浅层地下水水文地质参数分析

为适应当前经济社会发展、下垫面条件的变化,利用长系列的地下水动态观测资料,采用动态法分析了给水度、降水入渗补给系数、潜水蒸发系数与包气带岩性、埋深、降水之间的关系,探讨其随着影响条件不同的变化规律.     

降水入渗补给过程的实验研究

根据河北保定冉庄实验站实测资料，描述了地下水深埋区降水入渗补给过程。通过1991年8m蒸渗仪实测资料，说明降水入渗过程中入渗锋面演变情况。地下水大埋深区包气带土壤含水量及降水入渗过程有以下3个特点：1包气带土壤含水量在垂向上具有分带的特点，从地表至1m为Ⅰ带，从地下水面至地下水面以上2m为Ⅲ带，介于Ⅰ带和Ⅲ带之间为Ⅱ带；2包气带土壤含水量具有季节性变化特征，包气带土壤含水量5月份最小，6～9月份较大：3降水入渗补给具有明显的滞后特征，从发生降水到该次降水对地下水入渗补给过程的结束，需要经历一个时程,包气带愈厚，时程愈长。     

洛阳断陷盆地浅层孔隙地下水环境演化特征

洛阳断陷盆地内河流冲积平原区浅层孔隙地下水的化学成分含量逐渐增大,地下水水质变差。针对平原区浅层孔隙地下水水化学环境变化趋势,基于大量水化学分析数据,从含水层岩性,地下水补给、径流、排泄以及人类活动等方面对其进行了分析研究,结果表明:包气带岩层对各种污染物(NO■除外)的净化能力大于90%,包气带介质层对重金属有很强的净化能力,而对Cl~-净化能力较弱;研究区河流对浅层地下水环境演化的控制作用主要表现在河水稀释(总硬度减小)以及水质污染(NH~+_4含量增大)。     

降水补给地下水过程中包气带变化对入渗的影响

采用野外试验和室内试验方法,通过对不同降水量的入渗过程中岩土含水率和水势变化规律分析,发现入渗水流在包气带内下渗过程的岩土吸水、过水(即水分通量不变、且不等于零)和脱水的不同阶段,当岩土水势的梯度分别大于、等于和小于1cmH2O/cm(厘米水柱/厘米)时,岩土含水率分别表现为增加、稳定和减少。对包气带不同埋深的岩土含水率和水势变化特征分析表明,随着地下水位不断下降,包气带增厚对降水入渗补给地下水的影响程度和方式都发生改变。当包气带厚度小于潜水蒸发极限深度时,包气带的增厚使得岩土水分亏缺累积量增大,导致入渗速率和地下水获取的总入渗补给量减小;当包气带厚度大于潜水蒸发极限深度时,随着包气带厚度增大,入渗速率趋于稳定,无限时间内地下水获取的总入渗补给量不因包气带增厚而变化,但是有限时间内地下水获取的入渗补给量趋小。这是因为入渗途径的延长导致入渗所需时间增加,以至在有限时间内包气带内过剩的入渗水分尚未充分排出补给地下水。     

次降雨入渗补给系数评估雨水花园补给地下水可行性及计算方法研究

【目的】近年来雨水花园在海绵城市建设过程中得到了广泛应用，但其对浅层地下水的补给能力尚缺乏系统研究。【方法】通过柱状模拟试验，研究了不同降雨条件下，次降雨入渗补给系数(α)用于评估雨水花园补给地下水潜力的可行性。【结果】结果表明，α可用于评估雨水花园补给地下水潜力，数值变化范围为0.110～0.212,平均值为0.175;降雨重现期、降雨历时、雨型均对α具有重要影响，且随着重现期和降雨历时增加，α逐渐降低，不同雨型条件下，α大小顺序为均匀雨型>双峰雨型>单峰雨型。【结论】HYDRUS-1D模型模拟法和包气带含水率法计算α均具有较好的精度，不同降雨条件下，模型模拟法计算得出的次降雨入渗补给系数(α_m)的相对偏差(RE)为-1.280%～7.801%,包气带含水率法计算得出的次降雨入渗补给系数(α_b)的RE为-14.789%～6.660%。由于包气带含水率法容易实施、便于监测，工程实践中可优先考虑采用该方法。上述结果可为定量评估海绵城市建设过程中雨水花园补给浅层地下水潜力提供参考。     

乌兰布和沙漠地下水补给研究

利用放射性同位素(~(14)C)测年和氯质量平衡理论,研究乌兰布和沙漠地下水年龄以及地下水补给速率。结果表明:通过~(14)C测年并修正后得出的研究区饱和带地下水年龄为22 000 a～现代,利用氯质量平衡理论推算出非饱和带5.5 m深处地下水年龄为2 645 a;研究区非饱和带地下水的补给速率为0.19～2.55 mm/a,均值为1.12 mm/a,故包气带直接补给潜水和承压水的水量微乎其微。     

基于改进DRASTIC模型的高氟地区地下水脆弱性评价

针对研究区内广泛存在的原生劣质高氟地下水以及人类活动特点,对DRASTIC模型进行了改进,建立了以地下水位埋深、净补给量、含水层的富水性、包气带岩性、含水层累积厚度、土地利用类型、氟含量为评价指标的DRAICLF模型,采用层次分析法确定权重,并结合Arc GIS的地理分析功能对研究区进行地下水脆弱性评价。结果表明:研究区浅层地下水脆弱性基本处于中等级别,地下水脆弱性高的区域具有地下水位埋深浅,包气带岩性主要为细砂和粉土等特点。     

地下水人工补给影响因素探究

地下水人工补给可以控制地下水环境负效应，放大含水层的调蓄能力，当前世界各国对它的应用和研究方兴未艾。在生态环境、地质条件和回渗工程的约束下，作为一种水资源开发利用策略，地下水人工补给的可行性、规模和方法受如下5个因素的综合影响：补给水源因素，气候植被因素，地形地貌因素，包气带因素和充水岩层因素。     

洛阳市浅层孔隙地下水化学环境演化分析

针对洛阳市浅层孔隙地下水化学环境迅速恶化的现象,基于大量的试验、监测数据,从含水层岩性、地下水的补给、径流、排泄以及人类活动等方面进行了分析研究,结果表明:洛河河床岩性对各种污染物(NO3除外)的净化能力均达到90%以上;包气带介质层对重金属有很强的净化能力,而时Cl-化能力则较弱;河流对浅层地下水环境演化的控制作用主要表现在河水稀释以及水质污染两方面;区内大量开采地下水以及工农业污染等已成为现今控制地下水环境演化的主导因素,进一步加剧了地下水环境的恶化.     

冲积平原区包气带中污染物自净规律研究

以洛阳市区洛河河床岩性(以砂砾石为主)以及由亚黏土、亚砂土、中细砂等介质构成的包气带为研究对象,分析河床和包气带对污染物的自净能力,并对其天然的自净机制进行简要分析,结果表明：洛河河床岩性对各种污染物(NO-3除外)的净化能力均达到90％以上;亚黏土、亚砂土、中细砂等包气带介质层对重金属(Cu2+,Pb2+等)有很强的净化能力,而对Cl-,Cr6+净化能力则较弱, 在短时间内介质中就达到饱和而失去净化能力;在环境条件相近及水文地质条件基本相同的条件下,包气带厚度与地下水的污染程度呈负相关关系;污水经过包气带,能有效地去除污水中的有害物质,防止地下水污染。     

结合白龙江引水工程浅析陇东地区湿陷性黄土工程地质特性

陇东位于黄土高原腹地,为我国典型的黄土地貌发育区,结合甘肃省白龙江引水工程,研究了陇东地区黄土工程地质特性,重点对与工程关系密切且具有湿陷性的中更新统(Q2)离石黄土及上更新统风积(Q32)马兰黄土进行了工程地质问题研究。分析了湿陷性黄土的分布、厚度及变化规律,研究场地湿陷类型、地基湿陷等级,通过试验研究湿陷性黄土的物理力学性质及随深度的变化规律;对湿陷性黄土产生的工程地质问题,提出预防和治理措施建议。     

第八节 水资源总量

就广义而言，地球的水圈、岩石圈、大气圈和生物圈内共储存13．86亿km^3的水都是水资源。但一般仅评价狭义的水资源，即由大气降水补给的可供人类利用的水。即地表水资源和地下水资源。地表水主要有河流水和湖泊水，由大气降水、冰川融水和地下水补给，以河川径流、陆地蒸发和土壤入渗的形式排泄。土壤水系指包气带的含水量，上面承受降水和地表水的补给，     

浅谈地下水“红黄绿”区的划定方法

地下水的“红黄绿”区是指在地下水资源评价和开发利用现状调查的基础上，划定地下水的禁止开采区、控制开采区和允许开采区，为合理开发利用和有效保护地下水资源提供科学依据。它既是全面实施取水许可制度的必然要求，又是水资源管理中操作性很强的一项基础工作。1概况东丰县地下水赋存分布规律主要是受地貌、岩性、构造的影响和控制。补给来源主要有降水渗入补给。在河谷阶地区面积33．05km’的区域内，含水岩组为松散岩类孔隙潜水，含水层主要为上更新统冲积砂、砂砾石层，厚度3．5～20．5m，渗透系数6．88～22．22m／天，降深5m,单井涌…     

基于DRAV模型的塔里木盆地地下水脆弱性评价

结合内陆干旱区地下水的特点,在地下水脆弱性评价的GOD法和DRASTIC 模型的基础上提出DRAV模型,对新疆塔里木盆地孔隙潜水的脆弱性进行了评价.结果表明:塔里木盆地平原区地下水脆弱性指数在2～4、4～6、6～8和＞8的区域面积分别占塔里木盆地平原区总面积的10.1%、80.4%、9.2%和0.2%;地下水脆弱性相对较高区域主要位于薄土层(包气带地表土壤层厚度为20~30 cm,其下部主要为砂砾石)和粉细砂层灌区,包气带中多缺失亚砂土和亚黏土,灌溉水入渗补给量较大;地下水脆弱性相对较低区域主要位于亚砂土和亚黏土层的非灌区,基本不存在灌溉水的入渗补给,大气降水补给也极其有限.     

北京新机场浅层地下水防污性能评价

针对北京新机场的自然地理和水文地质条件,在DRASTIC模型的基础上,选择地下水埋深、地下水净补给量、土壤层厚度、包气带综合岩性和含水层水力传导系数5个因子,结合层次分析法确定权重,得到改进的地下水防污性能评价模型——DRICS模型。采用DRICS模型评价浅层地下水防污性能,最终得到北京新机场地区浅层地下水防污性能分布图,结果表明:评价区域内浅层地下水防污性能基本处于中等级别,防污性能相对较好的区域位于辛家安村周围以及南各庄乡东南部,储油库、污水处理厂、垃圾转运站等设施建在该区域较安全。利用SPSS软件分析得到影响该地区浅层地下水防污性能的5个因子,依据综合影响程度从大到小排序为地下水净补给量、地下水埋深、土壤层厚度、包气带综合岩性、含水层水力传导系数。     

基于氯离子示踪法深厚包气带地区地下水补给特征

针对包气带增厚条件下降水入渗变化问题,在华北山前平原滹沱河冲洪积扇典型包气带增厚区实施地质钻孔,通过采样钻杆前端特制的内置环刀取样器,采用无循环液压入法获取原状土样,测试深厚包气剖面土体结构参数、含水量和氯离子质量浓度;利用氯离子示踪方法研究厚达45 m包气带的水分运移规律,重建深厚包气带地区降水补给历史,评价降水补给强度。结果表明：45 m包气带剖面记录的降水补给年龄为72.12 a,平均入渗补给强度为0.096 m/a,降水入渗补给量占多年平均降水量的18.1%。深厚包气带地区水分运移非常缓慢,水分在多次降水叠加驱动下不断形成新的脉冲逐步向深部运移,降水补给到地下水需要一个长期的过程。研究成果对深厚包气带地区土壤水分运移研究和降水入渗补给评价都具有重要借鉴意义。     

影响降水补给地下水资源的因素分析

在平原地区,地下水资源量主要补给来源于降水,大气降水对地下水补给受到降水量、降水形式,包气带厚度及持水条件等多种因素影响,即使同一地区,同样降水条件,大气降水对地下水的补给量也不尽相同。本文通过平原地区地下水水位动态资料与大气降水资料分析,特别是对多年降水与地下水位效应及单次降水对地下水位变幅效应的分析,揭示了降水对地下水资源的补给特点,分析了这些特点产生的根本原因,其分析结果对正确评价特定水文地质环境下大气降水对地下水的补给机理及补给量具有重要参考价值。     

VG模型参数对灌溉补给系数的敏感性分析

运用模型手段,计算灌溉补给系数时,VG模型中水力参数的不确定性严重影响了灌溉入渗补给系数的可靠性,且目前针对非均质岩土层入渗及其水力参数敏感性的研究较少。基于新疆伊犁霍城县原位试验场灌溉试验,运用HYDRUS-2D软件建立二维饱和-非饱和带水分运移数值模型,利用EFAST法和Morris筛选法分析了VG模型中水力参数对灌溉补给系数的敏感性,并分析比较两种方法的一致性。研究表明:当包气带岩性为均质结构时,θ_s(土壤的饱和含水率)及n(VG模型的形状参数)共同影响着灌溉补给系数。当包气带岩性处于上粗下细的结构时,θ_s对灌溉补给系数影响最大,即表明θ_s最为敏感,而且细颗粒θ_s相对于其他水力参数的耦合程度最大。n直接影响着土壤水分特征曲线的整体形状。同时EFAST法和Morris筛选法对参数敏感性分析结果呈现较高的相关性。由于VG模型中水力参数数量适中,EFAST法较Morris筛选法工作量合理,同时对模型参数敏感性分析更加贴近实际。研究成果对获取包气带水分运移模型参数有着重要意义。     

VG模型参数对灌溉补给系数的敏感性分析

运用模型手段,计算灌溉补给系数时,VG 模型中水力参数的不确定性严重影响了灌溉入渗补给系数的可靠性,且目前针对非均质岩土层入渗及其水力参数敏感性的研究较少。基于新疆伊犁霍城县原位试验场灌溉试验,运用 HYDＲUS－2D 软件建立二维饱和－非饱和带水分运移数值模型,利用EFAST 法和 Morris 筛选法分析了 VG 模型中水力参数对灌溉补给系数的敏感性,并分析比较两种方法的一致性。研究表明: 当包气带岩性为均质结构时,θs( 土壤的饱和含水率) 及 n( VG 模型的形状参数) 共同影响着灌溉补给系数。当包气带岩性处于上粗下细的结构时,θs 对灌溉补给系数影响最大,即表明 θs 最为敏感,而且细颗粒 θs 相对于其他水力参数的耦合程度最大。n 直接影响着土壤水分特征曲线的整体形状。同时 EFAST 法和 Morris 筛选法对参数敏感性分析结果呈现较高的相关性。由于VG 模型中水力参数数量适中,EFAST 法较 Morris 筛选法工作量合理,同时对模型参数敏感性分析更加贴近实际。研究成果对获取包气带水分运移模型参数有着重要意义。     

季节性冻土区包气带土壤水分运移规律的研究

季节性冻土区由于冻融变化的存在，使气带土壤水分运移复杂化。为了研究季节性冻土区包气带土壤水分运移规律及正确确定潜水补给量及蒸发量，在黑龙江省肇 县建立了地下水试验站。该站位于松嫩平原低平原区，包气带为厚７．９ｍ的共土状亚粘土层，结构均一，无理解隙大孔隙发育，下部为细砂潜水含水怪。潜水含水层地下水以重向交替为主，水平长流滞缓。且无人工开采。该站通过气象、包气带土壤水分含量及土水势能的观测来研究包气带