海河流域平原深层地下水补给特征及其可利用性

针对海河流域平原区的第四系深层地下水可利用性问题，分析了深层地下水资源有限性的特点，其补给资源只是浅层地下水的0.07倍，弹性储量资源也只是浅层地下水储量资源的0.10倍，表现出类似石油和天然气的非再生特征，从其补给模式和^14C年龄分布特点论证了深层地下水资源有限和非再生的自然属性，同时通过论述该区深层地下水开发利用现状和国外发达国家的情况，阐明了深层地下水资源的社会人文属性和时代特征，提出了深层地下水作为一种具有非再生性特征的资源，其在人类社会文明与经济发展历史进程中，从“生存的原始性利用”协调发展的文明利用，必然要经历“初始高速发展的资源掠夺性利用”和“理性发展的反思性利用”两个阶段，上述两个阶段是深层地下水发挥其“资源”历史作用的重要时期的观点，提出了有序、适度、阶段性利用海河流域深层地下水资源的战略和可利用指标与合理利用方案，强调过度开采和全面禁用深层地下水都是不正确的观点。     

基于生物可利用性与宽浓度范围的Hakanson潜在生态风险指数法的创建——以小秦岭金矿区农田土壤为例

Hakanson潜在生态风险指数法是土壤重金属潜在生态风险评价的一种常用方法,研究与实践证明其有效性的同时,也发现了其不足之处:忽略了土壤重金属不同形态之间潜在生态风险的差异,且只重视重金属含量高于参考值时的生态风险,而对低于参考值时的情况没有给予考虑,以致特定情况下的评价结果不能很好地反映实际生态风险,因而有必要创建适用性更广的Hakanson潜在生态风险指数法。为此,基于全过程控制优化的思想,引入了生物可利用性毒性系数,并将修正浓度与参考值差值引入计算公式,创建了基于生物可利用性与宽浓度范围的Hakanson潜在生态风险指数法,实现了对重金属不同形态风险贡献的差异及重金属浓度低于参考值情况下潜在生态风险的准确把握。以小秦岭金矿区为典型区域,辅以对采集土样重金属总量及5种形态含量的分析,开展案例研究。结果表明,基于生物可利用性与宽浓度范围的Hakanson潜在生态风险指数法能客观地揭示土壤重金属的潜在生态风险,具有更大的适应性,是一种有效的潜在生态风险评价方法。     

海河流域平原地下水同位素年龄及其水化学区域分布特征

本文从海河流域平原区第四系地下淡水同位素年龄和水化学的区域分布特征的相似性入手 ,初步探讨了地下水形成年龄与其化学组分通过水循环演化过程而建立的关联机制 ,得出地下水1 4 C校正年龄或其水化学组分的区域分布特征中蕴涵着量化描述一个地区地下水循环演化进程和水动学条件信息的新认识。     

窟野河流域中游煤矿区地下水质量及补给来源研究

为查明神东矿区地下水质量状况和补给来源,分析测试了不同含水层(第四系松散层、白垩系洛河组、侏罗系直罗组和延安组含水层)的一般化学指标、毒理学指标和环境同位素(D、18O、3H)的值,利用环境同位素(D、18O、3H)分析该区地下水的补给来源和更新能力,利用单指标综合评价和影响因素识别相结合的方法研究了区内地下水的质量现状和影响因素,采用四步法计算出毒理学指标的饮水途径健康风险值。结果表明:(1)第四系松散层地下水、白垩系洛河组地下水和侏罗系风化带水主要为现代大气降水补给,更新快。侏罗系深层基岩裂隙水主要为晚更新世冰期降水补给,与现代降水基本无水力联系;(2)侏罗系延安组地下水水质较差,Ⅳ-Ⅴ类水所占比例较高,达到47.9%,其他含水层地下水水质较好。总体上,对Ⅳ-Ⅴ类水单指标贡献率较大的指标为钠氟化物TDS氯化物硫酸盐;(3)毒理学指标中氟化物的健康风险值最大,其他毒理学指标健康风险基本都在可接受范围内。因此,氟化物应作为水污染监测和防治中的优先控制物。本次研究成果将为矿区水源地的选择和污染物防控提供科学依据。     

地下水补给与开采量对降水变化响应特征:以京津以南河北平原为例

通过对京津以南河北平原年降水量、地下水补给量和农业开采量三者动态规律及其互动关系研究表明, 年降水量减增, 同期地下水补给量与开采量呈互逆变化规律, 即降水量减小, 补给量变少, 开采量增大; 年降水量增大, 补给量较多, 开采量减小.在连续枯(丰) 水年份, 当年降水量减少(增加) 10mm时, 则地下水系统水量减少7.08 (增加7.06) mm, 水位下降(上升) 5.2~8.7cm; 在10~320mm变幅内, 当年降水量减少(增加) 10%时, 则地下水系统水量减少7.98 (增加7.67) %.气候旱化过程中降水变化对引起补给量减少和开采量增加的幅度, 大于气候增雨过程中降水变化对补给量增大和开采量减少的影响程度.因此, 需要重视连续枯水年份降水变化对地下水系统影响的应对举措, 这对于提高我国北方区域地下水资源供给安全保障具有重大意义.      

黑河流域民乐山前隐伏构造带地下水补给与更新

第四系地下水是民乐山前地区居民清洁饮水的重要水源,而复杂的隐伏构造对区内地下水的运移和更新具有重要的控制作用。本文应用环境同位素技术,深入讨论了该区地下水的补给、更新能力以及隐伏构造对地下水更新的影响。结果表明:(1)民乐山前第四系地下水的补给来源包括出山河水渗漏和当地降水入渗,二者对地下水补给的贡献分别为89%和11%;(2)地下水更新能力由山前向下游变差,山前一带地下水更新周期在20～30年之间,下游的六坝北部一带地下水更新周期大于50年;(3)隐伏构造具有明显的阻水作用,导致地下水径流速度减缓。     

海河流域平原浅层地下水消耗与可持续利用

通过对海河流域平原区地下水储量消耗过程、空间分布及机理研究,揭示了区内地下水系统与相邻层圈之间水分通量因人为活动影响而发生剧变的规律,并在现状开采与补给条件下警告性预测了地下水资源可持续利用前景.     

大气降水对承压型地下水库水资源调蓄的影响分析

地下水库作为一种“环保型水资源开发工程”越来越受到人们的关注，而目前建设的地下水库多以潜水含水层作为调蓄目标含水层。对于承压型地下水库的研究相对较少。定量化研究大气降水对承压型地下水库水资源调蓄的影响成为承压型地下水库规划建设的一个研究问题。本文在介绍地下水库及其水资源调蓄的基础上．以大庆市西部地下水库为例．运用地下水流数值模拟方法定量研究了大气降水对承压型地下水库水资源调蓄的影响程度。研究表明。大气降水对该地下水库水资源调蓄的影响很小．在进行地下水库调蓄运转模型的设计时。可将多年平均降水入渗补给量作为该地下水库库区所接受的大气降水入渗补给量。     

Groundwater Recharge and Mixing in Arid and Semiarid Regions: Heihe River Basin, Northwest China

A sound understanding of groundwater recharged from various sources occurring at different time scales is crucial for water management in arid and semi-arid river basins. Groundwater recharge sources and their geochemical evolution are investigated for the Heihe River Basin(HRB) in northwest China on the basis of a comprehensive compilation of geochemical and isotopic data. Geochemical massbalance modeling indicates that mountain-block recharge accounts for a small fraction(generally less than 5%) of the shallow and deep groundwater sustaining the oasis, whereas infiltration of rivers and irrigation water contribute most of the groundwater recharge. Dedolomitization is the primary process responsible for the changes in groundwater chemical and carbon isotope compositions from the piedmont to the groundwater discharge zone, where the dedolomitization is very likely enhanced by modern agricultural activities affecting the shallow groundwater quality. Analysis of radioactive isotopes suggests that these primary recharge sources occur at two different time scales. Radiocarbon-derived groundwater age profiles indicate a recharge rate of approximately 12 mm/year, which probably occurred during 2000–7000 years B.P., corresponding to the mid-Holocene humid period. The recharge of young groundwater on the tritium-dated time scale is much higher, about 360 mm/year in the oasis region. Infiltration from irrigation canals and irrigation return flow are the primary contributors to the increased young groundwater recharge. This study suggests that groundwater chemistry in the HRB has been influenced by the complex interaction between natural and human-induced geochemical processes and that anthropogenic effects have played a more significant role in terms of both groundwater quantity and quality.     

海河流域地下水资源特征和开发利用潜力

海河流域水资源严重短缺,地下水长期超采是制约社会经济可持续发展的主要瓶颈.开展流域地下水资源及开发利用潜力研究,对支撑服务地下水超采治理、地下水资源可持续利用和生态环境保护都具有重要意义.经系统评价,海河流域天然资源量252.99×108 m3,生态水位约束条件下的浅层地下水开采资源量172.98×108 m3,可更新...     

海河流域滹沱河冲洪积扇地下水中农药污染及分布特征

地下水是海河流域滹沱河冲洪积扇重要的饮用水水源,农业种植过程中施用的农药会导致地下水污染,该地区地下水中农药的污染调查工作相对匮乏。为了研究滹沱河冲洪积扇地下水中农药的污染及分布特征,本文利用气相色谱-质谱联用技术分析了30组地下水样品中75种农药组分,用统计学方法对结果进行分析。结果显示:30个采样点中均有农药检出,检测的75种农药中检出40种,有机氯、有机磷、有机氮三类均有检出。检出率最高的为3-羟基呋喃丹(93.3%)、敌杀磷(90.0%)、地茂散(90.0%),30个样品检出浓度之和最大的为呋喃丹(4860.6ng/L)。研究区内三类农药平均检出浓度有机氯(70.8ng/L)有机磷(392.7ng/L)有机氮(580.9ng/L),这主要与三类农药的使用历程和性质相关:有机氯类农药由于其高毒、难降解等特性在1983年被禁用;21世纪初,相对高效、易降解的有机磷类和有机氮类农药应用广泛。三类农药的空间分布特征为从冲洪积扇顶部到中部,农药含量逐渐减少,这主要受冲洪积扇水文地质特征的影响。研究区内HCHs来源为近期林丹使用或HCHs工业降解,DDTs来源为新DDT源的释放或历史上的使用。研究结果可为我国地下水农药的污染监测和地下水相关标准制定提供数据支撑。