地下水循环结构的动力学研究进展

由地下水补给、径流和排泄过程构成的地下水循环运动,是水文循环的重要组成部分,也是水文地质学的基本研究对象.地下水循环在空间上表现为不同结构单元的组合,存在以含水层特性为依据的介质结构和以渗流场为依据的动力结构2种划分方法.地下水流系统是动力结构意义上的地下水循环单元.近10年来,区域地下水流系统理论取得了显著进展,更加全面深入地揭示了地下水循环结构的动力学特性.通过对河间地块地下水流系统的研究,发现潜水面最高点并非地下水分水岭的准确位置.在盆地尺度上,系统研究了沟谷地貌、降水入渗强度、渗透性随埋深变化和盆地厚度等因素对潜水面波形与地下水循环动力结构的影响,初步发现了动力结构的周期性或趋势性演化特征.通过大规模流线路径的精细识别或驻留时间的统计分析,提出了三维地下水循环单元的划分方法.在水文地质效应方面,发现地下水循环的动力结构对地下水年龄的分布有重要影响.地下水循环的动力结构反映了不同补给区和排泄区之间的水力联系,在盆地尺度地球化学过程、流域尺度生态水文过程中发挥着关键作用,未来的研究重点是三维地下水循环的动力特性和演变规律.     

深层地热资源评价中的回收率问题

回收率是衡量地热资源可开采量的指标.现行规范对回收率仅给出常数参考值,并未给出确定回收率的方法.对于开采深层地下热水这种普遍的地热利用方式,在确定回收率时应考虑其水资源属性.从深层地热开发技术的特点出发,提出确定回收率的约束条件为开采井水位、水温控制指标和地质环境保护.根据地下水动力学和热交换原理,提出了最大可能回收率的概念,给出了基于水位控制指标和基于联合控制指标的回收率确定方法.算例分析表明,回灌率是影响回收率的重要因素.     

基于校正的遥感数据方法估算地下水补给量：以鄂尔多斯盆地台格庙矿区为例

地下水补给是影响区域地下水资源的关键因素,准确评价地下水净补给量对地下水资源的合理开发利用和区域水文循环过程的研究具有基础性意义。通常情况下,在站点尺度可以使用蒸渗仪等设备直接监测地下水补给,而在区域尺度获取地下水补给则难度较大,因此亟待构建一种简便量化区域尺度地下水补给量的方法。本文提出一种基于遥感数据校正来估算区域尺度多年地下水补给量的方法,并在黄河中游内蒙古鄂尔多斯盆地新街台格庙矿区进行试点应用研究。通过对多源降水数据的筛选和蒸发遥感数据的校正,评价台格庙矿区地下水多年净补给量,并基于实测数据的Hydrus-1D数值模拟验证评价方法的有效性。研究结果显示,TPDC来源的降水量数据集更适用于反映研究区降水量的空间分布;MOD16遥感数据低估了矿区实际蒸散量,实际蒸散量是MOD16数据的1.41倍;矿区多年平均净补给量变化范围在-65.70～73.93 mm之间,超过80%的区域净补给量在-30～30 mm之间。新方法估算的地下水净补给量与基于实测数据的土壤水流数值模拟结果接近,表明该方法在缺乏地表产流或地表径流观测资料翔实的地区具有较强的实际应用价值。     

基于熵权与GIS耦合的DRASTIC地下水脆弱性模糊优选评价

地下水脆弱性评价与编图是保护地下水环境工作的基础,DRASTIC模型是目前国际上最普遍应用的地下水脆弱性评价方法。在利用GIS进行地下水脆弱性评价的基础上,引进基于熵权的模糊优选评价方法,构建了基于熵权与GIS耦合的DRASTIC地下水脆弱性模糊优选评价模型。将该模型应用于黄水河流域,计算出了各评价参数的熵权和各叠加分区基于熵权的隶属度,据此将地下水脆弱性划分为高、中、低3个等级。结果表明,评价过程中避免了人为因素的干扰,更能真实地反映客观情况,为地下水脆弱性的评价提供新的思路和方法。     

鄂尔多斯北部盆地古流体动力场的演化特征

以鄂尔多斯北部盆地为例,针对古流体动力场的演化问题,应用三维数值模拟技术,恢复了上古生界不同时期地层厚度和地质、水文地质条件;推导了考虑多个要素的地下流体三维数学模型,并依据不同时期古流体动力场特征,初步分析了上古生界油气的运移聚集规律。结果表明,在鄂尔多斯北部盆地,运用三维数值模拟方法能够比较完善地描述古流体动力场的特征和比较准确地指明油气运移和聚集区带,为天然气勘探靶区的确定提供比较可靠的依据。      

岩体渗透结构与矿坑涌水强度关系

非均质和结构性是岩体的渗透特征。渗透结构可以分为壳状渗透结构、脉状渗透结构和层状渗透结构三种基本类型 :壳状渗透结构条件下矿坑涌水强度随深度衰减 ;脉状渗透结构使得矿坑涌水强度随深度衰减幅度小 ;层状渗透结构对矿坑涌水强度的控制作用取决于岩层的组合效果。矿区含水岩体的渗透特征由三种基本渗透结构复合而成。复合的渗透结构使矿区出现多条突水强度随深度衰减曲线 ,多个突水强度峰值     

地下水中三氯乙烯-苯酚的好氧共代谢的实验研究

以苯酚作为三氯乙烯（TCE）降解的共代谢基质,用瓦勃氏微量呼吸测压仪（简称瓦呼仪）作为测试手段,分析了经苯酚驯化后的混合微生物对苯酚、TCE的降解特性;并讨论了以苯酚作为共代谢基质时TCE降解的可能性。实验结果表明：未驯化的活性污泥不能降解TCE; 经苯酚驯化后的活性污泥,当TCE的质量浓度为50 μg/L时其降解效果较好,TCE的氧化率达3369%;TCE的质量浓度为100 μg/L时其降解效果较差,其氧化率仅为3.2%;苯酚和TCE共代谢降解时,苯酚的存在促进了TCE的降解,当苯酚质量浓度为40 mg/L、TCE质量浓度为50 μg/L时共代谢降解效果最好,TCE的氧化率为79.11%。     

甘肃小柳沟铜钨多金属矿田高精度磁测与成矿预测

采用高精度磁测的方法,通过矿区基底构造、断裂、盖层及侵入体地球物理特征分析,结合已有的地质分析成果,提出了该地区矿床就位规律的新认识,对深部成矿预测有一定的指导意义。     

长江源区蒸散量变化规律及其影响因素

利用空间分辨率为1 100 m的NOAA遥感数据,运用表面能量平衡系统(SEBS)模型,结合当地气象站实际观测数据,计算了1991-2001年长江源区的蒸散量,运用线性回归的方法计算了源区各像素点的蒸散量变化趋势,统计分析了蒸散量的多年变化规律。运用地理信息系统技术分析了气温、地表温度、降水量和植被指数(NDVI)等主要因素对蒸散量变化的影响。研究结果表明,源区蒸散量以6.8 mm/a的速度增加。全球变暖引起的气温、地表温度的升高是蒸散量增加的主要原因;在空间分布上,河流左岸阳坡蒸散量增加,右岸阴坡蒸散量减小;降水量、植被覆盖度分别与蒸散量有很好的正相关关系,源区东南部降水量大,植被相对旺盛,蒸腾作用强烈,蒸散量大;西北部降水量小,植被生长稀疏,蒸散量较小。     

西北地区额济纳绿洲非饱和带水分和盐分分布

在西北地区黑河流域下游的额济纳绿洲选择3个土壤剖面采集不同深度土壤样品和潜水样品进行测试,并在野外观测非饱和带不同深度的水土势变化。结果表明,SO4^2-是非饱和带土壤和地下水中的主要离子成分,土壤和地下水呈偏碱性。土壤易溶离子含量随深度大体上呈减少趋势。绿洲非饱和带发育有收敛型和发散型零通量面,自夏季至冬季,零通量面变得不清晰直至消失。在非饱和带中,土壤易溶盐含量、含水量和总水土势随深度的变化趋势基本相同,植物根系的吸收对水分和盐分的垂直分布有着重要的影响。