对深层地下水开发中处理浅层含水层问题的探讨

深层地下水的开发越来越普遍，如果对浅层地下水处理不当，会导致浅层含水层疏干、浅层水污染深层水等若干问题。文章对深层水及浅层水的合理调配和开发利用提供一些具体建设，对浅层、深层水的综合利用及易造成深层水污染的原因进行了举例说明。     

鲁北平原地下水资源功能衰退与可持续利用研究

相对20世纪70年代,鲁北平原地下水开采量急剧增加,浅层水、深层水开采量分别增加近2倍和4倍,长期超量开采和不合理的开采布局,使地下水水位持续下降含水层疏干体积不断增加.地下水位降落漏斗持续扩展,致使地下水的资源功能断衰退,并产生地面沉降、咸水入侵等环境地质问题.针对资源功能衰退问题,采"农业节水、工业调整开采强度布局"、"加强浅层地下水均衡开发利用程度"、"表水与地下水联合调蓄"、"本地劣质水资源化"和"保护和涵养深层地下水资源"综合举措,修复和涵养鲁北平原地下水系统,保证地下水的可持续利用势在必行.     

石河子地区地下水“三氮”空间分布特征及影响因素分析

地下水是新疆石河子地区居民生活饮用、农业灌溉、工业生产的主要水源,研究该地区地下水中"三氮"空间分布特征及影响因素,对控制和治理当地地下水污染、保障用水安全等具有重要的意义。本研究运用SPSS23、Sufer8及Mapgis67等软件,综合分析了该地区地下水中"三氮"含量的空间变异特征以及其影响因素。结果表明:43组水样"三氮"含量均达到《地下水质量标准(DZ/T 0290-2015)》Ⅲ类标准限值的要求。研究区地下水"三氮"含量空间分布特征显著,其平面分布特征表现为:以石河子市区为中心,"三氮"含量向四周研究区界线逐渐降低,整体上北低南高。在垂直方向上,浅层承压水中NO-3—N含量大于深层承压水的含量,但小于潜水的含量;而深层承压水中NO-2—N和NH+4—N含量大于浅层承压水的含量,但也小于潜水的含量;"三氮"含量极大值的采样点均位于潜水含水层。该地区地下水"三氮"含量主要受氧化还原环境、酸碱环境、潜水埋深、包气带及含水层岩性等自然因素以及土地利用类型、农业污染、生活污染、畜牧养殖及农产品加工污染等人为因素的影响。     

咸淡水混浇 开辟新水源

河北省属于资源性严重缺水的省份,随着工农业生产、生活用水总量迅速增加,供需矛盾十分突出,水资源危机日益加剧.同时,地下水的大量超采导致地下水位迅速下降,机井报废率和机泵更新率大幅度上升,并引发了大量的环境地质问题,地下漏斗面积急剧扩张,并有各漏斗区相连的趋势,地面沉降4万km2,部分浅层地下水含水层被疏干,咸水界面下移,严重影响了深层淡水的质量及周边的生态环境.为了缓解河北平原,特别是有微咸水的沿海及黑龙港地区的地下水资源危机,改善生态环境,必须寻找新水源.     

河北省地下水超采及造成的危害和治理

党的十八大和十八届三中全会对生态文明建设提出了新的要求。2013年河北省地下水超采量为59.65×10~8m~3,超采引起一系列的水环境问题,在浅层地下水分布区主要表现为含水层疏干、浅层地下水位下降漏斗、地面沉降、地裂缝等。在深层地下水分布区主要表现为深层地下水位下降漏斗、地面沉降、海(咸)水入侵等。河北作为国家确定的地下水超采综合治理试点省,在新形势下要占据调整经济结构、恢复创建生态文明的制高点,将地下水超采综合治理作为生态文明建设国家行为的一个标志性工程,实现地下水采补平衡。     

取水层为粉砂土质过滤器的设置

一、概述 安徽省界首市农村饮水工程,位于该市城北约6km处,该区域地下水资源从上至下划分为三个含水层:浅层(0～50m)、中深层(50～150m)、深层(深度150m以下),浅层地下水受季节影响水位变化大;另外由于工业及乡镇企业的快速发展,工业及生活污水大部分未经处理直接排入河道,加之农村农药的大量使用,致使地表水资源污染严重,故浅层地下水不能作为饮水水源.本期工程水源井成井深100m,取地面以下65m至100m间含水层,但该含水层土质为粉砂土,这对过滤器的设置及施工工艺要求较高,若过滤器滤网目数较高,势必造成出水量减小不能满足要求,反之会出现水质含砂量超标,工程实施中进行大胆试验,选用了一眼试验井,该井位于安徽省界首市靳寨乡段寨行政村后段自然村中部,该自然村受益人口470人,经测算出水量10m3/h即可满足要求.     

污染水井封堵治理工程实例

针对阳泉市岩溶水深井存在的水质污染问题,在充分研讨、试验的过程中,提出分层封堵和定位封堵的方法,对污染含水层进行封堵、止水,阻断了各含水层之间的水力联系,有效地减少了地表水和浅层地下水污染后对深层含水层的破坏,同时对含煤地层和含石膏地层进行永久性封堵,进而达到减轻深层岩溶含水层的污染,在地下水污染治理上进行了有益的探试。     

浅层地热能不同开发方案对深层地下淡水咸化效应研究

为了保证浅层地热能可持续开发,同时控制深层承压淡水咸化,需评价浅层地热能开发对深层地下水咸化控制效应。基于地下水渗流、热量运移和溶质运移理论,以江苏省地质工程勘察院(南通分院)地下水源热泵系统为研究对象,建立松散孔隙地下水系统渗流—热量运移—溶质运移多场耦合数值模型,模拟预测了第Ⅰ承压含水层浅层地热能开发过程中地下水系统水位、温度、水化学浓度的演化规律,通过增大利用温差和减小夏季灌采比优化浅层地热能开发利用方案,定量评价增大利用温差和减小夏季灌采比对热贯通和深层地下淡水咸化的控制效应。结果表明：增大利用温差和减小夏季灌采比能有效缓解热贯通和深层淡水咸化的发展趋势,增大利用温差对深层地下淡水咸化的控制效应更为显著,减小夏季灌采比对热贯通的控制效应更为显著。     

睢县工业集聚区地下水资源分析

根据含水岩组的空间分布特征(成因类型、埋藏条件、水动力条件等)、水化学类型的地质环境特征和开采条件,将分布本区松散岩类含水系统分为浅层含水层组(简称浅层水)、深层含水层组。文章系统分析了睢县工业集聚区地下水资源状况,为睢县工业集聚区水资源的正常需求提供了保障。     

平原有咸水区浅层地下水开发利用研究

针对沧州市地表水匮乏、深层地下水严重超采现状,对浅层地下水开发利用进行了研究探讨.在对浅层地下水资源评价、浅层地下水开发利用存在的问题进行分析和全面认识地下水含水层水资源特点的基础上,阐述了建设浅层水含水层地下水库和大力开发利用浅层咸水的设想,提出了加强浅层地下水管理要与深层地下水统筹考虑,具体措施是:统一实施地下水压采;治理污染保护地下水;改革水价促进地下水合理开发利用.     

江汉平原地下水位动态变化特征分析

通过辨识江汉平原含水系统的水文地质结构,深入分析了地下水位动态变化特征及其影响因素,进而揭示了研究区地下水时空演变规律。结合地下水流系统分区分析了研究区的降雨-径流关系和地下水动态类型。同时,运用数理统计方法分析了累计水位升幅和累计降雨量之间的关系。结果表明:研究区内地表水除丰水期补给地下水外,其余时段地下水补给地表水;研究区不同含水层地下水位关系总体为深层孔隙承压水位中层孔隙承压水位浅层孔隙潜水位;研究区地下水对降雨入渗产生的滞后效应表现为低水位期滞后5~7 d,高水位期滞后1~2 d。研究结果对该地区地下水资源的评价管理具有现实意义。     

昌平区地下水氮素空间分布特征分析

对昌平平原区浅层、深层及基岩地下水的氮素空间分布特征进行了分析,从垂向和水平向对氮素分布情况作了对比,发现昌平平原区的浅层、深层及基岩层地下水中氮素含量较高,其中浅层地下水中硝态氮和氨氮含量较高,深层地下水为氨氮含量较高,基岩层亚硝氮含量较高,且从浅层到深层、基岩层．氮素含量逐渐降低。结合氮素的分布及迁移转化规律分析可知,研究区地下水氮素来源于地表含氮物质的下渗转化。     

真空混合管井降水技术研究与应用

在含有深厚软饱水土层、地层互层多、降深大的基坑降水工程中,为解决浅部黏性土层中的界面残留水、下部粉性土层中的微承压水、砂土层中的承压水问题,以上海某深基坑降水工程为例,将真空与管井降水技术相结合,提出由多级滤管组成的真空混合管井降水技术。通过数值模拟,确定了过滤管位置及长度,在保证降深的前提下使抽水量最小,与类似地层工程相比,该项技术降水效果明显更好。     

华北山前平原不同含水组垂向水循环规律

地下水是华北山前平原的主要供水水源,其资源属性一直存在争议。以正定试验基地为研究区,通过分析地下水化学、氘氧同位素、14 C测年等在垂向上的变化特点,对比不同含水组地下水与大气降水的氘氧同位素含量关系,研究华北山前平原典型研究区504m深度内不同含水组地下水在垂向上的循环规律,确定360m为该区地下水含水系统的内部界限,其上构成浅层含水系统,其下构成深层含水系统。     

上海地区特深圆形竖井开挖承压水控制技术及效果

苏州河段深层排水调蓄工程云岭综合设施和苗圃综合设施竖井基坑施工首次要求对上海地区第三层承压含水层水位进行控制。结合云岭综合设施特深圆形竖井开挖承压水控制工程实例,在分析承压含水层的分布特点和工程采取的降水措施的基础上,以工程实测数据为基础,分析软土地区深层承压水控制工艺和控制效果。结果表明：工程采取的竖井地墙和外侧防渗墙两层隔水措施,首次实现了上海地区第三层承压水降水,最大水位降深达到57.8 m,保证了基坑的稳定性。实测数据显示防渗墙外的水位降深小于防渗墙与围护结构之间的水位降深,水位降深速率具有相同的规律;各土层孔隙水压力变化与承压水降水相对应,承压水水位开始恢复后,迎土面深层孔隙水压力明显增大,且深度越深,孔隙水压力增大的趋势越明显,迎坑面水压力变化则较为平缓。所得结论可为今后上海地区类似工程施工和深层地下空间开发提供参考。     

悬挂式止水帷幕圆形基坑承压含水层地下水非稳定流计算

针对悬挂式止水帷幕基坑中复杂的地下水流动,建立了考虑止水帷幕的圆形基坑承压含水层地下水非稳定流动计算模型。通过对地下水流动计算模型的Laplace变换和有限Fourier余弦变换,推导了Laplace空间的水头降深解,采用Stehfest数值逆变换提出了悬挂式止水帷幕圆形基坑承压含水层地下水非稳定流水头降深半解析解。在验证计算方法正确性和数值逆变换计算准确性的基础上,利用工程实例验证了计算方法的工程适用性。分析了悬挂式止水帷幕插入深度对圆形基坑地下水流动的影响规律,阐明了止水帷幕对基坑内外地下水控制的积极作用,为合理开展悬挂式止水帷幕圆形基坑承压含水层的减压降水设计提供了计算方法。     

张掖盆地东段“三水”转化同位素特征

利用传统手段与环境同位素技术结合的方法,以水源地建设为例,分析研究了张掖盆地东段地下水资源的可更新性,揭示了水源地及其外围地下水含水层系统之间的补、径、排条件,初步分析了地下水水流系统,由此得出结论:深层承压水越流补给浅层水,同时也是泉水的主要来源。     

基于地统计学的伊犁-巩乃斯河谷渗透系数空间变异性研究

渗透系数的空间变异性研究是水文地质领域研究的热点问题之一,然而伊犁-巩乃斯河谷区渗透系数的变化规律尚不清楚,一定程度上制约了该地区地下水形成演化和资源评价的研究进程。运用地统计学理论和方法,进行了伊犁-巩乃斯河谷含水层渗透系数的空间变异性分析。结果表明:伊犁河谷西部平原区的潜水含水层的渗透系数服从Box-Cox变换的正态分布,承压水的渗透系数服从对数正态分布,变差函数均符合高斯模型;采用Kriging最优值理论进行了插值空间分析,潜水渗透系数插值结果表现为霍城县西部渗透系数偏高,伊宁县北部为渗透系数最小的区域,巩乃斯河谷地渗透系数较稳定;承压含水层渗透系数除察县附近外,总体呈现自东向西逐渐变小的特点;结合该区地形地貌和水文地质条件,划分了潜水和承压水的渗透系数分区,为地下水资源评价提供了关键水文地质参数。     

第二松花江流域平原区浅层地下水脆弱性时变特征分析

以第二松花江流域平原区为研究区,选择了地下水埋深、净补给量、含水层介质、土壤介质、地形坡度、包气带影响、渗透系数7个指标,运用DRASTIC评价方法对浅层地下水脆弱性进行了评价,进一步分析了地下水脆弱性评价结果的影响因素。结果表明:(1)地下水脆弱性分区在整体上具有空间分带特征性,并与地貌分区具有良好的一致性,其中河谷平原区由于地下水埋藏较浅,地下水脆弱性较高,污染风险大;(2)受地下水位变动以及净补给量的影响,具体地段的地下水脆弱性等级也具有较为明显的年际与年内变化特征,但整体区域上的地下水脆弱性的相对级别仍受地貌格局的控制。在开展区域地下水脆弱性评价时,应注意选择具有代表性的时段数据进行评价。     

北京平原区浅层地下水热泵系统承载能力评价

鉴于目前地下水热泵系统应用的无序性,为了科学合理地评价含水层对热泵系统的能量承载力,本文采用地下热传递数值法、能量均衡法和热量储存法评价了北京平原区单位面积含水层利用地下水热泵系统可承载的能量负荷,评价结果表明：数值法评价以保证热泵系统的运行效率为前提,客观反映了地下水抽灌行为,能够充分发挥热泵系统节能环保的优点,优于均衡法和热储法;热泵系统承载能力与含水层的厚度呈显著的正相关,山前地区含水层易于回灌,但热泵系统的承载力较小,而东南平原区承载力较大,但难以回灌。