地表水调配引起的地下水环境变化——以疏勒河流域为例

通过对昌马水库运行前后不同时期疏勒河流域盆地地表水-地下水相互转化的分析,发现调配水资源引起了"河流-含水层"系统的强烈变化.流域盆地地下水补给量总体呈减少趋势,引发了生态的恶化.3座水库联合调水后,中游盆地地下水补给量,比20世纪60年代、90年代末,分别减少了3.11×108 m3,2.95×108 m3.下游2个盆地的地下水补给量小幅增加,中游盆地泉水溢出量与60年代相比削减了53.2%.盆地内的河水断流,湿地萎缩,植被、草场退化,土地沙漠化和盐渍化等环境问题更加严重.     

黑河中游过去20年地下水位空间变异性分析

以西北内陆干旱区黑河中游为研究对象,基于1985年和2005年地下水位观测资料,利用地理信息系统(GIS)和地统计学(Geostatistics)方法,综合分析了过去20年来地下水空间变异规律。结果表明:黑河中游近20年来地下水位空间相关性减弱,局部异质性增强,地下水的连通性和脆弱性增加,冲积扇中上部地下水补给区的水位下降(5～15 m)显著,冲积扇下部和河谷细土平原地下水消耗区水位稳定下降,河谷盆地和河谷平原区同时存在水位上升现象,产生了环境地质灾害。因此,为了保持干旱区内陆河流域可持续发展,需要从多角度分析流域的水资源变异规律,合理配置干旱内陆河流域水资源,针对局部环境地质灾害尽快采取相应措施。     

黑河流域节水工程实施对地下水补给资源影响变化分析

本文利用已有的水文地质资料,系统收集、整理了河西走廊地区黑河流域的水资源利用、水利化现状、节水工程实施状况,以1999年为水平年对黑河流域中下游地区由于节水工程的实施引起地下水天然补给资源的变化进行了分析计算.流域中下游地区的地下水资源与1999年相比将发生变化,中游张掖盆地地下水天然补给资源将减少10366.9万m3/a.下游的鼎新灌区地下水补给量较现状河道输水条件下减少7931.25万m3/a,额济纳平原地下水补给量增加26651.51万m3/a.地下水补给途径发生变化,主要补给由中游向下游转移.引起这种变化的主要原因是节水工程的实施.地下水补给量的变化也引起泉水溢出带泉水量减少.     

河西走廊水资源特征及其循环转化规律

河西走廊水资源主要以雪冰水资源、地表水资源与地下水资源的形式存在,分布于石羊河、黑河、疏勒河3大相对独立的流域水系.南部祁连山区发育大小河流共计57条,多年平均出山径流量71.29×108 m3,总体而言,近50 a出山径流变化比较稳定.走廊平原主要由8个大型的构造地貌盆地组成,盆地地下水主要接受出山河水及引灌河水的入渗补给,是地表水资源的重复表现形式,多年平均地下水补给量为42.42×108 m3.近50 a来,地下水补给量减少了17.19×108 m3,由此引起泉水资源23 a来衰减了24.6%.受构造地貌的制约,自南部山区至北部盆地,地下水与河水之间经过5个不同地带有规律的、大数量的、重复的转化过程,形成完整统一的"山区地下水-地表水-南盆地地下水-地表水(泉水)-北盆地地下水"水资源循环系统.     

松嫩平原地下水资源及其变化

在实地调查、勘探,获得大量实测资料的基础上,利用50多年的水文气象资料,对松嫩平原地下水资源重新评价发现,由于气候、水文条件的变化以及人工开采等人类活动的影响,地下水资源自上世纪80年代以来呈现逐渐减少的变化趋势.2005年全区地下水补给量比1984年减少14.06×108m3,比1994年减少8.81×108m3;开...     

张掖市甘州城区及外围地下水位上升原因分析

采用传统的水均衡方法及环境同位素分析、氟里昂测年等技术,结合地震、地面物探、气象水文及地下水流场分析手段,分析了甘州城区及其外围地下水位上升的原因。结果表明:实施"黑河流域节水灌溉综合治理工程"引起水资源利用分配格局的变化不是引起地下水位大面积上升的原因;水位上升区第四系深层承压水与祁连山基岩裂隙水具有相同的水文地球化学特征和环境同位素特征。其结论:张掖盆地中心地带基底存在与祁连山区相连的北西向深大断裂带一直存在少量,且稳定的地下水越流补给量;自2003年10月山丹、民乐发生大地震以后,使得祁连山山前及盆地内基底断裂活动加剧,同时断裂活动错断了第四系松散层内的隔水层,基底断裂带变为导水通道,加快了祁连山区基岩裂隙水沿着这个通道向上越流补给盆地第四系孔隙水的速度,增大了越流补给量,使盆地地下水补给量大于排泄量,造成地下水位大面积上升。     

巴丹吉林沙漠湖泊形成的机理分析

依据实际调查资料并结合前人研究成果,在探明区域水文地质条件的基础上,系统计算分析了沙漠区及外围盆地地下水的补给与排泄,发现沙漠区地下水补给量小于排泄量2.55×108 m3/a,不能解释内陆湖泊水量长久不衰的原因;而位于沙漠区西缘的黑河金塔-鼎新盆地地下水补给量大于排泄量2.66×108 m3/a,未见盆地内地下水位大幅度上升,多余的水量不知去向;与沙漠区衔接的其它盆地地下水资源匮乏且处于补排基本平衡的状态,根本无途径和多余的水量补给沙漠区.前人研究结果证实,横贯我国西北-东西的阿尔金大断裂的东延部分及其所形成的羽翼状断层带存在地表破碎带,且地势西高东低并具有良好的导水性,而这个地表破碎带通过了金塔-鼎新盆地和巴丹吉林沙漠,正好位于沙漠内陆湖泊群附近.而湖泊群一带存在大量钙华和钙质胶结层及湖水中3He/4He的比值,均表明湖泊水经过了深部地壳层的循环,加上黑河正义峡-哨马营段河水海拔高于湖泊群的佐证,认为黑河在金塔-鼎新盆地强烈渗漏所产生的地下水顺着阿尔金断裂自西向东源源不断地补给了巴丹吉林沙漠,经过目前还不为人知的深部循环方式,地下水在湖泊群地表破碎带向上运移形成上升泉,最终成为巴丹吉林内陆沙漠湖泊群水源的补给来源.     

哈密盆地绿洲带地下水数值模拟及资源评价

哈密盆地是我国水资源最为贫乏的地区之一,但是近年来对地下水的大幅度开采导致了地下水位持续下降。为了研究哈密盆地绿洲带的地下水资源情况,构建了区域三维地下水流模型,模拟结果显示:哈密盆地绿洲带多年平均地下水补给量为5.51亿m~3/a,排泄量为6.58亿m~3/a,均衡差为1.03亿m~3/a。其中补给主要来源为暴雨洪流、山前侧向径流,河水入渗,井灌回归等,占总补给量的81.95%,排泄则以人工开采为主,占总排泄量的79.72%。在区域模型现状开采条件下,模拟了20年后地下水位的降深情况,并尝试通过优化开采布局的方法减缓绿洲带地下水降落漏斗的形成,结果表明优化开采布局有一定的可行性。     

酒泉盆地地下水系统水资源评价

在系统分析研究区地质及水文地质条件的基础上,确定了研究区范围和边界条件,借助GIS技术与FEFLOW建立了研究区地下水系统概念模型和数学模型及相应的地下水系统数值模型。以2001~2003年地下水动态观测井的地下水动态观测资料,对建立的模型进行了多次求解与识别,结果表明:建立的模型能够较好的反映研究区水文地质条件空间分布及组合方式,具有一定的代表性可以用来对研究区地下水资源进行定量评价与预测。运用识别后的模型评价和预测了在P=50%、75%、95%不同地表径流条件下研究区地下水系统水资源量,与其对应的补给量分别为7.7346亿m3/a、7.1663亿m3/a、6.3610亿m3/a,排泄量分别为:8.7208亿m3/a、8.3789亿m3/a、7.8477亿m3/a,总均衡分别为:-0.9862亿m3/a、-1.2126亿m3/a、-1.4867亿m3/a。结果表明在上述三种不同典型年情况下,研究区地下水系统长期处于负均衡状态,为了改善该区域脆弱的生态环境,地下水开采前应进行可开采量论证,并制定合理的地下水开采方案。     

长武塬区地下水位动态特征分析

依据长武塬区1975~2005年间地下水位4个不同长度时间序列监测资料,对塬区不同地段地下水位多年动态变化进行系统研究。距离塬心较近位置监测井551#和552#的地下水季节变幅分别达0.26 m和0.29 m,受降水补给明显;多年动态监测均呈先稳定后下降的趋势,受年降水量先增后减和地下水开采量逐渐增加的影响;距离塬心较远的监测井554#和555#水位季节变化较小,年际变化也各异,受降水垂直补给影响较小,与地下水埋藏较深、塬面破碎有关。针对塬区地下水变化特点,为保护有限地下水,应该加强地下水资源统一管理,限制地下水的开采量,"以补定采";同时,合理规划,增加地下水补给量,从而实现塬区地下水有效持续利用。     

海河流域地下水开采初期数值模拟及水量平衡分析

海河流域平原区地下水长期过度开采已引起了严重的环境问题,水资源的不断枯竭也制约着当地经济的可持续发展,成为国家一直关注的问题。作为地下水管理的方法之一,建立了地下水数值模型。对海河流域平原区地下水开采初期状态作了模拟分析,模拟结果显示:该区域地下水年补给量为156.6亿m3,其中,山前侧渗17.5亿m3,降雨入渗补给136亿m3,河道入渗3.1亿m3;地下水的排泄途径为河道基流88.5亿m3,蒸散发50.1亿m3,排泄入海15.2亿m3,黄河内滩侧渗排出1.8亿m3,总排泄量为156亿m3,地下水收支基本平衡。地下水的总体流向为自北、西、南指向渤海湾,吻合于地形坡度变化。模拟结果为水资源管理和水环境修复提供数据依据。模型也为下一步地下水大量开采状态的模拟提供初始水头条件、地质物理参数和边界条件。     

华北平原地下水资源功能衰退与恢复途径研究

相对20世纪50年代末,至本世纪华北平原地下水总开采量由不足100×108m3/a增至211.98×108m3/a,超出地下水可利用资源量192.31×108m3/a。长期超量开采和不合理的开采布局,使地下水水位持续下降、含水层疏干体积不断增加,地下水位降落漏斗持续扩展,地下水的资源功能不断衰退的同时产生地面沉降、地面塌陷、咸水入侵等环境地质问题。采取农业节水、工业调整开采强度布局、建立应急用水机制、地表水与地下水联合调蓄、本地劣质水资源化等综合举措,修复和涵养华北平原地下水系统势在必行。     

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。     

关中盆地地下水资源评价与解析

陕西关中盆地是西部经济最活跃的地区,而水资源不足成为经济进一步发展的制约因素.以地质和水文地质条件为依据,从影响地下水形成的诸因素出发,对关中地下水资源进行评价和解析.结果表明:受自然因素和人类活动的影响,区内天然资源量和可采资源量发生了变化,其中天然资源量和可采资源量分别减少了5.39×108 m3/a和4.53×108 m3/a.渭河以北地区地下水资源形成中,降水补给和灌溉补给占主导地位,二者占83.9%;渭河以南地区,降水补给和河水渗漏补给是地下水资源形成的主要因素,二者占94.2%.在此基础上,提出了水资源合理开发利用的对策和措施,以期实现水资源的永续利用和生态环境良性循环.     

疏勒河流域水资源特征及开发利用存在的问题

疏勒河流域是目前甘肃省移民和农业开发的重点地区 ,也是“再造河西”战略实施水资源潜力最大的地区。随着移民范围和开发程度的迅速增大 ,进一步提高流域水源及其循环转化关系的研究程度 ,及时发现水资源开发利用过程中存在的问题迫在眉睫。本文在广泛收集有关水文、水利化现状资料和实际调查数据的基础上 ,计算和评价了疏勒河流域的降水资源、冰川资源、地表水资源、地下水资源 (包括地下水补给资源、允许开采资源、储存资源 )、水资源总量的数量和特征 ,评价和分析了水资源开发利用现状及存在的问题     

太原盆地地下水系统水化学-同位素特征研究

太原盆地孔隙水与周边岩溶水、砂岩裂隙水有密切的水力联系。本文应用示踪元素均衡分析的方法对盆地地下水系统之间的转化关系进行了定量研究。结果表明,太原市区以北地区主要接受岩溶水补给,其补给量占总补给量的30%以上。盆地东侧大部分地区以裂隙水补给为主,其中文水东南至平遥一带裂隙水补给量最高,占总给量的60%以上;应用环境同位素分析方法对盆地孔隙水的起源与更新能力进行了研究分析。指出含水层埋藏深度在50m以内的浅层水,主要接受大气降水和地表水的补给,更新周期在60年以下,更新能力较强;含水层埋深在50—200m之间的为混合水,是深层古水与浅层现代水混合形成,与现代水交换比例在40%以上,更新能力较强;含水层埋深在200m以下的,为深层古水,更新能力较差。     

新疆天山北麓奎屯河流域径流变化特征研究

奎屯河流域水资源总量为17.83×108m3,其中地表径流量为16.21×108m3,占水资源总量的90%以上。因此,研究径流补给来源及变化特征有助于掌握水资源的变化趋势,为水资源的开发利用提供可靠的依据。本文采用奎屯河流域各水文站径流系列资料,选取变差系数、年际极值比、集中度、集中期等参数,分析了奎屯河流域径流补给特性、来源、年内分配规律及年际变化特征。分析结果表明:奎屯河流域径流补给具有地带性和多样性特点,补给来源主要以冰川融水和雨水补给为主;年内分配极不均匀,集中程度高;年际变化相对稳定,变幅小,多年呈微弱增加趋势。     

疏勒河中游绿洲生态环境需水研究——Ⅰ.方法与参数选取

干旱内陆河流域绿洲生态环境需水研究是内陆河流域水资源综合管理和优化配置、保护和恢复生态环境中最为关键的科学问题之一,本研究针对疏勒河中游绿洲生态环境现状以及天然植被、河流湖泊等生态需水特征,建立了基于天然植被、河流、湿地和防治耕地盐碱化的疏勒河中游绿洲生态环境需水定量化模型,以期为干旱内陆河流域绿洲生态环境需水研究提供一种可借鉴方法。模型计算结果表明,疏勒河中游绿洲2013年天然植被、河流基本生态、河流输沙、河流渗漏补给、水面蒸发和湿地生态环境需水量分别为1.90×108m3、1.00×108m3、1.11×108m3、0.83×108m3、0.68×108m3、2.70×108m3。根据目前疏勒河流域中游绿洲水资源与生态环境现状,应加强水资源的综合管理,协调农业用水与生态用水关系以及不同区域和不同部门间水资源配置量,提高水资源综合利用效率;进一步制定中游绿洲近期和远期生态保护和生态恢复目标,确定生态综合治理重点区,准确计算基于生态保护目标的流域中游绿洲生态需水量及阈值。