用氡-222评价蒲石河抽水蓄能电站的地下厂房渗漏水来源

使用同位素氡-222(~(222)Rn)示踪技术分析蒲石河抽水蓄能电站地下厂房渗漏水来源。从2013年9月~2013年12月一共测量了取自绕坝渗流检测孔、地下水、水库库水以及地下厂房渗漏水共计199个样品。测量结果显示,地下厂房渗漏水、地下水以及水库库水中的~(222)Rn活度平均值分别为1 634.2、37 887.3 Bq/m~3和2 343.7 Bq/m~3。地下厂房渗漏水体中氡-222活度值(1 634.2 Bq/m~3)与水库库水(2 343.7 Bq/m~3)具有相似性,这说明水库渗流水是地下厂房渗漏水的主要补给源。     

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。     

乌兰木伦河流域地下水水化学同位素特征及补给关系

研究河水与地下水的水化学同位素特征及相互作用,对流域内水资源的保护与开发利用具有重要意义。以地处神府东胜煤田的黄河流域内的乌兰木伦河流域为研究对象,采用统计分析、Piper三线图和两端元模型分析流域降水、河水、地下水(矿井水、生活井水)的水化学特征、氢氧稳定同位素特征及其分布规律,探讨了流域内降水、河水与地下水的补给关系。水化学分析结果表明：河水的水化学类型为HCO₃-Na型和HCO₃+SO₄-Na型;矿井水的水化学类型为HCO₃-Na型、HCO₃+Cl-Na型和HCO₃+ SO₄-Na型;生活井水的水化学类型为HCO₃-Ca型,矿井水与河水联系较为密切。同位素分析结果表明：地下水受到大气降水和河水的共同补给,三者之间存在水力联系以及一定程度的水体转化。当地下水井深小于135 m时,大多数采样点河水对其补给贡献率为58.47%～80.94%;当地下水井深大于135 m时,河水对其补给贡献率为21.47%～58.69%。在地下水采样点距离河道8.8 km范围内,河水对地下水的补给贡献率超过45%,表明河水是地下水的重要补给来源之一;当地下水采样点距河道超过8.8 km时,河水对其补给贡献较弱。随着水井深度的增加、与河道距离的增大,河水对地下水的补给贡献率越来越小。该研究可为流域水资源管理与保护提供基础支撑。     

那陵郭勒河冲洪积扇地表水—地下水转化关系

通过分析那陵郭勒河冲洪积扇地区地表水与地下水的氢氧稳定同位素特征,揭示冲洪积扇地区不同地带的地表水—地下水转化关系。研究结果表明:冲洪积扇地区地下水主要补给来源是南部山区的大气降水和冰雪融水。河水与地下水具有同一起源,且二者相互转化,在冲洪积扇地区不同地段表现出不同的转化方式:上游山区河水与地下水水力联系较弱;中游山前隆起带地下水补给河水;下游冲洪积扇中部河水补给地下水;在冲洪积扇前缘溢出带,河水主要由地下水溢流形成的泉水汇流而成。     

浅析新疆玛纳斯河涵洞渠渠系水利用系数测算

渠系水利用系数是衡量灌区水利用程度的一项重要指标,集中反映了灌区引配水工程质量、引配水技术水平和管理水平的一项综合指标。本文通过玛纳斯河涵洞渠上下游水量平衡分析,阐述了玛纳斯河涵洞渠八公里配水站—龙口段近年来的渠系水利用情况,分析了渠水与河水、地下水的相互转化补给关系。     

大兴安岭外源水补给的水量平衡与同位素证据

通过对大兴安岭北部呼玛河流域降水与径流关系以及河水与地下水的同位素分析,讨论了呼玛河流域多年冻土区地表水与地下水之间的转化关系.结果 表明:冬季河流接受泉水补给,冻土层下水通过冻土层中的不冻带补给河水;呼玛河流域径流量与蒸散发量之和大于降水量,且当地地表水和地下水的氢氧同位素比当地降水贫化,补给河流的冻土层下水接受非本...     

黑河流域走廊平原地下水补给变异特征与机制

通过环境同位素技术和指数加权量化研究表明,黑河流域走廊平原地下水补给变异主要受区域气候变化和中游区人类活动影响;中游区人类活动对地下水补给变异影响强度达85％,春灌是关键时期。提出实现黑河流域地下水的可持续利用和下游区生态环境的有效保护,关键是规范中游区人类用水行为,使其符合黑河流域水循环自然规律;必须重视连续枯水期人类活动影响强度的科学调控,确保黑河干流的人类活动影响度低于37％。     

基于稳定同位素的策勒河流域山区河流蒸发损失估算

为探究昆仑山北坡山区流域水体蒸发损失垂直变化情况,基于2016年5-12月昆仑山北坡中段策勒河流域不同水体同位素数据,运用蒸发富集模型和稳定同位素（¹⁸O和²H）方法,研究了流域内不同水体的同位素时空变化特征,分析了策勒河流域的补给来源,并根据蒸发富集模型估算了流域内不同海拔地区同位素的蒸发损失。结果表明：流域内不同水体同位素的特征呈高山区贫化、荒漠区富集的趋势;策勒河河水与地下水存在密切的水力联系;策勒河流域在不同海拔的平均蒸发损失：高山区为24.99%、中山区为29.04%、荒漠区为35.00%。研究结果对理解区域水平衡及其对山区生态系统气候变化的响应具有重要意义。     

土默川平原黄灌区地下水水化学及氢氧同位素特征分析

2016年冬灌期和2017年春灌期采集了干旱半干旱地区内蒙古土默川平原黄灌区灌渠水、地下水以及雨水,通过测定不同时期水体的水化学成分及氢氧同位素值,分析了水化学类型和同位素的分布特征,探讨了不同时期灌渠水对地下水的影响,判明了地下水的补给来源。研究结果表明:研究区大部分区域地下水补给源为灌渠水,而河森茂村、后荒地村一带主要受降水和侧向补给影响;研究区灌渠水和地下水氢氧同位素组成差异明显,从灌渠水到地下水氢氧同位素呈贫化趋势,但冬灌期、春灌期灌渠水对地下水的影响基本一样;地下水冬灌期、春灌期水化学类型及其分布规律基本一致,主要有HCO_3·Cl·SO_4-Na·Ca·Mg、SO_4·Cl-Na、HCO_3·Cl-Na·Mg和Cl-Na型水。     

基于铀不平衡的沙颍河地下水含水系统特征分析

为系统了解沙颖河流域地下水含水系统的补给源以及水化特征,在取样测试、现场监测的基础上,分别采用同位素、水文地球化学等方法,深入分析了沙颍河流域地下水含水系统特征。研究发现:沙颖河流域浅层地下水水化学类型自流域上游到下游呈HCO_3-Ca+Mg型向HCO_3+Cl-Ca+Mg型变化的趋势,中深层水以HCO_3-Na型为主,局部呈HCO_3+Cl型可能是浅层水混入的结果。采用铀不平衡方法识别地下水补给源,结果表明:浅层地下水补给源除降水外,还包括深层地下水的贡献;深层水来源包括大气降水、潜水和深层地下水3个补给源。各方法所得结论互相验证,研究结果可为流域内水循环模式研究、水污染防治等提供科学依据。     

云南昭通喀斯特区天然水水化学性质及地质成因

为研究云南省昭通市昭通喀斯特区天然水水化学性质及其地质成因,采集9组河水样和27组裂隙水样,运用Piper三线图、阴阳离子比例法及饱和指数法,分析了昭通喀斯特区河水及裂隙水的水化学性质及主要地质因素。结果表明昭通河水与裂隙水中优势阴阳离子分别为HCO₃^-(67.3%和70.0%)与Ca²⁺(60.0%和72.1%);昭通81.6%天然水TH主要在75.0～300.0 mg/L之间。昭通天然水中含F^-量(均值0.1 mg/L)远低于中国饮用水卫生标准值(1.0 mg/L)。以碳酸盐岩为主的含水层中发育的裂隙水化学类型主要为Ca-HCO₃和Ca·Mg-HCO₃。含水层岩性控制着昭通裂隙水化学性质。昭通氟中毒区可在碳酸盐岩且岩性较为单一的含水层中找到优质水源。     

北京市北运河流域河水和地下水多环芳烃分布规律及风险评价

为研究北运河流域河水与不同含水层地下水体中多环芳烃(PAHs)的相互作用,收集北运河流域上游温榆河段及下游北运河段不同季节的河水与地下水水质数据,采用对比分析及显著性分析方法研究河水与地下水中多环芳烃的组成、含量及时空分布特征,并利用风险熵法进行风险评价。结果表明:16种优控多环芳烃中,除苯并[a]芘和二苯并[a,h]蒽检出率不足100%外,其余14中多环芳烃污染物在河水、潜水和承压水中均全部检出;多环芳烃总质量浓度的构成以萘为主,质量浓度为1 587.42ng/L,约占总质量浓度的85.6%;潜水和承压水春季多环芳烃总质量浓度显著低于夏季,2～3环多环芳烃质量浓度高于4环以上多环芳烃质量浓度;潜水中多环芳烃总质量浓度高于承压水;北运河段潜水中多环芳烃总质量浓度高于温榆河段;温榆河段地下水主要污染物为萘、芴和菲,北运河段地下水主要污染物为萘、苊和菲;上游河水多环芳烃总质量浓度低于下游,主要污染物为萘和菲;萘、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽在不同位置条件下差异显著,除苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[a]芘和二苯并[a,h]蒽之外,其余多环芳烃在不同季节条件下均差异显著;通过风险熵法计算得出不同季节和位置条件下研究区生态风险相对较低。     

太湖地区典型小流域地下水储量动态模拟与分析

对太湖地区典型小流域的近地表地质特征进行系统野外试验,分析近地表土层土壤和岩层结构特征,初步确定了含水层计算参数;采用三维地下水流数值模拟方法概化水文地质条件,识别与验证模型参数。结果表明:地表水补给地下水的量约是地下水补给地表水总量的2倍,山溪型小流域的地表地下水交互过程趋于单向交换,即河道水补给地下水。从含水层储水量变化看,除去蒸散发,通过地下通道流失的水量占据总水量的相当比重,且地下储水的减少量主要依赖降雨入渗进行补给。所建立的模型能够较好地反映研究区实际的水文地质条件,揭示地表水和地下水的交互量的变化过程,并定量研究流域水量平衡动态关系,可为变化环境下的地下水保护和滨湖区的地下水潜流计算研究提供预测分析依据。     

保定市一亩泉水源地水文地质条件分析与评价

通过对区域水文地质条件、地质钻探、物探和水文地质抽水、单井回灌、渗坑入渗、示踪试验等资料的综合分析,对保定市一亩泉水源地水文地质条件进行了系统研究,查明了地层岩性、地质结构及地层渗透性等基本参数,为地下水回灌方案设计提供了可靠依据。研究结果表明,入渗场80m深度内揭露含水层7~8层,含水层岩性主要为卵砾石,渗透性较好,是较理想的入渗场地;回灌水有利于补给第1~2含水组,回灌水向西南方向流失及向下部3~4含水组渗流的可能性很小;入渗场垂直渗透系数为37．16~39．79m/d,单井影响半径为199．53m。     

天山北坡经济带东段浅层地下水固有脆弱性评价

基于改进的DRASTIC方法,选择地下水埋深、含水层净补给量、含水层岩性、土壤介质类型、地面坡度、浅层地下水水质、包气带介质类型、含水层渗透系数和潜水蒸发量9项评价指标,分别确定其评分体系和权重体系,并利用Arc Gis 10.2中的图层空间叠加分析功能,对天山北坡经济带东段地区的浅层地下水固有脆弱性进行评价。结果表明:脆弱性较高区和中等区占研究区总面积的80.17%,地下水整体脆弱性偏高,而导致研究区浅层地下水脆弱性偏高的主要因素为地下水埋深较小、含水层渗透性较强、浅层地下水水质差。     

Design of Managed Aquifer Recharge for Agricultural and Ecological Water Supply Assessed Through Numerical Modeling

The Walla Walla Basin, in Eastern Oregon and Washington, USA, faces challenges in sustaining an agricultural water supply while maintaining sufficient flow in the Walla Walla River for endangered fish populations. Minimum summer river flow of 0.71 m³/s is required, forcing irrigators to substitute groundwater from a declining aquifer for lost surface water diversion. Managed Aquifer Recharge (MAR) was initiated in 2004 attempting to restore groundwater levels and improve agricultural viability. The Integrated Water Flow Model (IWFM) was used to compute surface and shallow groundwater conditions in the basin under water management scenarios with varying water use, MAR, and allowable minimum river flow. A mean increase of 1.5 m of groundwater elevation, or 1.5 % of total aquifer storage, was predicted over the model area when comparing maximum MAR and no MAR scenarios where minimum river flow was increased from current level. When comparing these scenarios a 53 % greater summer flow in springs was predicted with the use of MAR. Results indicate MAR can supplement irrigation supply while stabilizing groundwater levels and increasing summer streamflow. Potential increase in long-term groundwater storage is limited by the high transmissivity of the aquifer material. Increased MAR caused increased groundwater discharge through springs and stream beds, benefiting aquatic habitat rather than building long-term aquifer storage. Judicious siting of recharge basins may be a means of increasing the effectiveness of MAR in the basin.     

Simulating Unsaturated Zone of Soil for Estimating the Recharge Rate and Flow Exchange Between a River and an Aquifer

Coupling surface water and groundwater models dynamically based on a simultaneous simulation of saturated and unsaturated zones of soil is a useful method for determining the recharge rate and flow exchange between a river and an aquifer as well as simultaneous operation of water resources systems. Thus, the main objectives of this study are to investigate the effects of surface water and groundwater interactions through their systematic simulation and to create a dynamic coupling between surface water and groundwater resources of the area by relevant mathematical models. Accordingly, hydrologic soil moisture method and MODFLOW model were employed to simulate the unsaturated and saturated zones, respectively. The results revealed that simultaneous simulation of the saturated and unsaturated zones of the soil can illustrate the interaction between surface water and groundwater at any spatial and temporal intervals well through using complete hydroclimatological balance components in the form of a coupled model. The application of this method in the Loor-Andimeshk Plain, located in the southwest of Iran, showed that aquifer recharge through the plain area from November to March is due to precipitation. On the other hand, in the warm months (June to September), the plain is merely fed through irrigation water penetration. As the level of river water in both Dez and Balarood rivers is higher than the Loor-Andimeshk aquifer level, hence the exchange occurs as a leakage from the river to the aquifer. The highest and lowest values of average exchangeable water in Balarood River occur in March and April and in Dez River are from June to September.

     

地下水开发利用的环境效应——以新疆额敏县为例

地下水环境问题主要包括3方面:①过量抽取地下水或对地下水系统认识管理不善导致的地质灾害,包括地面沉降、地裂缝、沙漠化等;②地下水污染,包括天然或人类活动引起的重金属和有机物对地下水的污染,各种污染质在地下水中的运移机制,含水层对污染的敏感性评价指标和分区,以及监测、评价、预防和修复技术等问题;③生态水文地质学问题,如河流出山口河水被渠系引走,下游河道断流,地下水位下降,引起下游生态环境恶化。     

The influence of stream bed hydraulic conductivity on sustaining baseflow in rivers.

This study presents the results of the influence of stream bed hydraulic conductivity on baseflow sustainability by using a coupled model of surface and subsurface hydrology. The model provides a coupled solution to the dynamic interactions between a river and a surfacial aquifer and is used to numerically study the effect of stream bed conductivity on the overall system response. To achieve this objective, the model is formulated to include a one-dimensional river flow model and a two-dimensional vertically averaged groundwater flow model in an unconfined aquifer. The coupling is achieved at the river bed via a hydraulic flux that is described as a function of river bed conductivity and the gradient between river stage and groundwater head. The model incorporates the concept of simultaneous presence of the two hydrologic processes for simulating the dynamic interactions and uses a novel numerical technique to solve the two systems concurrently. These interactions are analyzed by numerical experimentation under different hydraulic conductivity conditions. The influence of hydraulic conductivity and hydraulic gradient is studied under steady and unsteady flow regimes to assess the occurrence of baseflow. The analysis also reveals critical insights into the governing mechanisms that provide and sustain the baseflow in rivers.