调查分析,确定其地表水渗漏为地下水补给重要来源,然后对该岩溶水系统的水样数据进行水化学分析,运用Auto CAD软件绘制Piper三线图,使用三线图示法分析该岩溶水系统地表水和地下水水化学特征,进一步验证区域内地表水和地下水的补给关系和联系。     

西南地区某岩溶水矿山地下水同位素分析

毛坪铅锌矿位于我国西南山区,属典型的山区岩溶地下水矿山。矿区地形高差大,水系发育,水文地质条件极为复杂。通过同位素水样采集与测试分析,有效的查明了矿坑充水来源及其与地表水的相互关系。矿坑水主要补给源标高均高于雨水水样采集标高900 m,且补给源并非唯一,分散明显。矿坑水主要补给源不符合定水头补给的洛泽河水,更加符合不同标高补给区的非定水头补给,如矿区外围二迭系栖霞茅口组岩溶裂隙水含水层补给。     

沙坑回灌补给地下水的数值模拟分析

文章对一般性的沙坑回灌补给地下水模型进行了概化,建立了水文地质概念模型和数值模型,采用GMS软件对沙坑回灌补给地下水的效果进行了模拟分析。结果表明,沙坑回灌补给地下水的累计渗漏量与时间呈线性关系;渗漏速率在渗漏初期大于渗漏后期,经过一定时间后趋于稳定;单个沙坑回灌补给引起地下水明显上升的范围较小,效果有限。     

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。     

邢台百泉岩溶地下水系统特征分析与开发利用研究

根据邢台百泉岩溶盆地中赋存的岩溶地下水补给快、循环周期短、水质好,同时流域内污染源容易污染岩溶地下水的特点,计算了岩溶水补给资源量,并对邢台市供水水质进行评价,结果表明,NO3 N检出率较高,可能与长期使用氮肥有关。阐明在开发利用岩溶地下水时应遵循其自然特性进行合理开采,还应通过人工调节、人工补给提高水资源的利用率。     

济南市玉符河回灌补源保泉研究

济南市泉群断流 ,泉水持续停喷 .为保持泉群喷涌 ,在回灌补源保泉研究的基础上 ,提出利用卧虎山水库放水 ,相机利用田山引黄供水 ,以玉符河为补源区 ,在河道内兴建拦河坝 ,滞蓄水流 ,将地表水转换为地下水 ,补充泉域地下水 ,从而提高市区地下水位的补源保泉方案 ,可保证泉群常年自然喷涌 .     

再生水回灌浅层地下水水质变化实例分析

在分析国内外再生水回灌地下水研究现状及存在问题基础上,以高碑店污水处理厂再生水回灌试验场为例,采用三维荧光光谱等分析方法,分析再生水进入含水层后污染物运移变化规律及水质变化情况,分析再生水回灌浅层地下水的可行性,以及回灌地层对于再生水水质中有机物和无机物的净化和去除作用。同时通过使用发光细菌,评价了再生水回灌地下水的污染风险,对城市再生水的综合无害化利用提出建议。     

济南泉域地下水保护对策探析

济南泉域是典型的单斜构造,裂隙岩溶发育,地下水丰富,泉水众多。为保护好济南泉域地下水,保持"泉城"特色,从分析泉域地质及水文地质条件、地下水开发利用现状及存在问题出发,提出回灌补源、分质供水、开源节流、禁采限采、经济调节、管理与监测等工程措施和非工程措施。     

卧虎山水库对济南泉水影响的定量分析

分析计算了卧虎山水库建成运行后对其下游济南泉域岩溶水补给量的影响,包括河道水文特征变化对地下水补给量的影响、水库灌区农业灌溉对地下水补给量的影响、利用水库放水进行人工回灌对地下水的影响;进一步分析计算了卧虎山水库对济南泉水流量的影响程度:在不考虑其他因素的情况下,卧虎山水库的拦蓄运行使四大泉群的泉流量削减了11.8%。     

陡河流域地表水与地下水转化关系

通过对陡河流域地表水-地下水水样的氢氧同位素分布特征进行分析,发现研究区河岸带第Ⅰ含水层除了受大气降水、灌溉回归水入渗补给外,还接受河水早期的渗漏补给,第Ⅱ含水层对第Ⅲ含水层有越流补给,第Ⅱ含水层同时也受大气降水和灌溉回归水的影响,而远离河岸带的第Ⅳ含水层与上覆各含水层稳定同位素组成显著不同,河岸带水库附近的第Ⅳ含水层可能受地表水库渗漏影响。河岸带地下水与地表水水力联系的变迁严格受河岸带地下水水位变化控制,如景庄子剖面的地下水埋深为5m,雨季时河水补给地下水,旱季时地下水补给河水,而靠近地下水漏斗中心的越河乡剖面地下水水位埋深达25m,其常年受地表水补给。     

徐州城市供水水源地降落漏斗演变及成因分析

徐州市岩溶水强烈开采形成明显的水位降落漏斗,引发了岩溶地面塌陷、地裂缝、地下水污染等一系列环境地质问题。通过对水源地水位降落漏斗形成演化的分析,得出研究区水位漏斗演化的3个阶段:增采阶段-水位下降(20世纪80年代)、控采阶段-水位平稳(20世纪90年代)、压/禁采阶段-水位回升(2000年以来);地表水资源缺乏、城市生活及工业发展过度依赖岩溶水,城市化面积增大、有效入渗补给量减小,矿坑疏干排水、增大岩溶水排泄量等为水位降落漏斗形成演化的主要影响因素;通过对岩溶水开采量、年平均降水量、土地硬化面积与漏斗水位进行多元相关分析,得出岩溶水开采量为岩溶水水位持续下降及漏斗形成与演变的主导因素。提出岩溶水超采情况下的水资源保障对策:控采岩溶水,制定不同管理目标下的地下水水位控制红线;修建水库、植树造林,扩大岩溶水水源涵养区;利用采空区修建地下水库等,实现地表水、地下水、矿井水及城市雨水的优化分配。     

A Generalized Predictive Model of Water Table Fluctuations in Anisotropic Aquifer Due to Intermittently Applied Time-Varying Recharge from Multiple Basins

Mathematical models play a key role in assessing the future behavior of a groundwater system in response to various schemes of ground water resources development such as artificial recharging and in selecting an appropriate one out of many proposed schemes for its sustainable development. This paper presents an analytical solution of groundwater flow equation for unconfined, anisotropic, 2-D rectangular aquifer under the Boussinesq approximation to predict water table fluctuations in the aquifer in response to general time-varying intermittent recharge from multiple rectangular infiltration basins of different spatial dimensions. The horizontal anisotropy incorporated in the model is such that the principal axes of the hydraulic conductivity tensor are oriented parallel to the rectangular sides of the aquifer. The time-varying recharge rate is approximated by a series of line elements of different lengths and slopes depending on the nature of variation of recharge rate. The solution is obtained by using extended finite Fourier sine transform. Application of the solution is demonstrated with the help of synthetic examples. Numerical results of the analytical solutions are verified by comparison with the results obtained from MODFLOW. Numerical results indicate significant effect of anisotropy in hydraulic conductivity on the nature of water table variation.