郑州地下水均衡试验场的改建工程——总体思路与应用展望

郑州地下水均衡试验场的改建,是由中国地质环境监测院主持的国家地下水监测工程中地下水均衡试验场的改建项目之一,由河南省地质环境监测院具体负责实施。文章详细论述了改建工程的总体思路、各实施环节的具体做法、运行及其应用前景。在改建时充分考虑到试验介质对河南省的代表性;试验柱要有较好的力学、热学性能;数据采集要全面自动化;监测面适当拓宽等。在总体思路下,设计了由玻璃钢材质构建的试验筒,选取河南省5个典型地貌单元采集的试验介质,构成了模拟包气带多层地质结构的1,2,3,5,7 m试验柱共计25个。围绕试验柱设计了能模拟控制水位埋深的自动补水仪25台,以及为了探测试验柱内水分运移信息设置了负压传感器140只、水分传感器（含温度）140只。数据采集采用了逐级集成的方法,大大简化了线路布设,据此设计了一台数据采集箱,可及时获得实验过程的环境信息。在试验场设置了能测定空气温度、空气湿度、气压、风向、风速、降水量、蒸发量的小型（主杆3 m）气象站一座;在试验场设置了太阳全辐射、太阳净辐射与太阳直射的观测仪各一台。试验场还设置了0.3 m2和1 m2口径的蒸发量（含降水量）对比观测设施一处。要真正解决试验成果的实际应用问题,应注意开展野外包气带参数的研究。     

郑州地下水均衡试验场的改建工程——试验场监测资料的推广应用核心问题

郑州地下水均衡试验场的改建,是中国地质环境监测院主持的国家地下水监测工程中地下水均衡试验场的改建项目之一,由河南省地质环境监测院具体负责实施。针对场地尺度均衡试验资料推广至野外生产实践核心问题,采用确定型模型(水分运移方程)和随机模型(区域性包气带参数)相结合的研究方法。拟选黄河南冲洪积区24 km~2作为野外试验场地,通过场地上有限数量的采样,标定该场地包气带参数变异性特征,并借助于区域气象资料,结合地下水均衡试验场所建土壤水分运移数学模型成果,计算区域降雨入渗补给量与潜水蒸发,为地下水资源评价、地质环境评价及地下水资源可持续开发利用提供科学依据。同时也为大范围土壤面状污染评价工作奠定基础。     

地矿部地下水均衡试验研究现状与展望

1 引言地下水均衡试验研究工作是水文地质、环境地质工作的重要内容之一,其试验研究成果是正确评价地下水资源、地质环境的基础和重要依据。作为地下水勘查主要部门的地矿部已在全国(尤其是北方地区)建立了众多的地下水均衡试验场,积累了大量的监测资料,取得了不少实用价值很高的试验研究成果。作者有幸参加了1990年10月在北京召开的地矿部“全国地质环境监测总站工作会议”和1992年9月在     

单县引黄灌区工程地质条件评价

单县引黄灌区属于黄河冲积平原,通过对所在区域地质概况、工程水文地质条件进行分析,并对稳定性进行评价,评价结果可知,勘察区地势相对较平坦,地貌单元属于第四纪黄河冲积平原,区内土的类型为中软场地土,场地类别为Ⅲ类,属建筑抗震不利地段;场地15. 0 m深度范围1层、2层和4层为液化土,地下水属第四系孔隙潜水。评价结果可为设计施工提供详细的工程地质资料和设计技术参数,以解决不利地质条件产生的影响,保证工程后期运行安全。     

Ⅳ级自重湿陷性黄土区客运专线铁路路堤处理地基的现场试验研究

试验段为自重湿陷性Ⅳ级黄土场地,分3种不同地基处理措施试验分区,分区之间设地基不处理过渡段。柱锤冲扩桩段对22 m深湿陷性黄土层全部处理,水泥挤密桩段仅处理上部15 m深湿陷性黄土层,强夯段处理上部6 m深湿陷性黄土层。结果表明,处理深度范围内黄土的湿陷性已消除,地基承载力均大于标准值。柱锤冲扩桩与水泥土挤密桩复合地基沉降量小于15 mm,满足高速铁路对工后沉降量的要求,而强夯地基的沉降量不满足要求。柱锤冲扩桩区段,桩间土的最小和平均挤密系数不低于0.88和0.93的标准,但是桩身平均压实系数和压缩模量却分别低于0.97和100 MPa的标准。水泥挤密桩区段,桩间土的最小和平均挤密系数、桩身平均压实系数和压缩模量也低于同样的标准值。强夯地基的压缩模量小于15 MPa的标准。检测标准的合理取值有待深入研究。     

黄河冲积平原灌溉入渗研究

黄河冲积平原面积广大,农田灌溉频繁,灌水量大,在地下水资源评价时对灌溉入渗系数取值困难。本文在现场灌溉入渗试验的基础上,分析包气带岩性及结构、水位埋深、灌溉水量对灌溉入渗系数的影响,总结提出了多种条件下灌溉入渗系数的取值范围。在单位灌水量40～60m3／亩和水位埋深小于4m、4～8m、大于8m的井灌区中,当包气带岩性为粉土、粉砂时,灌溉入渗系数可分别取值0．21～O．10、0．10—0．05、0．05～0;当包气带岩性夹有粉质粘土层时,灌溉入渗系数可分别取值0．15～0．09、0.09—0．05、0．05～0。在单位灌水量较大的渠灌区,灌溉入渗系数可按单位灌水量的增大倍数而增加,由此为黄河冲积平原区地下水补给量计算中灌溉入渗系数的确定提供了依据。     

基于现场双管试验确定弱透水层水力参数的方法

弱透水层水力参数对基础工程设计、建设和地下水资源评价、地下水污染预测具有重要意义。现提出一种现场确定含水层系统中弱透水层水力参数的钻孔双管试验方法。利用麻花钻钻孔,到达地下水位线以下揭露到目的层位后布设外管,以起到护壁防止土层塌孔的作用。在外管内通过锤击的方式将内管嵌入到目的层中,使其下部管中有一定厚度的土样作为现场固定试验土柱。待内外管中地下水位稳定后迅速加高内管水头,并通过马里奥特瓶装置保持定水头。建立钻孔双管试验土柱的数学模型,推导了土柱顶底面单位面积流量随时间变化的解析解,将其无量纲化后作出标准曲线。作为该方法应用的实例,在长江下游三角洲苏锡常冲积平原的常州天宁区德安医院附近的空旷场地进行了专门的钻孔试验。确定了该地区的细砂质粉土和粉质黏土的渗透系数和贮水率分别为：K=1.66×10?6 m/s,?s =8.21×10?3 m?1;K=6.06×10?7 m/s,?s =2.26×10?3 m?1。结果表明,该方法对于现场确定弱透水层的水力参数有较好的适用性。     

河南西部黄河流域土壤侵蚀类型

豫西黄河流域是黄河泥沙的产区之一,严重的水土流失使黄河下游泥沙、洪水问题更加严峻.通过对研究区土壤侵蚀的地质环境及形态类型的调查研究,分析了研究区控制土壤侵蚀的主要地质环境特征,在此基础上依据不同地质环境特征,主要考虑地形地貌类型和地层岩性等地质环境条件的差异,将研究区土壤侵蚀环境类型划分为基岩山地丘陵侵蚀、黄土塬梁峁...     

层状土壤上升毛管水运移特性试验研究

通过室内土柱模拟试验,进行了层状土与均质土的对比试验,对层状土壤毛管水运动特性进行了研究,分析了层状土壤毛管水上升高度、速率及地下水补给量与时间的关系,并研究了毛管水上升高度与地下水补给量之间的关系。结果表明,砂层对毛管水上升的高度、速率以及地下水补给量有明显影响,砂层对于水分有着明显的阻滞作用。     

郑州地下水均衡试验场的改建工程——主要测试设施与数据自动化采集

郑州地下水均衡试验场的改建,是由中国地质环境监测院主持的国家地下水监测工程中地下水均衡试验场的改建项目之一,由河南省环境地质监测院具体负责实施。科学技术的发展,为试验场观测数据采集的自动化奠定了良好基础。试验场数据采集需要自动化的有:3m高主杆气象站测试系统;太阳全辐射、太阳净辐射、太阳直射观测仪,E—601蒸发仪,5TM含水率、温度传感器,自动补水仪,负压测量仪。除后两项外,其他需要数据采集仪器已经市场化。后两项是作者的发明与实用专利。自动补水仪是用来模拟地下水位埋深的设备,它是以传统的马里奥特瓶补水原理为基础,采用控制电路使其可以自动补给因蒸发而消耗的水量,同时还可以记录降水的历时过程。负压测量是利用空气运动黏度约大于水运动黏度的15倍这一特性,即当水刚通过多孔瓷头时,气体不能通过多孔瓷头,据此设计了在包气带中能测定负压的传感器。数据采集则应用了惠斯登电桥平衡的补偿原理。由于控制、供电、采集数据的电缆过多,因此数据自动化采集系统应用了三级采集、逐级集成的方案。     

华北平原地下水脆弱性评价

针对华北平原地域广阔,地貌和水文地质条件复杂、地下水开发利用程度高,地下水位埋深、包气带和含水层岩性差异性大等特点,基于大量钻孔和地下水位监测资料,厘定了包气带岩性和地下水位埋深变化对脆弱性评价影响,进而建立适宜华北平原的DRITC评价指标体系,并应用于华北平原地下水脆弱性评价。评价中,根据华北平原水文地质条件,划分4评价分区,剖分2 km×2 km单元34 253个,采用地下水位埋深、净补给量、包气带岩性、含水层累积厚度和渗透系数5个因子作为评价指标,求得地下水脆弱性综合指数及脆弱性分布图。结果表明,华北平原山前冲洪积扇和古黄河冲洪积平原的现代黄河影响带地下水脆弱性高或较高。野外采样7 472组地下水有机污染测试分析结果佐证,脆弱性高或较高区有机污染检出项数多,其他地区较少,由此验证评价结果的客观性。     

黄河冲（淤）积粉质二灰土的配合比研究

试验研究了黄河冲（淤）积粉质二灰土的配合比问题。分析了黄河冲（淤）积粉质二灰土的强度标准龄期;研究了土质、二灰比、二灰含量对二灰土强度的影响规律;提出了黄河冲（淤）积粉质二灰土配合比设计的新思路。研究认为,对于黄河冲（淤）积粉质二灰土,应以21 d无侧限抗压强度作为配合比设计的依据;黄河冲（淤）积平原区土质适宜的二灰比为1：3,适宜的二灰含量在32 %～40 %之间;土中<0.005 mm颗粒含量、土的有机质含量,以及二灰土的粗细颗粒比Cf值对黄河冲（淤）积粉质二灰土的强度具有重要影响,且呈现规律性变化;当土中<0.005 mm颗粒含量在17 %～27 %之间时,黄河冲（淤）积粉质二灰土可获得较高的强度。     

河南新乡第四纪地层划分与沉积环境分析

新乡位于豫西北山地与豫东平原过渡位置,黄河冲积扇的不断发展以及第四纪早期的新构造运动对该区第四纪沉积过程产生影响。通过对新乡多个钻孔岩心进行系统性描述、年龄测试、沉积相分析以及钻孔地层间对比分析,结果显示：黄河冲积扇的发展及黄河主河道的南北向迁移,是研究区第四纪沉积过程的重要影响因素,研究区第四纪沉积相以河流相为主,横向上对比良好;多个场地的钻孔揭示研究区全新统厚度约10 m,平均年龄95 ka左右;更新统上部厚度约69 m,平均年龄129 ka左右;更新统中部厚度约55 m,平均年龄小于829 ka;更新统下部未见底。在第四纪早期,黄河冲积扇主河道在研究区西侧,尚未发育到新乡地区,对该区的影响较小,以细粒的泛滥平原沉积物为主;第四纪中期,黄河冲积扇快速向东部发展,河道迁移至研究区北东侧,沉积了明显的河流相,砂体厚度明显增加;第四纪中晚期,基本继承前期的河流相沉积,随着河道南迁,砂体含量有所下降。受到新构造运动的影响,新乡地区第四纪地层北东部出现沉积间断,并且局部地区出现差异沉降,北东侧地势高于南西侧。     

Hydrochemical and isotopic study of groundwater in the Yinchuan plain, China

The Yinchuan plain is located in the arid climate zone of NW China. The western margin of the plain is the Helan mountain connecting a series of normal slip faults. The eastern margin of the plain connects with the Yellow River and adjacents with the Ordos platform. The south of the plain is bordered by the EN fault of the Niushou mountain. The bottom of the plain is the Carboniferous, Permian, or Ordovician rocks. Based on the analysis of groundwater hydrochemical and isotopic indicators, this study aims to identify the groundwater recharge and discharge in the Yinchuan plain, China. The hydrochemical types of the groundwater are HCO₃–SO₄ in the west, HCO₃–Cl in the middle, and Cl–SO₄ in the east. The hydrochemical types are HCO₃–SO₄ in the south, HCO₃–Cl and SO₄–HCO₃ in the middle. The hydrochemical types are complex in the north, mainly SO₄–HCO₃ and Cl–SO₄. Deuterium, ¹⁸O, and tritium values of groundwater indicate that groundwater recharge sources include precipitation, bedrock fissure water, and irrigation return water. Groundwater discharges include evaporation, abstraction, and discharge to surface water. According to the EW isotopic profile, the groundwater flow system (GFS) in the Yinchuan plain can be divided into local flow systems (LFS) and regional flow systems (RFS). Groundwater has lower TDS and higher tritium in the southern Yellow River alluvial plain and groundwater age ranges from 6 to 25 years. The range of groundwater renewal rates is from 11 to 15 % a^?1. The depth of the water cycle is small, and groundwater circulates fast and has high renewal rates. Groundwater has higher TDS and lower tritium in the northern Yellow River alluvial plain. The range of groundwater age is from 45 to 57 years, and renewal rate is from 6 to 0.1 % a^?1. The depth of the water cycle is larger. Groundwater circulates slowly and has low renewal rates.     

黄河下游(河南段)浅层地下水质量评价

黄河下游冲积平原区地下水的开发利用，以开采浅层地下水为主，其质量问题日益成为人们关心的焦点。本文在对大量水样资料分析的基础上，从污染评价、饮用水评价、农业灌溉用水评价、工业锅炉用水评价及综合评价等五个方面对黄河下游（河南段）地下水质量进行了评价。     

Soil genesis and clay mineralogy on Aliabbas River Alluvial Fan, Kerman Province

Alluvial fan is among the important geomorphic positions in arid and semi-arid environments, and the history of settlement in central parts of Iran plateau has significantly been related to this landform. Soil properties are also related to the stability and the position of geomorphic surfaces. To study and compare clay mineralogy and soil physicochemical responses to geomorphic positions, 11 representative pedons on stable and unstable alluvial fan surfaces and plain geomorphic position in a transect from Sarcheshmeh Mountains toward Rafsanjan Plain were studied. Soil moisture and temperature regimes of the area were aridic and mesic, respectively. Smectite, kaolinite, chlorite, illite, and palygorskite clay minerals were found in almost all the studied soils. More salinity was investigated in stable alluvial fan surfaces than unstable positions. Evidence of a more humid paleoclimate shown by buried Bt horizons in plain surface was observed. Transformation of palygorskite to smectite in surface horizon of unstable alluvial fan position and preservation of palygorskite associated by gypsum crystals in By horizon of stable fan surfaces were among the important findings of the research. There was a significant and mutual relationship between geomorphology and physicochemical and mineralogical properties of soils under study.     

排水板和砂井联合堆载预压加固海相软土地基的工作性状的现场试验

针对场地内夹杂岸堤、塘埂和人行道路网的深厚海相软土地基处理,提出塑料排水板和袋装砂井联合堆载预压加固方法,并通过现场试验研究该类地基在路堤填筑及堆载预压过程中的地表及深层沉降特性、超孔隙水压力消散机制和地基水平位移规律等工作性状。结果表明,采用该方法处理深厚海相软土地基具有良好的加固效果,地基沉降大部分在填筑期和预压期间发生,有效降低了场地的工后沉降和施工工期,可为沿海深厚复杂海相软土地基加固处理提供参考;塑料排水板和袋装砂井联合堆载预压处理地基的沉降-时间曲线呈多级式发展,袋装砂井处理部位的沉降量小于塑料排水板处;软基上部土体的排水效果明显优于中、下部土体,排水板处理区域的超孔隙水压力大于砂井处理区域;软基顶部土体向堆载区域移动,地表3 m以下的软土层被挤向堆载处理区域外。     

CFG桩和碎石桩复合处理液化土层的设计与施工

采用CFG桩和碎石桩相结合的复合地基方法处理黄河冲积平原新近沉积液化粉土地层，CFG桩属刚性桩，主要提高地基承载力，碎石桩则主要消除粉土层液化问题，通过该工程设计及实践，该复合地基方法处理黄河冲积平原液化地层的方法是可行的。     

黄河冲积扇平原浅层地下水中氮循环对砷迁移富集的影响

黄河冲积扇平原浅层地下水砷含量超标情况严重,豫北平原的主体是黄河冲洪积扇平原.全面了解豫北平原浅层地下水氮循环驱动下砷的富集模式,对地下水资源的可持续利用和居民健康至关重要.本文采集豫北平原513组浅层地下水样品,采用原子荧光光谱法测定砷含量,原子吸收光谱和离子色谱等方法进行全分析及微量元素分析,对该地区高砷地下水的水...     

黄河冲积扇对中原城市群的地质控制作用

黄河冲积扇是中国中东部山前地区最大的冲积扇,其主体位于河南省。黄河冲积扇的形成发育的地质环境条件,冲积扇的地层岩性结构、水文地质特征,以及与其相邻地貌单元的地质和资源条件共同决定了中原城市群各城市的分布、发展规模、发展方向、产业结构等要素。通过黄河冲积扇的形成演化和本身地质、水文地质条件研究,从地质角度分析和探讨了中原城市群城市可持续发展的有利条件和影响因素,旨在为中原城市群的规划、建设提供地质科学依据。