北京地下水库建库条件初步分析

北京市是严重缺水的国际大都市,目前人均水资源量仅106m~3,远低于国际人均水资源占有量1000m~3的重度缺水标准,长期主要靠超采地下水来保证城市供水,造成地下水位持续下降,2011年末平原区地下水平均埋深约25m,比1960年下降了21.75m,地下水~储量减少了110多亿m~3,在北京5大水系的山前冲洪积扇中上部均形成了储存空间巨大的地下水库。本文分析了北京地下水库条件、调蓄库容、回灌方式和入渗能力等,并提出了北京建立地下水库的有关建议。     

沁水河地下水库建设环境地质条件分析

地下水库是增加水资源的一种有效手段,为解决烟台地区用水紧张问题,在沁水河流域修建地下水库。根据沁水河地下水库的水文地质、工程地质条件确定地下水库截渗坝的位置及长度,确定库容量为5 100万m3。利用水均衡法对地下水库人工调蓄效果进行计算和评价,结果显示:人工干预增加可开采水资源量为1 250万m3/a;工程地质方面,变质岩下伏于第四系,并广泛分布,具有建库的优势;环境地质方面,建库以后能在很大程度上解决海水入侵问题,但是库区距离市区较近,库区内存在一定程度的地下水及土壤污染。综合分析,沁水河流域修建地下水库是可行的。     

海河流域平原区适宜建地下水库区域分析

根据地下水库构建要素,对海河流域平原区地下水库成库条件进行分析,得到海河流域平原区可作为地下水库的适宜区域。海河流域平原区建设地下水库比较理想的是山前冲洪积扇地区和岩溶介质区,共8个区域,库区总面积3 332.3 km~2,调蓄总库容49.89亿m~3。     

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。     

地下水库综合效益评价研究

地下水库综合效益评价对地下水库的规划、建设和管理具有重要的科学意义和应用价值。为研究地下水库在修建和运行过程中对水资源、生态环境、社会经济的影响,在对地下水库综合效益内涵探讨的基础上,从整体角度构建地下水库综合效益评价指标体系,以拟修建的陕西省石川河富平地下水库为例,选取适宜的指标,采用实数编码的加速遗传算法优化投影寻踪分类模型,对基准年2018年和规划年2030年石川河富平地下水库综合效益进行评价。结果表明：石川河富平地下水库效益良好,地下水库修建后运行至2030年时,具有较好的生态维护价值和水资源恢复效果,间接论证了修建该地下水库的必要性,为其后续规划设计和管理运行提供了重要的决策支持。该评价指标体系切实可行,可广泛应用于地下水库综合效益评价。     

潮白河冲洪积扇地质结构与地下水库动态模拟研究

文中以潮白河冲洪积扇为研究对象,基于GMS与GOCAD软件平台,构建三维地质模型及地下水库补给与消耗的动态模拟展示模型,形象地模拟及展示了研究区地下水库地质结构特征及地下水库人工调蓄动态演变过程,为地下水库工程前期论证和建设提供了设计依据。结果表明,北京市潮白河冲洪积扇中上部地区现分布有众多水源地,可利用其水文地质条件建设地下水库。在水源地调整开采,人工地下水回灌条件下,潮白河地下水库出现了大面积的地下水位上升,实施调蓄对地下水资源的恢复起到了良好的作用。     

黄水河地下水库管理数值模拟研究

合理建设和管理地下水库是我国北方地区合理利用水资源的有效途径。山东省的胶东半岛山前平原和山间平原冲积层实际上是一个巨大的天然地下水库，具有埋藏浅、易采易补的特点。有关地下水库库区选择与勘察评价建坝防治海水入侵、回灌井建设、水源地合理布局与库区地下水保护、监测与管理等亟待进行系统地专门研究。依据山东省龙口市黄水河地下水库的运行管理需要，在系统总结地下水库模式的基础上，建立了地下水库管理数值模拟模型，根据实际开采量和模型识别所取得的参数，对4枯1丰的地下水库调蓄调控周期进行了模拟，为连续枯水年制定合理的补源工程规划和调度运行应急预案提供了科学依据。     

同位素溯源解析地下水库对地下水氮分布影响

以山东省王河地下水库为研究对象,利用氮氧双同位素分析地下水库的氮分布特征、来源以及转化过程,并利用IsoSource软件计算了不同污染源对地下水的贡献比例,进而分析地下水库对地下水中氮分布的影响。结果表明:库区内地下水中NO_3~-和TN浓度高于库外地下水,并且空间差异性小,地下水氮来源以化肥为主;库区内地下水中存在着反硝化过程,库区外地下水氮来源以海水养殖和化肥为主;地下水库阻隔了氮的水平流动,造成库区内地下水中氮的累积,进而增强了氮的反硝化作用。     

新疆博尔塔拉河地下水库建设条件分析

本文通过水文地质调查、地球物理EH4电测深、遥感、钻探、抽水试验等方法对新疆博河谷地地下水库的成库条件、地下水的储水空间、水力传导条件、水量交换条件和地下水库的开采条件进行了分析研究，并根据地下水库发育河段的地下水位埋深提出了相应的地下水开采方案。分析结果可为博河地下水库的建设提供设计依据，为干旱地区地下水库的研究提供参考。     

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。     

基于地下水回灌试验及数值模拟的秦岭山前洪积扇地下水库调蓄功能研究

实施秦岭山前截洪引渗工程,充分利用地下水库调蓄能力,对于解决水资源时空分布不均、改善关中地区水资源短缺、提高水资源利用率有重要意义。为进一步研究秦岭山前洪积扇地下水库调蓄功能,选取太平河洪积扇进行地下水回灌试验,并使用Visual MODFLOW软件对调蓄功能进行数值模拟。结果表明:在所设计的4种调蓄方式下,平均调蓄深度约为10 m,太平河、秦岭山前洪积扇调蓄估算量分别为3374.8万m3、27.04亿m3,如适度加强补采,可激发更大调蓄潜力。     

2000—2014年塔里木河下游地下水补给量及合理需求量

以塔里木河下游为研究区,以区域内9个固定监测断面为基础,依据断面内各个地下水监测井,收集了输水前和第15次输水后的地下水位数据,结合土壤饱和差计算方法,分析了第15次输水后的地下水补给量,并联系植被生长所需的合理水位探讨了地下水到达合理水位所需的水量,以期评价生态输水的阶段性效果,为调整生态输水方案提供理论参考。结果表明:(1)生态输水前地下水埋深在6~13 m之间,第15次生态输水后,地下水最大升高幅度达到8.26 m;(2)第15次生态输水后,塔里木河下游地下水补给量约为20.44亿m3;(3)为使地下水达到植被生长所需适宜水位,塔里木河下游地下水的合理需求量约为24.08亿m3。     

Rain and groundwater as phosphorus sources of a small reservoir

At Broa hydroelectric reservoir 82% of phosphorus (P) input is from rivers, 12% from groundwater seepage input and 6% from direct rainfall. The reservoir retains 15% of incoming P, corresponding to 73 mg/m²/year sedimentation. Proportions of water input are 36% from groundwater seepage in the dry season and 68% from seepage and 3% from direct rainfall in the rainy season; the remainder comes from rivers. Average P concentration during the 1996 rainy season was 27 μg/L in rain, 6.1 in groundwater, 68.54 in rivers and 33.56 in outflow.     

库区洲滩潜流带温度示踪流速计算方法

以澜沧江漫湾库区洲滩为研究对象,实时监测水库运行期间洲滩监测井水位和水温变化过程,依据水位和水温数据,分别用水动力学法和温度示踪法核算流速。结果表明:在计算库区水位波动引起的潜流交换上,Hatch相位法具有更高的准确性,监测时段内的潜流交换流速和交换量分别为-5.87×10~(-5)~12.92×10~(-5)m/s和2.66m~3。在计算库区与洲滩补给和排泄过程中的峰值流速时,Hatch相位法的计算结果均较水动力学法滞后。在空间上,洲滩深度越深,流速越小,不同深度流速曲线规律基本一致。     

干旱区库坝工程对地下水的影响

为揭示干旱区库坝工程对车尔臣河中下游地下水位的影响,基于水文地质、气候变化以及当地灌溉等相关数据,应用GMS构建地下水模型,对地下水流场的变化进行了模拟预测研究。结果表明:①车尔臣河流域模拟区地下水多年均衡量为1 170.74×10~4m~3,表现为微弱正均衡,多年地下水水位上升约13 mm,地下水水位总体呈现微弱上升趋势; ②从整个区域角度而言,建坝前后地下水流场趋势并没有出现显著变化,但是局部地区流场变化较明显,主要是灌区和下游入湖区段,受影响的地下水位变幅为0.4~0.8 m,而南北两侧可能受影响宽度范围约1 km。     

阜阳市农灌区浅层地下水安全开采量评价

针对阜阳市农灌区水文地质条件和浅层地下水运动特点,建立区域浅层地下水多年调节计算模型,通过调节地下水开采量使调节计算末期地下水位埋深能够恢复到起调埋深,达到多年水均衡,得到阜阳市浅层地下水安全开采系数与安全开采量。1956—2010年长系列的计算结果表明,阜阳市多年平均浅层地下水总补给量为17.856亿m3,安全开采系数为0.469,安全开采量为8.374亿m3;结合以农灌区为主的阜阳市用水过程特点,采用等比例法对浅层地下水安全开采量进行年内分配,确定了阜阳市浅层地下水的年内逐月安全开采过程。     

台州城市规划区地下水应急供水研究

结合台州城市规划区城市供水设施现状,在满足水量、水质及开采条件的基础上,优选了3处河谷孔隙潜水和2个孔隙承压含水层地下水应急水源地,并利用visual MODFLOW软件建立了孔隙承压水地下水流与溶质运移数值模型。计算的河谷孔隙潜水允许开采资源量为455.53×10~4m~3/a,孔隙承压水年均补给总量为472.3×10~4m~3。在遵循应急供水的原则下,设置了三级、二级和一级预警开采方案,计算结果均能满足应急供水要求。并预测评估了应急开采后的地面沉降、咸水入侵等地质环境问题,结果表明产生的地面沉降最大量为一级预警的14.2mm,相对可控,咸淡水界线移动不明显。     

Quantitative Estimation Models and Their Application of Ecological Water Use at a Basin Scale

Ecological water use (EWU) is urgent in need in the lower reaches of Tarim River in China. Estimation of water amount for EWU is depending on some parameters and modeling. EWU is mainly consists of two parts in no runoff area in the basin, i.e. total water amount for restoration groundwater table and total stand water amount of the all river courses. The former is including water amount for restoration of groundwater table, lateral discharge and evaporation of water surface. The estimated values are 8.18 × 10⁸ m³, 0.68 × 10⁸ m³/a and 0.132 × 10⁸ m³/a respectively. Based on the groundwater depth rising 4.0 meters requiring 5 years, the total water amount for restoration groundwater table is 2.448 × 10⁸ m³/a. The latter, i.e., total stand water amount is 1.992 × 10⁸ m³/a. However, the development of water management measures could alleviate the issue and lead to sustainable EWU in the lower reaches of Tarim River.