南水北调中线工程对河南平原第四系地下水资源的影响

南水北调工程是优化我国水资源配置、解决北方水资源短缺问题的重大举措。由于南水北调中线工程的调蓄作用,河南省受水地区水源结构的改变对主要的供水水源第四系地下水资源势必造成一定的影响。论文在建立河南平原地下水流数值模型的基础上,按照受水区的分配水量相应压采各城市的浅层地下水开采量,模拟预测南水北调中线工程实施后第四系地下水流系统的演化趋势。预测结果表明: 河南平原受水区浅层地下水位都得到了不同程度的恢复,到2010年,郑州市、新乡市、濮阳市漏斗中心水位相比南水北调中线工程实施前（2007年1月1日）将分别提高6.64m,8.15m和4.15m,很大程度上减轻了地下水的开采压力,有效地恢复了地下水位降落漏斗,缓解了当地水资源的供需矛盾;  但是由于农业灌溉超量开采地下水,河南平原中部和东部的非受水区浅层地下水位仍持续下降;  南部尽管不在受水区范围内,但是供水水源主要来自地表水,所以浅层地下水位无明显变化。结合前人的供需水量预测结果,到2010年,南水北调中线工程分配给受水区的水量与受水区的需水量基本持平。     

保定市地下水位持续下降对地质环境的影响及其对策

保定市是全国主要缺水城市之一,而地下水又是保定市工、农业生产及生活的重要水源。本文通过对2008年保定市平原区浅层地下水埋深现状及1975—2008年地下水下降状况分析,揭示了多年来地下水位持续下降对地质环境的影响,并提出了遏制地下水位持续下降的对策及意见。     

阜阳市现状地下水水位水量适宜性分析

为实现构建水位和水量双指标相结合的地下水水资源控制管理模式,以安徽省阜阳市为例,分析了阜阳市地下水动态特征,制定了研究区浅层下水水位水量适宜区间,并分析了现状条件下研究区地下水水位水量的适宜性。研究结果表明:研究区北部平原区浅层地下水适宜水位埋深确定为1.5~3.0m,枯水期或春季可适当调整,但建议最大埋深不宜大于3.8m,南部平原区浅层地下水适宜水位埋深可确定为1.0~3.0m,局部地区根据具体要求可做适当调整;现状条件下,阜阳市浅层地下水水位埋深基本位于制定的适宜水位埋深区间内,间接反映出,在现有开采井布局、作物种植结构和灌溉制度前提下,该区浅层地下水开采量较适宜,同时间接验证了制定的地下水适宜水位埋深的合理性。     

喀什地区地下水埋深及其动态特征浅析

随着喀什地区对地下水资源的开发利用不断增加,建立、健全地下水监测和控制体系尤为迫切。长期监测了喀什地区平原区地下水动态埋深变化,并利用ArcGIS软件对2011年全年和2012年第一季度的监测数据进行分析,评价了喀什地区地下水位动态变化状况。结果表明,喀什地区喀什噶尔流域和叶尔羌流域地下水埋深自上游至下游逐渐变小,至平原区埋深最小,大部分区域小于5m。全年内6、7、8、9月份因地下水蒸发量和开采量较大,埋深均大于6.9m。2012年与2011年同期(第一季度)相比,喀什市及其周边地区埋深增大0.2～0.4m,可能与人工开采活动有关,两河流域下游埋深亦有所增大。     

滹滏平原地下水系统脆弱性最佳地下水水位埋深探讨

笔者以滹滏平原为研究区, 采用统计分析的方法, 分析了地下水防污性与地下水资源脆弱性随地下水位埋深之间的变化关系。结果表明, 当地下水位埋深增大时, 地下水防污性增强的地区, 地下水资源脆弱性也增高;通过二者之间变化关系, 认为受地下水位埋深制约及地下水位埋深对二者的不同影响, 存在使地下水系统脆弱性最佳的地下水位埋深区间;通过地下水位埋深对地下水防污性与地下水资源脆弱性影响及其制约关系, 确定滹滏平原淡水区和咸水区地下水系统脆弱性最佳地下水位埋深分别为27~30 m和15~19 m。     

气候变化与人类活动对石家庄市藁城区地下水位埋深的影响分析

为了探寻石家庄市藁城区地下水埋深动态变化规律,以藁城区2001—2018年的年降水量、地下水人工开采量等数据为基础,对藁城区地下水位埋深进行研究。首先采用P-Ⅲ型曲线法确定降水序列的丰、平、枯年份,分析不同降水量情况下地下水位埋深变化规律;其次,利用地下水开采潜力系数法和灰色关联度法对人工开采量和地下水位埋深的关系进行研究。结果表明：1）藁城区地下水位埋深在2001—2016年逐渐增大,在2016—2018年趋于减小,2016年为转折点;在空间上藁城区地下水位埋深呈现出北部埋深小、南部埋深大的特征,北部水位埋深较同期南部水位埋深要浅5~10 m。2）降水是驱动藁城区地下水位埋深变化的重要因素,枯水年水位埋深变幅在0.8~1.5 m之间,平水年水位埋深变幅在0.3~1.2 m之间,丰水年水位埋深变幅在0.3~1.1 m之间。主灌期（3—6月）的地下水位埋深增加速率均为cm/d级,非主灌期（7—10月）的地下水位埋深减少速率均为mm/d级。3）人工开采是驱动藁城区地下水位埋深变化的主导因素,其中农业开采量占人工开采量的80%。综上认为,藁城区一直处于严重超采状态,地下水累计超采量每增加1亿m³,地下水位埋深增加0.45 m。     

雄安新区白洋淀湿地地表水和地下水转化关系及其对芦苇分布的影响

查明地表水和地下水作用关系对湿地生态保护与修复具有重要意义。采用地表水和地下水位监测、氢氧稳定同位素分析、湖床沉积物温度示踪等方法,研究了白洋淀渗漏对周边浅层地下水的影响范围和深度,评价了地表水垂向渗漏速率,并探讨了芦苇分布面积和地表水位以及地下水位埋深的关系。结果表明：白洋淀渗漏受地质结构和水力梯度等因素影响,对浅层地下水垂向上影响深度为20 m,水平向上影响范围存在较大空间变异。周边浅层地下水的补给来源为大气降雨和地表水,其中地表水渗漏的补给比例为0~90.5%。淀区渗漏速率0.01~0.59 mm/d,和含水层埋深关系密切,埋深越小,越有利于地表水渗漏。1976-2020年,白洋淀芦苇分布面积和地表水位关系密切。当地表水位为6.3~6.8 m时,芦苇分布面积最大,在水位小于6.3 m条件下芦苇面积随着水位增高而增加,大于6.8 m条件下随着水位增高而减少。芦苇台地下水位埋深和地表水位显著相关,在2020年4-9月芦苇生长期,除雨季前期外多数时段台地地下水埋深均适宜芦苇发育,建议在雨季前期实施生态补水,通过降低台地地下水位埋深促进芦苇生长发育。研究结果可为白洋淀生态补水、渗漏防治和生态保护提供参考。     

典型井灌区农田土壤和地下水库调蓄汛雨径流的研究

针对80年代以来,北京市平原区地下水资源日益匮乏,必须减少径流流失与燕发消耗,利用汛雨与径流增加可用水资源,对在北京市东南郊天堂河流域水资源试验区取得的近20年的降水、地下水位等资料进行了较全面地整理;分析计算了不同水文年度0-3m层土壤水库的蓄水容量和调蓄能力;揭示了流域内不同层次地下水间的水力联系;研究了潜水、承压水随降水的多年变化关系,并证明在当前地下水埋深条件下,降水对浅层地下水位变化的影响是跨年度完成的.     

甘肃省定西市水源地地下水资源分析评价

在分析定西市城区主要供水水源地内官-香泉盆地水文地质条件的基础上,对盆地地下水位历年变化规律进行了分析。分析表明：地下水位历年呈持续下降趋势,汛期7～9月降水补给地下水资源量增加,地下水位持续回升;5月、6月农业灌溉用水量加大,地下水位下降速率加大。通过地下水资源均衡计算,盆地地下水处于负均衡状态。并对引洮供水工程引水灌溉后的地下水动态作了趋势预测。     

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。     

Prediction of Impacts Caused by South-to-North Water Diversion on Underground Water Level in Shijiazhuang

After implementation of the South-to-North Water Diversion Project which has attracted worldwide attentions, new surface water sources would be added and, accordingly, mining of groundwater for industrial and living water would be reduced to ease the mining pressure of the underground water and abate the decline of the water level in the depression centers of Shijiazhuang and the whole intake area. Numerical model was established in this paper to respectively calculate the underground water level in 2020 based on three schemes including mining status of underground water, urban water resource planning of South-to-North water diversion in Shijiazhuang and Hutuo River infiltration with artificial regulation and storage. It is estimated that after implementation of the South-to-North Water Diversion Project, the buried depth of groundwater of depression centers in Shijiazhuang in 2020 will increase by 28.5~41.09 m comparing with that without water supply through South-to-North water diversion     

怀柔应急备用地下水源地减采热备影响分析

综合怀柔应急水源地多年气象及地下水动态监测资料,重点分析了2015年9月份水源地减采热备前后地下水水位、水质、水源井动水位等监测资料,评价了应急水源地热备涵养对水源地及周边地下水系统的影响。结果表明,水源地运行至2015年8月31日,中心区地下水位已累计下降31.34m。水源地减采热备后,应急水源地及周边地下水位恢复明显,相对于2015年8月31日至2015年12月底,区域地下水位平均上升了1.69m,中心区升幅最大,南部地区升幅大于北部地区。水源浅井动水位平均上升了8.07m,水源深井动水位平均上升了18.34m。减采初期,深层承压含水层水质有所恶化,接近于浅层承压水。随着时间的延续,地下水位的升高,水质恢复到减采前水平。怀柔应急水源地作为首都最大的应急备用水源地,在南水北调来水后的新水情下进行热备涵养,对于保障首都供水安全有着重要意义。     

引水补源工程对黛溪河流域地下水补给效果浅析

南水北调是国家级的重大水利工程,调水效果最终依赖于接收调水地区对调水的具体利用,引水补源工程是南水北调工程在邹平市的具体利用。为评价引水补源工程对黛溪河流域地下水的补给效果,在分析邹平市引水补源工程实施后黛溪河流域地下水资源的各个补给项的基础上,采用水均衡法计算各个地下水补给量,确定了黛溪河流域引水补源的总补给量。将总补给量视为本区地下水可开采资源量,将地下水可开采资源量与本区用水所需的地下水开采量相比较,对本区地下水资源可开采潜力进行了评价,论证了引水补源工程可有效缓解区内地下水超采问题。另外,还充分利用年地下水动态和多年地下水位动态变化等监测资料,揭示了引水补源工程对区内地下水的有效补充作用,为区内合理开发利用地下水资源提供了依据。     

Analysis of the effect of Water Diversion and Source Supplement Project on groundwater recharge in Daixi River Basin

The South-to-North Water Diversion Project is a major national water conservancy project, but the effect of the water transfer depends on the utilization of water in the receiving areas. Water Diversion and Source Supplement Project is a specific utilization of the South-to-North Water Diversion Project in Zouping City. In order to analyze the effect of Water Diversion and Source Supplement Project on groundwater recharge in Daixi River Basin, the authors adopted the water balance method to calculate the groundwater recharge and total recharge of water diversion sources, based on the analysis of the groundwater recharge items in Daixi River Basin after carrying out this project. The total recharge is regarded as the amount of exploitable groundwater resources. The exploitable potential of groundwater resources in this area is evaluated by the comparison of the amount of exploitable groundwater resources and the actual amount of groundwater exploitation, and the effect of Water Diversion and Source Supplement Project on the over-exploitation of groundwater on the remission area was also demonstrated. Besides, the effective replenishment effect of this project on the groundwater in the study area was also revealed based on the annual groundwater and multi-year groundwater level dynamic monitoring data, which provides some reference for the rational development and utilization of groundwater resources in this region.     

Assessment of water level threshold for groundwater restoration and over-exploitation remediation the Beijing-Tianjin-Hebei Plain

The Beijing-Tianjin-Hebei Plain (BTHP) is the political, economic and cultural center of China, where groundwater is the main source of water supply to support social and economic development. Continuous overdraft of the resources has caused a persistent decline of groundwater level and formed a huge cone of depression at a regional scale. This paper addresses current groundwater situation over the BTHP area. The paper also delineates the groundwater flow field, using groundwater level data, in order to provide an effective method for the restoration of groundwater level and associated water resources management. Based on the analysis of multiple factors, such as groundwater level, soil salinization, ground subsidence, groundwater recharge and storage, urban underground space security, formation of fractures, and seawater intrusion, the threshold for groundwater level restoration is defined, and some measures for groundwater over-exploitation management are accordingly proposed. The study shows that: (i) Since the 1980s to 2020, shallow groundwater level in the western part of the BTHP area has dropped by 25 m to 60 m, while the cumulative decline of deep groundwater in the central and eastern regions is in the range of 40–80 m; (ii) The water table of the shallow groundwater within the depression zone over the Western Piedmont Plain should be controlled in the range of 15–30 m below ground level (mbgl), while the depth of groundwater level in large and medium-sized urban areas should be controlled within 20–30 mbgl. The groundwater level in the resource preservation area should be controlled within 10–15 mbgl, and the groundwater level in the area with identified soil salinization in the central and eastern plain should be controlled within 3–10 mbgl. However, for the deep groundwater in the central and eastern plainwater, the main focus of the resources management is to control the land subsidence. The water level in the severe land subsidence area should be controlled within 45–60 mbgl, and in the general subsidence area should be controlled within 30–45 mbgl; (iii) Based on the water level recovery threshold and proposed groundwater overdraft management program, if the balance of abstraction and recharge is reached in 2025, the shallow groundwater abstraction needs to be gradually reduced by about 2×10⁸ m³. Meanwhile, the ecological water replenishment of rivers through the South-to-North Water Transfer Project should be increased to 28.58×10⁸ m³/a, and the deep groundwater abstraction needs to be gradually reduced by 2.24×10⁸ m³. To reach the target of shallow groundwater level in 2040, surface water replacement is recommended with a rate of 25.77×10⁸ m³/a and the ecological water replenishment of rivers in the South-to-North Water Diversion Project should reach 33.51×10⁸ m³/a. For deep groundwater recovery, it is recommended to replace the deep freshwater extraction with the utilization of shallow salt water by 2.82×10⁸ m³ , in addition to the amount of 7.86×10⁸ m³ by water diversion. The results are of great significance to the remediation of groundwater over-exploitation, the regulation of water resources development and utilization, and ecological protection in Beijing-Tianjin-Hebei plain.     

数值模拟法在地下水水源地保护区划分中的应用

地下水资源是北京供水系统的支柱,设立地下水水源地保护区,是保护水源地最大可能免受人类活动影响、保证水质安全的重要措施。论文以北京市某典型水源地为例,在收集相关水文地质勘查、长期动态观测、水源地开采现状、规划及周边污染源调查等成果资料的基础上,建立了地下水系统水文地质概念模型,模拟出地下水流场。通过质点追踪技术,计算水源地水力捕获带范围。综合考虑水源地周边地形、地物和潜在风险污染源等因素,确定了水源地保护区的范围。结果表明,数值模拟法能客观详细地刻画实际地下水含水层的结构与水文地质条件,划分结果可靠、准确,能为地下水管理部门提供有效合理的保护依据。     

陕北能源化工基地潜水易污性评价

随着陕北能源化工基地的建设和发展,地下水污染问题日益突出。为了预防基地地下水的污染,保护水资源,依据陕北能源化工基地地下水勘查、地下水污染调查、野外包气带原位污水垂直入渗、水平运移试验等基础资料,选取潜水位埋深（D）、降雨入渗补给量（R）、含水层岩性（A）、土壤类型（S）、地形坡度（T）、包气带介质（I）和含水层渗透系数（C）7个指标,运用DRASTIC指标叠加法,建立了陕北能源化工基地潜水易污性评价指标体系,对陕北能源化工基地潜水进行了易污性评。依据评价结果,将研究区潜水区划分为易污性高、中、低3个区,并针对3个区提出了相应的防污建议。     

Assessing the influence of climate change and inter-basin water diversion on Haihe River basin,eastern China: a coupled model approach

The modeling of changes in surface water and groundwater in the areas of inter-basin water diversion projects is quite difficult because surface water and groundwater models are run separately most of the time and the lack of sufficient data limits the application of complex surface-water/groundwater coupling models based on physical laws, especially for developing countries. In this study, a distributed surface-water and groundwater coupling model, named the distributed time variant gain model–groundwater model (DTVGM-GWM), was used to assess the influence of climate change and inter-basin water diversion on a watershed hydrological cycle. The DTVGM-GWM model can reflect the interaction processes of surface water and groundwater at basin scale. The model was applied to the Haihe River Basin (HRB) in eastern China. The possible influences of climate change and the South-to-North Water Diversion Project (SNWDP) on surface water and groundwater in the HRB were analyzed under various scenarios. The results showed that the newly constructed model DTVGM-GWM can reasonably simulate the surface and river runoff, and describe the spatiotemporal distribution characteristics of groundwater level, groundwater storage and phreatic recharge. The prediction results under different scenarios showed a decline in annual groundwater exploitation and also runoff in the HRB, while an increase of groundwater storage and groundwater level after the SNWDP’s operation. Additionally, as the project also addresses future scenarios, a slight increase is predicted in the actual evapotranspiration, soil water content and phreatic recharge. This study provides valuable insights for developing sustainable groundwater management options for the HRB.     

鄂尔多斯盆地都思兔河流域白垩系含水层特征及供水前景分析

在鄂尔多斯盆地都思兔河流域供水水文地质详查的基础上,通过水文地质钻探、抽水试验、样品分析等手段,查明了流域含水层的结构、埋深以及含水层和隔水层在水平和垂直方向上的变化规律,探讨了各含水层之间的水力联系,并求取了含水层的水文地质参数;对比圈定了包乐浩晓、巴彦布拉格、好勒包勒吉3处富水区;采用地下水流数值模拟方法对上述3处富水区地下水开采量进行计算,提出了27种地下水开采方案,并经过对比得到地下水开采推荐方案。结果表明：包乐浩晓、巴彦布拉格、好勒包勒吉3处富水区主要补给为侧向径流及大气降水入渗补给,排泄方式以潜水面蒸发及向河流排泄为主;在地下水浅埋区,结合含水层单井涌水量的大小,确定采用管井开采方式、中段悬挂式非完整井结构,平均布井,井深300m,单一开采白垩系环河组的地下水,最大限度夺取潜水蒸发排泄量;根据推荐方案,上述3个富水区总开采量达到123500m3／d,可为该地区地下水资源开发与利用提供技术保障。