松散介质地下储水空间特征分析

根据石家庄市水文地质条件分析了建设地下水库适宜的边界条件,确定其特征水位,并基于GIS技术计算得滹沱河地下水库的总库容为106.30亿m3,2006年6月30日实时腾空库容为33.51亿m3,且以2.46亿m3/a的速度增加。试验结果表明:滹沱河河道具有良好的入渗条件,渗水坑的静水入渗强度为0.59m/d,河道动水条件下平均入渗能力为8.27万m3/(km·d);该地下水库的有效蓄水率为80%～90%,随着人工补给量的增加有效蓄水率有减小的趋势。     

库尔勒城市供水二期工程水源地区域水文地质参数的分析

依据水源地区域的水文地质勘察、机井调查、水文地质试验以及相关资料,通过计算分析获得了水源地区域的渗透系数、给水度、渠系水渗漏补给系数、田间水灌溉入渗补给系数、潜水蒸发蒸腾系数和河道入渗系数等水文地质参数以及取值范围和特点。这些参数为水源地区域的地下水可开采量、补给量、水量均衡等的分析和计算奠定了基础,也为分析预测不同供水需求方案状况下地下水水位、水量特征及变化趋势提供了科学依据。     

临汾盆地地下水资源量分析

以2000年为基准年对临汾盆地地下水进行均衡分析,并利用GMS软件建立地下水三维数值模拟模型,计算了地下水补给量与排泄量.结果表明,2000年临汾盆地地下水补给(包括降水入渗、地表水入渗、侧向流入、河水侧渗、越流补给)量为650 251.81万m3,排泄(包括蒸发、开采、排入河道、越流排泄)量为70 956.67万m3,处于超采状态.提出了地下水资源可持续利用对策.     

基于长系列观测资料的干旱区降水入渗补给规律研究

利用新疆昌吉地下水均衡试验站地中蒸渗仪长系列(1992-2015年)降水入渗实测资料,探讨降水入渗补给过程中的滞后现象,分析影响降水入渗补给的主要因素;依据降水入渗补给系数研究降水入渗补给量随潜水埋深的变化规律,确定不同地层的最佳潜水埋深和稳定埋深。结果表明:在试验条件下,砂卵砾石地层和细砂地层最佳潜水埋深点为0. 5 m,轻黏土地层最佳潜水埋深点为0. 0 m;降水入渗补给量随潜水埋深的增大而减小并趋于稳定,稳定潜水埋深为6. 0 m。依据最佳潜水埋深点和稳定点建立了年降水入渗补给系数与潜水埋深间的指数型经验公式。     

滹沱河地下水库入渗试验成果与初步分析

通过以往水文地质资料及历年来滹沱河过水观测数据分析,滹沱河具备建设地下水库的水文地质、工程地质基础,其经济、社会和生态效益明显。要长期大规模调蓄引江水和上游水库水,使工程既在设计上合理可行,又能保证地下水环境良性循环,必需通过开展大规模入渗试验来进一步论证,确定河道入渗补给能力、模型参数和地层净化能力等一系列技术参数。文中对地下水库入渗试验成果进行了初步分析。     

考虑水文地质参数不确定性的地下水补给量可靠度计算

以山东省济宁市为例,考虑各水文地质参数的不确定性对地下水补给量计算结果的影响.计算主要包括大气降水入渗补给、浅层侧向补给和深层侧向补给三部分.在大气降水入渗补给量的计算中,运用水文统计理论和方法,得到了相应于丰水年、平水年、枯水年的年降水量,从而得到不同水平年的降水入渗补给量.然后考虑水文地质参数的不同分布概型,计算了两种不同分布慨型下的地下水补给量的可靠度.计算结果表明,按传统方法的计算,平水年时补给量为14 286×104m3/年,但此补给量的可靠度在两个方案中均不足50%.最后对参数的变异系数的取值进行了分析,结果表明,参数的变异系数越大,计算得到的补给量的离散程度也越大.     

基于MODCYCLE模型的农田降水入渗补给研究

利用MODCECLE模型对衡水野外试验田田间尺度下地下水的补给规律进行了研究.结果表明:2009年6-10月该典型区无灌溉条件下降水入渗补给量为12.1 mm,占总降水量的2.5%,有灌溉量的试验田块的入渗补给量为75.9 mm,占降水和灌溉量之和的13.64%;降水入渗补给曲线呈脉冲状;该地区降水强度大,入渗补给量就大,频率高、降水强度小的降水补给量相对较小;有效供水能力和初始含水率对入渗补给量的影响最为灵敏.     

地下水深埋区降雨入渗补给过程分析

降雨到达地面后，首先增大表层土壤含水率，当降雨量与雨前1m以上土层储水量之和大于田间持水量后，方可形成对地下水的入渗补给。根据8m蒸渗仪的资料，分析入渗补给过程和变化规律，并在常用的降雨入渗补给关系的基础上提出有效降雨量与入渗补给量的关系。     

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。     

大小凌河地表水对扇地地下水的补给分析

大、小凌河扇地地下水资源较为丰富,其中地表水补给为扇地地下水的主要来源,保护管理地下水从保护管理地表水开始。文中重点介绍河道渗漏补给量和地表水灌溉入渗补给量的分析情况。     

基于无资料地区地下水资源量计算方法的研究

地下水是指储存在地面以下饱和岩土孔隙、裂隙及溶洞的水。地下水资源量是指某时段内地下含水层接收降水、地表水体、侧向径流及人工回灌等项渗透补给量的总和。其中,地表水体渗透补给量由湖泊（水库、坑塘）周边渗透补给量、河道及渠系渗透补给量和田间灌溉入渗补给量组成。对无资料地区通常采用临近站地形、地貌等相似的地区借用其现有的水文资料来计算地下水资源量。文章对此进行探讨研究。     

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。     

海绵城市建设促渗保泉方案及其效果评估——以济南市海绵城市建设试点区为例

随着城市化的快速发展,城市不透水区域面积逐年增加,阻断了雨水的下渗通道,改变了区域雨水循环过程,导致洪涝风险增加、径流污染加剧、水资源流失、地下水补给涵养能力降低等问题。针对上述问题,以济南市海绵城市建设试点区促渗保泉为目标,通过对历史降雨资料和泉水水位数据分析,选择1985年作为泉水喷涌的典型年,采用变参系数法计算得出了典型年的地下水补给量为964.2万m~3,2015年作为水平年,其地下水补给量为698.8万m~3,因此,确定地下水补给目标增量为265.43万m~3/年。根据上述目标,并结合试点区水文地质条件和下垫面组成现状,提出了基于"源头—中途—末端"全流程管控的促渗保泉建设方案,借助于Infoworks ICM模型对试点区域进行集水区划分和子流域概化,以排水分区为单元,对促渗保泉方案的效果进行了连续模拟评估。结果表明:海绵城市建设后试点区域多年平均入渗量为1 479.4万m~3,大于964.2万m~3的保泉目标,试点区采用的75%的年径流总量控制率目标,基本可以满足促渗保泉的目标要求。济南市海绵城市建设对促渗保泉、涵养地下水源具有重要意义。     

石川河河谷区地下水人工补给潜力与补给方式

为实现石川河地下水位的有效回升进而维持采补平衡,需在该区实施地下水人工补给工程,并确定合理的补给位置及有效的补给方式。选取地下水埋深、坡度、含水层厚度、含水层渗透系数、与环境敏感区距离和给水度6个指标,运用空间分析技术对人工补给地下水地点适宜性进行评价;在此基础上建立三维地质模型分析典型人工补给潜力区的地层结构,探索可行的地下水人工补给方式。结果表明：适宜进行人工补给的高潜力和较高潜力区域主要分布在研究区中部及东南部,面积达48.01 km²,占研究区总面积的32.0%。建议：在石川河河道中上游高潜力和较高潜力区域的北部修建地表入渗池或渗坑;在河道中上游高潜力和较高潜力区域南部和河道中下游的较高潜力区域布设反滤回灌井群;可沿石川河河道中上游高潜力与较高潜力区域之间布置一条长约4.5 km的渗渠,利用河道进行入渗补给。研究结果可为地下水库的修建提供参考。     

会仙湿地岩溶地下水数值模拟

以会仙岩溶湿地的核心区域为研究对象, 基于研究区的地质条件和水文地质条件, 概化出水文地质概念模型, 运用 Visual MODFLOW 软件对会仙湿地地下水的分布特征进行数值模拟, 经模型识别与验证, 其模拟水位与观测水位取得较好的拟合效果。结果表明: 研究区地下水总体呈自北向南递减趋势流动, 北部补给区地下水位最高, 西南部排泄区地下水位最低, 南北地下水位平均差值为 7.34 m; 水位动态变化受降雨强度影响较大, 呈现出明显的季节性变化规律; 南部分水塘、睦洞湖等排泄带水源补给充足, 地下水位变幅不超过 1 m, 北部补给区的水位变幅在 3 m 以上; 经水均衡计算, 模拟期的地下水总补给量为 44 272. 92 万 m3 / a, 其中降雨入渗补给量占 76.85% , 地下水的总排泄量为 42 723. 06 万 m3 / a, 地下水开采量与蒸发量分别占 33. 86% 、36. 63% ; 研究区在模拟期内总体处于正均衡状态, 但处于负均衡的枯水月份占到 2/ 3, 湿地的退化直接影响其防洪调蓄和保水、蓄水能力, 使“ 旱期过旱、涝期过涝” 现象极为显著。     

黑河下游河道渗漏面积的估算及其精度初步研究

黑河流域是我国西北干旱区内陆河的一个典型流域,其下游生态环境用水主要来源于地下水,地下水的补给主要通过河流的渗漏过程,因此河道渗漏补给是下游生态用水的主要来源。定量确定河道渗漏水量之前,首先需要确定河道渗漏面积。由于野外条件的限制,河道过水过程中黑河下游狼心山至东居延海区间河道的渗漏面积实地测量非常困难。根据水文流量资料选取2001年、2002年、2004年、2009年四年中全断面过水ETM遥感影像数据,在此基础上,运用遥感与GIS技术研究了对应时间黑河下游河道渗漏面积。选取具有不同特征的五段河道,运用AutoCAD软件对遥感提取结果进行误差分析,得到平均相对误差为4.29%,证明直接利用监督分类方法提取得到的结果具有较高的精度。在此基础上,建立渗漏面积与河长之间的关系。为该区域的水文过程及河道周围生态环境等的研究提供了数据和研究基础。     

不同回灌补源模式下石川河富平地下水库数值模拟

石川河富平地区地下水长期处于采补失衡状态,大范围含水层被疏干,形成区域性降落漏斗,针对拟建的石川河富平地下水库,设置5种开采回灌方案,建立地下水流数值模型模拟不同方案下地下水库水位和蓄水库容变化情况。结果表明：各回灌方案在消除降落漏斗的同时,均能较好地恢复地下水水位,且不超过地下水库的调蓄上限水位;回灌量相同、回灌方式不同时,逐日回灌方式的水位恢复效果优于灌期+非灌期回灌方式,较2018年地下水水位平均抬升13.55 m,蓄水库容增加2.99×10⁸ m³;回灌量不同时,较大回灌量对地下水水位的影响大于回灌方式,即泾惠渠水源回灌时,水位抬升程度最大,为19.77 m,蓄水库容相应增加4.36×10⁸ m³。模拟结果可为地下水库的调蓄与运行提供参考。     

王赫生，李燕，周锴锷，张庆

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。     

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。     

包气带岩性结构对降雨入渗能力的影响

降水是鄂尔多斯盆地风沙滩地区地下水的主要补给来源之一,区内包气带岩性结构影响着降雨入渗补给地下水的过程。试验以该区两组均质结构(风积沙、风化砂岩)与两组层状"上粗下细"结构(风积沙-风化砂岩组、风积沙-淤泥质沙组)中水势和水量变化情况分析不同岩性中降雨入渗过程的差异性。结果表明:均质结构和层状"上粗下细"结构降雨入渗过程均呈线性变化过程,但是均质结构的累计入渗量为层状结构的1.5～3.0倍,更有利于降雨入渗;层状"上粗下细"结构中,岩性由粗到细水力梯度增大1.48～1.78倍,下覆细质土较大的水势梯度反映了其低渗性,且降水入渗过程与上覆粗质土无关,主要由下层细质土控制,下层细质土颗粒越细,入渗量越小,较细细质土的入渗量约为较粗细质土的0.66倍。研究结果对于提高鄂尔多斯盆地风沙滩地区水资源评价的准确性具有重要意义。