对比求解抽、灌水过程水文地质参数的流量-时间配线法

利用基于割离井法的流量时间配线法反求抽水过程和井回灌过程的水文地质参数,并与泰斯法、裘依公式法、割离井公式法的求解结果进行了对比。结果表明,潜水含水层水文地质参数的求解选用流量-时间配线法求解精度高,可以减少繁琐的计算,结果是可靠的;对等水文地质条件下,井抽水过程求得的水文地质参数稍大干井回灌过程求得的水文地质参数,但可以用抽水过程求参方法近似求解井回灌过程的水文地质参数;运用泰斯法近似计算潜水含水层水文地质参数结果显著偏大,建议一般不予采用。     

华北平原中部深层含水层水文地质参数研究

以华北平原中部第四系深层含水层为研究对象,通过分析其水文地质条件及抽水试验数据资料,选取水位恢复数据序列进行求参计算.在对一般简化算法进行改进的基础上,提出tp值的确定及其对计算结果的影响,继而介绍更为简便可靠的Cooper-Jacob算法作为目标含水层水文地质参数的最优计算方法.     

塔克拉玛干沙漠浅层地下水位对单井抽水的响应过程研究

为了研究人工抽水行为对周边地下水位的影响,在塔里木沙漠公路防护林生态工程第69号水源井处布设了抽水试验观测场,利用连续定位观测数据,分析了地下水位降深与时间的关系、地下水位的空间差异性规律;在此基础上利用Neuman井流模型方法,分析了含水层的传导性和贮水性,确定了该区域的相关水文地质参数;并利用Theis预报方法,对抽水引起的水位变化进行了短期预报。研究结果表明:抽水过程水位上升和下降过程均可分为快速和慢速两个阶段,含水层具有弹性释水和重力释水作用的特征;计算得出部分水文地质参数为:T=1.50E+1m3/d,Kh=3.74E+1 m/d,σ=1.12E-2;预测得出持续抽水1000 min时的抽水影响半径约为400m。文中研究所得出的水文地质参数符合该地区的水文地质条件,可作为相似区域水文地质学研究的参考;地下水位在抽水行为结束后,能够恢复到抽水前的水平;抽水行为对周边地下水位的影响范围不大,多个水源井之间不会形成相互干扰,不会引起天然地下水位的持续下降。研究结果可为沙漠公路沿线地下水资源的可持续利用和防护林生态工程整体的稳定性及长久运行提供一定的理论依据。     

新上海一号井田水文地球化学特征及控制因素

为了掌握新上海一号井田水文地球化学特征,利用地质勘探和水文地质补充勘探水化学资料进行分析,并绘制了地下水Piper、Durov和Schoeller图,结合针对各含水层开展的水文地质试验,查明了井田各含水层地下水水化学在垂向上和平面上的特征,并明确了其控制因素.结果表明:潜水含水层地下水水化学类型多种多样,承压含水层水化...     

典型干旱指数在滦河流域的适用性评价

利用1957-2010年滦河流域9个代表气象站逐月降水量资料及滦河三道河子、韩家营、承德、下板城和滦县站的1956-2000年逐月天然径流量资料,分别应用降水距平百分率、标准化降水指数（SPI）、降水Z指数及径流距平百分率,评价滦河流域干旱情况,并比较4种干旱指数的评价效果。结果表明：降水距平百分率反映干旱程度较轻;与降水Z指数相比,SPI指数能较客观地反映滦河流域干旱程度,3种气象干旱指数在滦河流域的适用性评价结果SPI]指数优于降水Z指数和降水距平百分率;而径流距平百分率的水文干旱指数评价结果与实际旱情更为吻合。但是,这4种干旱指标缺乏综合性和机理性,尚需加强降水、气温、蒸发、径流量等因素的综合考虑,提出反映干旱内在机理的指标。     

唐山西部地区地下水水环境特征

通过对唐山西部地区的水文地质条件的研究 ,分析了研究区内各含水层中地下水的化学组分特征及各组分之间的相关关系 ,同时对地下水的同位素进行了分析研究 ,认为该区内的地下水的补给主要是大气降水补给 ,并确定了各含水层间的相互关系。     

流域水空间规划与管理研究——以霍林河流域为例

水资源的更新再生和可持续性存在的能力,是靠水循环过程年复一年、周而复始补给的.维持水的可持续性,保障水循环过程的正常运转,是自然社会持续发展的一项重要任务.水循环过程中,水的类型和资源属性变化与地理地质要素空间组合及其相互作用密切相关,水资源的形成、存在、迁移和转化需要一定的空间介质和场所,以满足水量调蓄、赋存、补给、更新以及水质保护的空间需求.这些空间介质和场所在流域尺度上,是指河流和其支流及与之相连接的湖泊、湿地等各种水体、那些受洪水波及的洪泛平原和部分坡地,以及此范围内的地下含水层系统所共同占据的空间.流域发展过程中,人类往往关注自身社会经济发展需求,而忽略了水系统的空间要求,流域内土地利用程度和范围不断扩大,水流在流域下垫面土层中的垂向和侧向运行路径受阻,干扰了流域中各种径流成分的生成过程和流域下垫面对降水的再分配过程,流域空间上水调节能力降低,滞洪能力减弱,陆地承载水量越来越少,加剧了水资源的时空分布不均,流域水质恶化,生物多样性降低,严重威胁着水资源安全.基于此,在流域水空间概念的基础上,提出流域水空间规划原则和规划程序,并以霍林河流域为例,建议对干旱和半干旱区流域采用水空间规划和管理措施,试图通过规范流域水空间管理,实现流域水和土的联合管理.     

WRF模式物理过程参数化方案对黑河流域降水模拟的影响

以黑河流域一次降水过程为研究个例,利用中尺度数值预报模式WRF 3.1进行物理过程参数化方案选择的分组敏感性试验,分别讨论了WRF模式中的微物理、积云对流、陆面过程和边界层参数化方案对黑河流域降水模拟的敏感性,并利用该流域内12个气象站的日降水资料进行了验证。研究表明：没有确定的某个物理过程参数化方案在所有试验方案中的模拟效果一致好,不同的参数化方案配合使用模拟效果更佳。对比分析模拟结果发现,要有效地模拟出降水中心位置和降水量、降水区分布形态和范围,应同时选用MYJ边界层参数化方案与Noah陆面过程参数化方案;微物理参数化方案中选择Ferrier方案时,对降水的模拟效果要好于选用WSM3、WSM5、Lin方案;积云对流参数化方案对降水模拟的敏感性明显弱于其他物理过程参数化方案。     

基于沉积控水分析的巴拉素井田富水性分区研究

鄂尔多斯盆地内侏罗纪煤田顶板水害频发,从沉积控水理论研究对煤层顶板含水层进行富水性分区,能够科学有效地指导矿井防治水工作的合理开展。为了准确掌握覆岩含水层的富水情况,以巴拉素井田为例,通过沉积规律研究对井田先期开采地段内开采煤层顶板的主要含水层特征及其富水性进行分析。结果表明:矿井未来开采的2#煤顶板的主要充水含水层位直罗组、延安组含水层,其含水层的富水性不均一。通过选取分区指标、采用层次分析法计算权重、构建指数模型,最终得出研究区富水性分区结果。本次沉积规律研究成果,为矿井未来水文地质及防治水工作提供了有力的理论依据,同时对周边条件类似矿井具有一定的借鉴价值。     

基于辐射的潜在蒸散发量估算方法在黑河流域的适用性分析

准确估算流域潜在蒸散发量(PET)具有重要意义。文中基于黑河流域16个国家基本气象站1990～2000年的历史气象数据,利用FAO56-PM法和其它6种基于辐射的PET估算方法,对各站点PET进行估算。以PM法的计算结果作为标准,对6种方法进行参数校正,并对其估算精度进行评价。结果表明:采用初始参数时,Hargreaves法在黑河流域的PET估算精度最高。经过参数校正,Makkink法估算PET的精度最高。因此,在计算黑河流域PET时,推荐使用经过参数校正后的Makkink法。     

Mitigating the catastrophic impacts of torrential rivers in semi-arid environments: a case of the Gash River in eastern Sudan

The climatic, geomorphic, hydrologic and aquifer characteristics of the torrential Gash River across mountainous areas, in far eastern Sudan, were analyzed in order to mitigate its recurring catastrophic impacts. Hydrologic and climatic data and interpretation of Gash River satellite images were from relevant research works carried out in Gash Basin from 1985 to 2008. The results indicated that the total catchment area of Gash River is about 21,000 km2, and the basin area is 31,000 km2. The total length of Gash River is 450 km and the average slope is 200 cm/km. The width of the catchment varies from 30 m to 90 m and that of the basin is from 100 m to 800 m, and the course of the river is varied. During the period of 1980?2008, the mean annual rainfall was 250 mm and the mean annual discharge was 6.8 ×10~8 m~3, and the flooding is approximately one time per 5 years. Torrential floods measured at Kassala town since 1907 showed that an absolute maximum discharge was 876 m3/s and a mean maximum discharge was 365 m3/s. These characteristics differ widely between catchment and basin areas. The author proposes that, by analyzing the climatic, geomorphic, hydrologic and aquifer characteristics of the Gash River and considering the role of community, a concise database could be provided to formulate the aquifer, geomorphic, hydrologic and climatic (AQUIGEOHYCLIM) regional approach to mitigate Gash River recurring catastrophic impacts.     

石羊河流域的水化学特征及其地表水与地下水的相互转化

通过分析石羊河流域地表水与地下水的水化学特征,可以了解石羊河流域地表水与地下水的相互转化关系。研究结果表明:(1)武威盆地,在山前地带,出山河水入渗转化为地下水;溢出带地下水以泉的形式转化为地表水;进入细土平原后,河水又补给地下水;在农灌区引河水又通过田间入渗反补地下水。(2)民勤盆地,地下水主要通过引水灌溉和河水补给。     

渭干河-库车河三角洲绿洲近10年地下水位及水质时空变化特征

利用渭干河-库车河三角洲绿洲30个观测井近10a的统计资料,分析了该三角洲地下水位和水质的时空变化特征及其成因。结果显示:(1)地下水埋深的基本规律是西部灌区、渭干河古河带和冲积扇上部地下水位较深,东部灌区、农牧交错带和冲积扇下部地下水位较浅;研究区地下水海拔高程自南向北升高;地下水埋深受制于局部地形和土地利用方式,与区域地势关系不大。(2)近10 a来,研究区地下水位下降了1.00 m,西部灌区下降了1.34 m,农牧交错带下降了0.41 m;矿化度平均降低了0.54 g/L,农牧交错带降低了1.36 g/L,渭干河古河带矿化度升高了0.43 g/L。(3)研究区年内最高地下水位和最低水位平均相差0.84 m,冲积扇中部相差1.04 m,冲积扇上部相差0.73 m,2月出现最低水位,4月出现最高水位;地下水质年内最高和最低矿化度季节相差0.21 g/L,冲积扇下部0.51 g/L,中部为0.17 g/L。(4)人类农业生产活动和蒸发作用是地下水埋深及水质时空变化的主要原因;研究区骨干排水沟渠的开通运行,降低了相应地域的地下水位和矿化度。     

天山乌鲁木齐河源区空冰斗积雪特征

根据2006年12月至2007年4月天山乌鲁木齐河源区空冰斗季节性积雪的观测资料,分析了该区域积雪厚度、积雪温度及积雪储水量的变化特征。结果表明:空冰斗积雪在观测初期比较稳定,随着降水量增加,积雪厚度也随之增加,4月中旬达到最大值,季节性积雪的持续时间约为7个月;积雪厚度最大值一般出现在海拔3830m附近,这一高度以下积雪厚度随海拔升高呈现增加的趋势,而在这一高度以上则呈相反趋势;积雪温度受气温影响明显,在观测期内随着气温的升高积雪温度也逐渐上升;研究期内积雪储水量高于上世纪90年代初的同期观测值。     

锡林河流域地下水位管理阈值研究

地下水资源是维系锡林河流域社会经济发展和生态环境稳定的关键因子。立足于地下水位这一关键性指标,采用地下水可持续性评价和数值模拟模型相结合的方法,探讨地下水安全利用方式。结果表明:现状年河谷平原的地下水可持续性较强,而开采集中的城市规划区及毛登牧场可持续性一般或较差;丰沛的降水及富水性较强的含水层增强了地下水资源可持续性,但农牧业快速发展和农灌集中开采,破坏了城市规划区周边及毛登牧场的地下水均衡关系,通过设置和对比不同开采方案,限制灌溉规模成为未来解决这一危机的首要途径,即2020年应减少903.23×104m3开采量,其管理地下水位阈值为0.13~0.55 m。     

Hydrological and economic feasibility of mitigating a stressed coastal aquifer using managed aquifer recharge: a case study of Jamma aquifer,Oman

This study explored the hydrological and economic feasibility of managed aquifer recharge(MAR) using tertiary treated wastewater(TWW) to mitigate salinity in the coastal aquifer of Jamma, Oman. A steady-state groundwater flow and transport model, using MODFLOW software, was developed and calibrated. Different managerial scenarios were simulated and the results reveal that the Jamma aquifer will be further deteriorated in the next 20 a if it remains unmanaged. The groundwater table will decline further by more than 3 m on average; and the iso-concentration salinity line of 1500 mg/L will advance 2.7 km inland, which will severely affect the farming activities in the area. However, MAR using TWW when integrated with the management of groundwater abstraction(e.g., using modern irrigation systems to reduce the abstraction rate) becomes hydrologically feasible to augment the aquifer storage and control seawater intrusion, and hence improves the farming activities. The results indicate that:(1) injecting TWW in the vicinity of irrigation wells(Scenario A2);(2) investing in smart water meters and online control of pumping from the wells to reduce the abstraction rate by 25%(Scenario B); and(3) a combination of both(Scenario B2) are feasible scenarios with positive net present values. Recharge in upstream areas is found not economically feasible because of the very high investment cost of the installation of pipes to transport the TWW over a distance of 12.5 km. Because of securing funds are challenging, Scenario B would be the best option and the second-best option is Scenario A2. Scenario B2 has the lowest net benefit investment ratio and is very attractive because it entails integrated demand and supply management of groundwater. It is required to reduce pumping and to invest in injecting TWW to improve groundwater quality in the vicinity of irrigation wells and to form a hydrological barrier to control seawater intrusion in the long run.     

Evaluation of groundwater sustainability based on groundwater age simulation in the Zhangye Basin of Heihe River watershed,northwestern China

Water resources, as the primary limiting factor, constrain the economic and social development in arid inland areas. The Zhangye Basin is a representative area of inland river basins, which is located in the middle parts of the Heihe River watershed, northwestern China. Facing with the huge water shortage, people exploited ground- water at a large scale in recent years. The reducing recharge from surface water and over-exploitation of ground- water led to the decline of groundwater levels and threatened the sustainability of water resources. This study con- structed a conceptual and numerical groundwater flow model and calibrated the model based on the observed wells. A solute transport model was built using MT3DMS to calculate the groundwater age distribution in the Zhangye Basin. The simulated result shows that the youngest groundwater is distributed near the most upstream areas in the model domain, which is less than 1,000 a, older groundwater is distributed in deeper parts of the aquifer and near the discharge outlets, ranging from 6,000 a to over 20,000 a. Spatial variation of groundwater ages in the middle area indicates the recharge diversity between unconfined and confined aquifer. Groundwater age can serve as an indicator to evaluate groundwater’s renewal capacity and sustainability. The formation of groundwater resources in the lower stream area would spend 10,000 a or even more than 20,000 a, so exploitation of groundwater in these areas should be restrained.     

人类活动影响下的地下水脆弱性演变特征及其演变机理

由于人类活动的累计影响,地下水脆弱性不仅在空间上变化,在时间上也发生变化。本文从三个阶段对滹沱河流域地下水脆弱性进行了评价,证明了地下水脆弱性随时间的变化,并分析了其演化趋势和演化特征以及演变机理。结果表明:由于地下水的长期大量开采,使地下水脆弱性影响因素(如,地下水位埋深、包气带厚度和降雨入渗系数等)发生了变化,而使地下水脆弱性发生变化。     

近50 a黄河上游气候变化趋势和干湿界线波动分析

利用黄河上游地区13个气象站点1959-2008年的气候资料,研究了黄河上游地区多个气候要素的变化,以30 a为时间尺度研究气候变化趋势的可行性。结果表明：区域东南部站点呈干暖化趋势,其他站点以湿暖化为主,变湿的趋势不显著,而变暖的趋势普遍且显著;东南部向着干旱化的方向发展,其他区域不显著;年平均气温和最低气温在1959-1988年、1969-1998年和1979-2008年3个时段呈持续增加趋势,最高气温仅在近30 a呈整体增加趋势;在最低气温和最高气温的共同作用下,1979-2008年年均气温的增幅最大;低海拔站点日照时数持续、显著减少,而高海拔的玛多、达日两站则呈显著增加趋势;相对湿度恰好相反,低海拔站点多呈增加趋势,高海拔站点多呈减少趋势。区域风速总体呈下降趋势,尤其是低海拔地区和后两个时段。采用30 a为时间尺度分析气候变化具有一定的可行性。     

江河源区沙漠化研究进展与展望

在全球气候变暖的影响下,青藏高原作为气候变化的敏感区,受到人们越来越多的重视。江河源区是我国长江和黄河以及国际河流澜沧江的发源地,同时它又是高原的重要组成部分。近几十年来,沙漠化现象在该地区的快速发展蔓延已经引起社会和学术界的广泛关注。本文从沙漠化的发展态势、沙漠化的驱动因子、沙漠化的治理措施等方面的研究现状出发,对江河源区的沙漠化研究状况进行了综述,并对研究中存在的不足和未来的研究重点进行了分析。