遥感技术和FEFLOW在北京市平原区地下水合理开发利用中的应用

在分析水文地质条件的基础上,采用遥感技术准确确定了北京市平原区地下水系统边界,并建立了地下水系统概念模型。采用基于有限元原理的FEFLOW软件建立了相应的地下水数值模拟模型,以2000年到2003年连续4个枯水年的地下水位动态资料对模型进行了验证和识别。运用识别后的模型进行了现状地下水水均衡、各典型水文年的补给量和开采潜力分析,并提出了地下水合理开发利用对策。研究表明识别后的模型置信程度较高,反映了实际的水文地质条件;2000年至2003年地下水系统均衡分别为-7.73亿m3、-6.02亿m3、-5.95亿m3和-4.38亿m3,补给总量分别为16.98亿m3、18.68亿m3、18.75亿m3和20.32亿m3;多年平均地下水补给资源量为22.98亿m3。平谷和昌平地区地下水还有开采潜力,密怀顺平原和城近郊区地下水已过量开采。地下水的合理开发利用应致力于开源节流、地表水地下水联合调蓄和中水回用。     

甘肃省地下水资源及其开发利用状况研究

甘肃省地处我国西北内陆,地下水资源匮乏,水资源供需矛盾突出,查明地下水资源大账显得十分必要。本文在全面收集和分析以往不同时期水文地质勘查及研究成果基础上,按不同水文地质单元、行政区划、地貌单元较系统地总结了各区地下水资源量,简要分析了开发利用状况。结果表明,甘肃省地下水天然补给资源量132.79×108m^3/a。其中,内陆河流域51.80×108m^3/a,黄河流域47.07×108m^3/a,长江流域33.91×108m^3/a;西部地区57.86×108m^3/a,东部地区20.97×108m^3/a,南部地区53.95×108m^3/a;山区80.98×108m^3/a,平原区51.80×108m^3/a。全省现有地下水开采机井约3.5×104眼,地下水开采量26.2×108m^3/a,地下水可开采资源量53.89×108m^3/a。西部地区开发利用程度较高,尤其是石羊河的民勤县地下水严重超采。东部和南部地区开发利用程度较低。     

黑河流域中西部子水系水资源分布特征研究

根据研究区的气象、水文、地质和冰川等资料,结合野外调查,研究了黑河流域中西部子水系的降水资源、冰川资源、地表水资源、地下水资源、水资源总量及其时空分布特征.山区水资源主要由祁连山南部的降水、冰雪融水等形式补给,以冰川、地表水、地下基流形式存在,冰川融水补给量为0.5532×108m3,地表水资源量为11.64×108m3,出山口基流量为5.264×108m3.河流进入山前平原后,地表水与地下水多次重复转化,南盆地地下水资源量为8.74×108m3,北盆地地下水资源量为2.06×108m3.中游耗水量的增加,加剧了中游和下游地区用水矛盾.对河流水质现状进行了分析评价,中、下游受生活污水、工业废水、农业退水的影响,河流水质较差.随着张掖市节水型社会建设和黑河流域综合治理的逐步推进,黑河流域中西部子水系的水资源问题日趋突出,研究水资源的分布特征,可为区域水资源的管理调度、可持续利用提供科学的决策依据.     

河北平原地下水资源与可持续利用

河北平原是我国水资源供需矛盾最为突出的地区之一,自70年代以来大量动用地下水的储存量,导致山前局部地区浅部含水层疏干,中东部平原深层地下水水位大幅下降,并诱发了地面沉降等一系列环境地质问题。河北平原地下水总补给量约139 62×108m3 a,可采资源为107 75×108m3 a。1985～1995年地下水平均开采量133 1×108m3 a,即平均超采25 35×108m3 a,其中深层淡水超采10 01×108m3 a。本文提出调整布局,充分挖掘地下水资源潜力。河北平原中东部咸水分布区的浅层淡水分布面积17857km2,尚有约20×108m3 a的开采潜力。节约挖潜,调整产业结构,使工农业结构及人口适应水资源的承载力。合理调控地下水的开采深度,浅层水循环交替积极,具有开放性和可恢复性,采补均衡的着力点应放在浅部。地下水资源的可持续利用与社会经济可持续发展的结合点,在于维护浅部地下水动态均衡上。     

卫宁北山山前地下水特征分析及水质评价

以卫宁北山石空段地下水为研究对象,结合中宁平原盆地已有的地质、水文地质资料,介绍了山前地下水水文地质、赋存、补给径流排泄特征、水化学特征和地下水变化动态。地下水受构造地貌控制由山前流向黄河,补给来源主要为大气降水,水岩相互作用从A1—A5点以溶滤、A6—A7混合作用为主,逐渐演变成A8—A10的以浓缩-蒸发为主。水质测试表明:地下水由山前至滨河由苦咸水转化为淡水(微咸水),水化学类型由Cl·SO4-Na(Cl·SO4-Na)型转为HCO3·SO4-Ca·Na型,平原区水质属于较差类别。受人类活动影响,主要污染物为氨氮等。     

潮白河再生水补给河道对周边浅层地下水影响的数值模拟研究

再生水在北京被广泛用于补给河道,2007年底至2017年共有2.3×108 m3再生水补给至潮白河顺义段。其污染物本底值较高（Cl?浓度约62~122 mg/L）,通过河床入渗补给到周边的含水层中,对周边地下水产生一定影响,尤其是浅层地下水。为了定量评价再生水补给河道对周边浅层地下水的影响,基于10年（2007—2017）的地下水监测数据,建立了再生水补给河道周边的地下水水流和溶质运移模型,模拟了受水区浅层地下水的水位和Cl?浓度的变化,分析了浅层地下水水量、Cl?负荷和NO₃-N负荷的变化。结果表明,再生水补给河道后的前2年（2007—2009）,河道周边浅层地下水水位迅速抬升了3~4 m,之后在再生水的持续补给下保持稳定。但受深层地下水开采影响,2007—2014年研究区整体浅层地下水的水量仍在下降。2014年底实施地下水压采措施后,浅层地下水水量从2014年底的3.76×108 m3恢复到了2017年底的3.85×108 m3。周边浅层地下水中的Cl?浓度从再生水补给前的5~75 mg/L变化到了补给后的50~130 mg/L,之后保持稳定。浅层地下水水质受再生水影响的范围从2008年底的11.7 km2扩大到2017年的26.7 km2,影响区内的Cl?负荷从2008年底的1.8×103 t增加到2017年底的3.8×103 t,NO₃-N负荷从2008年的29.8 t下降到2017年的11.9 t。尽管研究显示影响范围外的浅层地下水质受再生水影响不明显,但潜在的咸化和污染的隐患不容忽视,需要在后续研究中进一步明确。     

苏州-无锡-常州地区浅层地下水系统可采资源量评价

苏州-无锡-常州地区超量开采深层地下水已引起严重的地质灾害,因此对该地区浅层地下水资源进行科学评价,查明其可开采资源量十分重要.通过对苏州-无锡-常州地区浅层地下水水文地质条件和沉积特征的研究,将浅层地下水划分为4个子区,分析了各子区的特征及补给、径流、排泄条件,并运用GMS软件对全区浅层地下水进行了数值模拟,在给定的水位约束条件下,得出该区可持续开采水资源量为10.57×108 m3/a.     

银川平原地下水流模拟与地下水资源评价

针对近年来引黄水量大幅度降低、地下水补给条件发生巨大改变的情况,应用地下水模拟技术评价银川平原地下水资源量。根据土地利用类型、主要沟渠分布及测流资料对源汇项数据进行时空分配处理,运用MODFLOW建立了银川平原地下水流模拟模型;以2004—2005年为模拟期,通过深浅层地下水流场和典型长观孔过程线拟合对模型进行了识别验证。考虑45×108m3/a引黄量条件下,应用模型评价出地下水补给资源量为19.41×108m3/a,其中引黄渗漏补给为16.95×108m3/a。结合水源地开采布局、地下水溶解性总固体分区等因素,评价出银川平原地下水可开采资源总量11.30×108m3/a,其中小于1g/L的淡水可开采资源量为8.8×108m3/a。     

利用稳定同位素识别黑河流域地上水的补给来源

本文利用稳定同位素(2H和18O)及水化学方法识别黑河流域地下水的补给来源,估算黑河水与地下水的转化数量。研究结果表明,黑河流域地下水的主要补给来自山区出山河流,山前戈壁带是地下水快速补给区,中下游盆地地下水补给来源为引河灌溉和河流侧渗。黑河干流出山河水在张掖以上河段约4.4×108m3/a渗漏补给地下水,约占出山迳流量的27%。张掖—正义峡河段道地下水向河道平均排泄量为11.4×108m3/a,占该段河流迳流量的69%。研究成果不仅对黑河流域地下水的开发管理有着重要意义,对我国西北类似的内陆盆地地下水的开发管理有着借鉴意义。     

河南豫北平原地下水资源与可持续利用

河南豫北平原属华北平原的一部分,面积约17000km2,自中更新世早期以来,黄河冲积扇的形成和演化,对其含水层的空间结构及迭置关系,起决定性控制作用。最新计算结果,浅层地下水多年平均补给量为31 15×108m3 a,开采资源量为28 47×108m3 a,储存资源量为547 60×108m3;深层地下水开采资源量为9243×104m3 a,弹性储存量为42 93×108m3。2000年地下水开采量20 36×108m3,地表水实际利用量16 44×108m3。预测2010年河南豫北平原需水量为39 38×108m3,水资源尚有结余;2020年需水量为47 63×108m3,水资源缺口1 74×108m3,总体上是平衡的。评价的浅层地下水资源属可持续利用的地下水资源。规划的6个城市应急水源地集中在沿黄地带,日开采浅层地下水达80×104m3,为城市供水提供了安全保证。     

Using soil and Quaternary geological information to assess the intrinsic groundwater vulnerability of shallow aquifers: an example from Lithuania

Lithuania, in the Baltic region of northern Europe, is heavily dependent on groundwater resources for its public water supply, with a large proportion, especially in rural areas, derived from shallow Quaternary aquifers. A national groundwater-vulnerability methodology, based upon the UK approach, has been developed on behalf of the Lithuanian Ministry of Environmental Protection as a possible basis for the future protection of shallow groundwater resources for the rural inhabitants. Some modifications to the UK methodology were required to enable archive data to be used. The four aquifer classes depicted on the final groundwater vulnerability map are based upon the assessed relative permeabilities of the uppermost Quaternary deposits. The derivation of the classification of soil-leaching potential required a reassessment of Soviet-based soil wetness and particle-size classes and a calculation of subsoil-saturated hydraulic conductivity. A preliminary validation of the final maps against available shallow groundwater samples suggests that the methodology satisfactorily predicts the intrinsic groundwater vulnerability. The final methodology, based upon its low-cost approach using archive data, is relevant to the current needs of Lithuania and can be applied in other regions of similar geology and climate. Electronic Publication     

第二松花江河谷区(吉林-松原段)地下水资源潜力分析

研究区为第二松花江从吉林市到松原市的河谷区 ,在河谷区推行“小井”种稻是吉林省农业发展新的增长点。依据地下水丰富程度将河谷区划分成地下水资源极丰富区、丰富区及较丰富区。筛选了 4个降水保证率年份对每个区的天然资源量进行分析计算 ,在降水保证率为 2 0 %和 5 0 %的年份 ,地下水补给量大于排泄量、区域地下水上升。设计了沿江布置直线井排的开采方案 ,在区域地下水位降为 3.3m、保证率为 95 %的枯水年稳定开采资源量为 84 2 17.9× 10 4 m3/a ,暂时性开采资源量 116 876 .1× 10 4 m3。     

Hydrodynamic model of cells for designing systems of urban groundwater drainage

An improved mathematical hydrodynamic quasi-two-dimensional model of cells, CELSUB3, is presented for simulating drainage systems that consist of pumping well fields or subsurface drains. The CELSUB3 model is composed of an assemblage of algorithms that have been developed and tested previously and that simulate saturated flow in porous media, closed conduit flow, and flow through pumping stations. A new type of link between aquifer cells and drainage conduits is proposed. This link is verified in simple problems with well known analytical solutions. The correlation between results from analytical and mathematical solutions was considered satisfactory in all cases. To simulate more complex situations, the new proposed version, CELSUB3, was applied in a project designed to control the water-table level within a sewer system in Cha?ar Ladeado Town, Santa Fe Province, Argentina. Alternative drainage designs, which were evaluated under conditions of dynamic recharge caused by rainfall in a critical year (wettest year for the period of record) and a typical year, are briefly described. After analyzing ten alternative designs, the best technical–economic solution is a subsurface drainage system of closed conduits with pumping stations and evacuation channels. Electronic Publication     

宁南清水河盆地地下水循环特征与苦咸水成因

奉义以宁南清水河断陷盆地为例，研究西北干旱区储水盆地水循环特征与苦咸水成因机制。通过环境同位素特征分析，水化学模拟计算以及水文地质控制因素分析，阐明研究区地下水主要由大气降水补给形成，地表水难以形成持续性补给源；清水河平原地下水从形成上划分为：浅层现代水、深层古水、混合水。现状开采条件下，浅层现代水与深层占水的定量转化关系为山前洪积扇地下水7．6：2．4，平原下游地下水3，2：6．8，平原丰要开采区地下水5．2：4．8～6．6：3．4；山前洪积扇和冲积平原浅层地下水循环时间为7－28年，下游平原深层地下水循环时间为300年以上，上游冲积平原中深层地下水，总体上介于以上二者之间。各主要开采区，可更新能力在人工开采条件下明显增强，时间为60～75年；研究区苦咸水主要是地下水溶解了含水层介质中大昔的膏盐，矿化度增高所致。     

地下水开采量调查和校核方法探讨

地下水开采量数据的准确与否直接关系到地下水资源评价的精度，进而影响到水资源利用规划。作者在长期调查工作的基础上，总结出地下水开采量调查尤其是农村地下水开采量的调查和校核方法，与同行探讨。     

Impacts of afforestation on groundwater resources and quality

Plans to double the proportion of land under forest cover in Ireland by the year 2035 have been initiated. The plan, primarily financially driven, ignores potential environmental impacts of forestry, particularly impacts on groundwater resources and quality. Since groundwater supplies almost 25% of Ireland's total potable water, these impacts are important. Field investigations indicate that afforestation leads to a reduction in runoff by as much as 20%, mainly due to interception of rainfall by forest canopies. Clearfelling has the opposite impact. Implications are that uncoordinated forestry practices can potentially exacerbate flooding. Groundwater recharge is affected by forestry, largely due to greater uptake of soil water by trees and to increased water-holding capacity of forest soils, arising from higher organic contents. Recharge rates under forests can be reduced to one tenth that under grass or heathland. Groundwater quality may be affected by enhanced acidification and nitrification under forests, due partly to scavenging of atmospheric pollutants by forest canopies, and partly to greater deposition of highly acid leaf litter. The slower recharge rates of groundwater under forests lead to significant delays in manifestation of deterioration in groundwater quality. Electronic Publication     

论实行最严格地下水资源管理

2011年元月,中共中央国务院发布了一号文件:"关于加快水利改革发展的决定",强调要实行最严格的水资源管理制度。地下水是公共生活供水和工农业用水的最佳水资源,是防旱抗旱最为可靠的后备水资源,尤其值得注意的是地下水是保证国家安全的战略水资源。根据目前我国地下水遭遇日益严重的过量超采和水质污染,并引发一系列地质灾害。要加强对全国地下水资源的科学管理,提出6点建议:1)开展水文地质补充勘察和调查;2)强化地下水综合监测网的建设;3)把监测和水质保护作为新时期加强地下水管理的重要内容;4)加强地下水的科学研究;5)要建立和完善保障地下水安全和合理开发的法规体系;6)理顺地下水专业人才培养渠道,培养高级专业人才。     

鲁北平原深层地下水开发与环境问题

鲁北平原在深层地下水开发利用过程中，由于开采地段过于集中在城镇，加上不合理开采等因素，出现了区域性深层地下水超采漏斗不断扩大、部分地段地下水资源枯竭和水质咸化问题严重、重点城镇地面沉降加剧及饮用高氯高碘地下水引发的地方病呈上升趋势等诸多水环境问题。笔者分析了这些问题的分布规律及演化趋势，从地学角度，提出了对策建议。     

Groundwater geology of the western Siberian craton (implications for petroleum exploration)

According to the suggested model of groundwater stratigraphy obtained on the basis of geological and groundwater data, the sedimentary cover of the western Siberian craton includes the suprasalt, salt, and subsalt groundwater units subdivided into regional and subregional reservoirs. It has been found reasonable to carry out special groundwater studies, either before or concurrently with petroleum exploration, in order to ensure supply of drinking, household, and technological waters to meet the demand of oil and gas production and to make groundwater available for oil-well pressure maintaining systems and for underground burial of waste waters.     

利用孢粉分析寻找地下水资源的构想

通过孢粉分析手段，利用孢粉组合及其孢粉学资料，能进行划分，对比地层和确守质时代，进面是恢复古植被和古环境，为寻找到地下水资源提供参考参考依据，并将孢粉找民水文地质勘探等密切配合，探索和寻求地下水的运移规律，从而为大力开发和利用地下水，作了大胆构要卢。